CN110847066A - 用于高挡墙涵洞的出口结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种出口结构，尤其是公开了一种用于高挡墙涵洞的出口结构，属于土木工程建筑物设计建造技术领域。提供一种可以有效减轻涵洞出水对下游侧挡墙基础构成冲刷破坏的用于高挡墙涵洞的出口结构。所述的出口结构包括涵洞，所述的出口结构还包括缓冲消能系统，所述的缓冲消能系统布置在涵洞出口端的内侧，从所述涵洞排出的高扬程水流通过所述的缓冲消能系统消去大部的势能。
Description
技术领域
本发明涉及一种出口结构，尤其是涉及一种用于高挡墙涵洞的出口结构，属于土木工程建筑物设计建造技术领域。
背景技术
随着科技的进步和物质文明的提高，我国公路建设事业也在蓬勃发展，涵洞作为公路工程必不可少的一项结构建筑物，在公路路基中发挥着重要的作用。处理好涵洞设计，保证路基排水畅通是路基稳定的重要因素，而路基设计中涵洞多位于地势低洼的沟渠等路段，该部分路段大多都存在高挡墙或高填方。
如图1所示，目前国内道路工程涵洞设计主要采用盖板涵或圆管涵，涵洞出口主要有八字墙、排水槽、跌水等等，而高挡墙路段涵洞出口根据路基横断面设计情况一般采用跌水，且随着挡墙的高度增加，跌水高度相应增加，当涵洞出口高度较高时，涵洞出口出水会持续对下方挡墙基础造成冲刷，当挡墙基础被冲刷破坏后，将严重影响挡墙整体安全稳定，因此合理有效的设计高挡墙出水问题至关重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种可以有效减轻涵洞出水对下游侧挡墙基础构成冲刷破坏的用于高挡墙涵洞的出口结构。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于高挡墙涵洞的出口结构，包括涵洞，所述的出口结构还包括缓冲消能系统，所述的缓冲消能系统布置在涵洞出口端的内侧，从所述涵洞排出的高扬程水流通过所述的缓冲消能系统消去大部的势能。
进一步的是，所述的缓冲消能系统包括消能跌坎，设置在涵洞出口末端内侧的消能跌坎底板的水平高度比涵洞出口末端底板的水平高度低至少300㎜。
上述方案的优选方式是，在消能跌坎底板的上方设置有至少两组分散支撑梁，消能跌坎两侧的壁面通过各组分散支撑梁支撑，从涵洞末端排出的高扬程水流通过各组分散支撑梁分隔成多股水流后跌落在消能跌坎上或跌落在出口外侧的基础上。
进一步的是，每一组分散支撑梁均包括两根分散支撑子梁，各根分散支撑子梁沿高度方向分组的支撑在消能跌坎两侧的壁面上。
上述方案的优选方式是，在消能跌坎的底板上还设置有消能池，消能池的前端设置有消能坎，所述的消能池通过消能坎、消能跌坎底板以及消能跌坎侧壁面构成。
进一步的是，垂直于挡土墙设置的涵洞的入口端与跌水井连通。
上述方案的优选方式是，涵洞入口端底板的水平高度高于跌水井底板的水平高度。
进一步的是，在涵洞出口末端的外侧还设置有混凝土跌水护坡面。
进一步的是，所述的涵洞为混凝土预制盖板涵洞。
本发明的有益效果是：本申请通过在现有涵洞的基础上增加设置一套缓冲消能系统，并将所述的缓冲消能系统布置在涵洞出口端的内侧，然后使从所述涵洞排出的高扬程水流通过所述的缓冲消能系统消去大部的势能。从而有效的减轻现有高势能下泄水流对涵洞下游侧挡墙基础构成冲刷破坏。
附图说明
图1为本发明涉及到的现有高挡墙涵洞的结构示意图；
图2为本发明用于高挡墙涵洞的出口结构的剖视结构示意图；
图3为图2的I-I剖视图；
图4为图2的II-II剖视图。
图中标记为：涵洞1、缓冲消能系统2、涵洞出口末端底板4、分散支撑梁5、分散支撑子梁6、消能池7、消能坎8、挡土墙9、跌水井10、混凝土跌水护坡面11。
具体实施方式
如图2、图3、图4所示是本发明提供的一种可以有效减轻涵洞出水对下游侧挡墙基础构成冲刷破坏的用于高挡墙涵洞的出口结构。所述的出口结构包括涵洞1，所述的出口结构还包括缓冲消能系统2，所述的缓冲消能系统2布置在涵洞出口端的内侧，从所述涵洞1排出的高扬程水流通过所述的缓冲消能系统2消去大部的势能。本申请通过在现有涵洞的基础上降低出口高程势能并增加设置一套缓冲消能系统，将所述的缓冲消能系统布置在涵洞出口端的内侧，然后使从所述涵洞排出的高扬程水流通过所述的缓冲消能系统消去大部的势能。从而有效的减轻现有高势能下泄水流对涵洞下游侧挡墙基础构成冲刷破坏。
