CN111910587A - 一种异形溢流堰 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种异形溢流堰，通过设置迎水面、第一过水面、第一竖面、第二过水面以及第二竖面，形成堰体的主要结构形式，并在第一过水面、第二过水面上分别设置凸面，在第二竖面上设置凹面，形成凸凹面配合的消能模式，提高溢流堰的消能效果。

Description

一种异形溢流堰

技术领域

本发明涉及水利工程领域，具体涉及一种异形溢流堰。

背景技术

溢流堰是水利工程中常用的挡水泄水建筑物，广泛用在各种水利工程中，其大多采用天然溢流的方式，即不设置闸门控制，这种溢流方式简单可行，而且工程造价相对较低，在一些小型的水利工程中应用较多。此种类型的溢流堰主要面对溢流量与消能的技术问题，溢流量主要通过溢流堰顶高度以及宽度等因素决定，而消能则主要是对通过溢流堰水量能量的控制，如果该能量控制较差，会导致水流能量过大，甚至影响结构使用安全。

现有的小型溢流堰多采用平板型溢流堰和弧线型溢流堰，平板溢流堰施工简单，造价小，但是其消能手段有限，弧形溢流堰虽然具有一定的消能效果，但是其工程造价高，而且单一弧线的设置，其消能效果有限，下游的河床仍然存在较大的冲刷，即堰体的消能有限，主要还是通过水流的冲刷进行能量耗散。

发明内容

本发明针对现有技术的问题，提供一种异形溢流堰。

本发明提供一种异形溢流堰，所述异形溢流堰包括迎水面、第一过水面、第一竖面、第二过水面以及第二竖面，其特征在于：所述迎水面为垂直面，所述第一过水面与所述迎水面垂直，所述第一过水面包括第一水平段、第一凸面和第二水平段，其中第一水平段、第一凸面和第二水平段依次连接，第一水平段与所述迎水面垂直连接，所述第二水平段与所述第一竖面垂直连接，所述第一竖面与所述迎水面平行设置，所述第二过水面与所述第一竖面垂直连接，所述第二过水面高度小于所述第一过水面，其中第二过水面包括第三水平段、第二凸面和第四水平段，其中第三水平段、第二凸面和第四水平段依次连接，所述第一竖面与所述第三水平段垂直连接，所述第一水平段与所述第二水平段在同一水平线上，所述第三水平段与所述第四水平段在同一水平线上，且与所述第一水平段和第二水平段平行，所述第四水平段与所述第二竖面垂直连接，所述第二竖面包括第一垂直段、第一凹面和第二垂直段，其中第一垂直段、第一凹面和第二垂直段依次连接，第一垂直段与所述第四水平段垂直连接，所述第二垂直段与地基连接，所述第二