上述实施方式中，为最大限度的减小对现有涵洞的改动设计，以方便现场的建造以及减小建筑设备、模板的改动，本申请将所述的缓冲消能系统2设置成包括消能跌坎的结构，设置在涵洞出口末端内侧的消能跌坎的底板的水平高度比涵洞出口末端底板4的水平高度低至少300㎜。随着消能跌坎底板的下沉，两侧的壁面必然为增高，为了保证壁面的稳定运行，本申请在消能跌坎底板的上方还增架设置了至少两组分散支撑梁5，消能跌坎两侧的壁面通过各组分散支撑梁5的支撑，从涵洞1末端排出的高扬程水流通过各组分散支撑梁5分隔成多股水流后跌落在消能跌坎上或跌落在出口外侧的基础上。这样，所述的分散支撑梁5既可以对消能跌坎侧壁面进行有效的稳定性支撑，同时，各组分散支撑梁5还可以有效的将出口处的下泄水流分隔成多股，起到分散水流减小对下游侧基础进行冲刷破坯的能力。此时，本申请将每一组分散支撑梁5设置成均包括两根分散支撑子梁6的形式，然后将各根分散支撑子梁6沿高度方向分组的支撑在消能跌坎两侧的壁面上。
进一步的，为了减小高速下泄的水流对消能跌坎本身的冲刷，尤其是减轻对消能跌坎底板的冲刷，在消能跌坎的底板上还设置有消能池7，消能池7的前端设置有消能坎8，所述的消能池7通过消能坎8、消能跌坎底板以及消能跌坎侧壁面构成。同时，为了避免过多的泥沙、杂物进入水流中，本申请垂直于挡土墙9设置的涵洞1的入口端与跌水井10连通。7、根据权利要求6所述的用于高挡墙涵洞的出口结构，其特征在于：涵洞1入口端底板的水平高度高于跌水井10底板的水平高度。
再参照现有涵洞出口的结构设计，本申请在涵洞1出口末端的外侧也设置有混凝土跌水护坡面11。而且本申请的出口结构更适用于混凝土预制盖板涵洞。
综上所述，采用本申请提供的出口结构还具有以下优点，
通过在挡墙内部降低涵洞出水高程，从而减小涵洞出口和地面之间的高差，从而减小涵洞出口水流对挡墙基础的冲刷，维护挡墙整体稳定性，解决高挡墙出口出水设计问题。
实施例一
下面结合附图2、图3、图4对本申请用于高挡墙涵洞的出口结构作进一步的说明。
本发明用于高挡墙涵洞出口，包括的内容主要有：涵洞进口(跌水井)、涵洞洞身(挡墙段和非挡墙段)、涵洞出口、挡土墙、消力池、消能坎、支撑梁、涵洞出口(跌水)等。
根据施工顺序，逐条说明挡墙部分涵洞施工如下：
1、根据设计图纸开挖挡土墙基础，验收合格后，根据挡土墙高程采用相应的材料修建挡土墙至涵洞底板高程。
2、根据设计图纸开挖涵洞基础，验收合格后，浇筑涵洞底板和消能坎混凝土，消能坎和底板应一次浇筑完成。
3、安装模板，浇筑涵身、涵台混凝土，同时在相应位置安装预制好的支撑梁。
4、挡墙基础外侧回填后，修建涵洞出口(跌水)。
5、待涵洞洞身、涵台混凝土强度达到设计要求后，安装预制好的盖板。
以上描述了本发明的基本原理和主要的特征，说明书的描述只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (9)
1.一种用于高挡墙涵洞的出口结构，包括涵洞(1)，其特征在于：所述的出口结构还包括缓冲消能系统(2)，所述的缓冲消能系统(2)布置在涵洞出口端的内侧，从所述涵洞(1)排出的高扬程水流通过所述的缓冲消能系统(2)消去大部的势能。
2.根据权利要求1所述的用于高挡墙涵洞的出口结构，其特征在于：所述的缓冲消能系统(2)包括消能跌坎，设置在涵洞出口末端内侧的消能跌坎底板的水平高度比涵洞出口末端底板(4)的水平高度低至少300㎜。
3.根据权利要求2所述的用于高挡墙涵洞的出口结构，其特征在于：在消能跌坎底板的上方设置有至少两组分散支撑梁(5)，消能跌坎两侧的壁面通过各组分散支撑梁(5)支撑，从涵洞(1)末端排出的高扬程水流通过各组分散支撑梁(5)分隔成多股水流后跌落在消能跌坎上或跌落在出口外侧的基础上。
4.根据权利要求3所述的用于高挡墙涵洞的出口结构，其特征在于：每一组分散支撑梁(5)均包括两根分散支撑子梁(6)，各根分散支撑子梁(6)沿高度方向分组的支撑在消能跌坎两侧的壁面上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的用于高挡墙涵洞的出口结构，其特征在于：在消能跌坎的底板上还设置有消能池(7)，消能池(7)的前端设置有消能坎(8)，所述的消能池(7)通过消能坎(8)、消能跌坎底板以及消能跌坎侧壁面构成。
6.根据权利要求5所述的用于高挡墙涵洞的出口结构，其特征在于：垂直于挡土墙(9)设置的涵洞(1)的入口端与跌水井(10)连通。
7.根据权利要求6所述的用于高挡墙涵洞的出口结构，其特征在于：涵洞(1)入口端底板的水平高度高于跌水井(10)底板的水平高度。
8.根据权利要求7所述的用于高挡墙涵洞的出口结构，其特征在于：在涵洞(1)出口末端的外侧还设置有混凝土跌水护坡面(11)。
9.根据权利要求8所述的用于高挡墙涵洞的出口结构，其特征在于：所述的涵洞(1)为混凝土预制盖板涵。
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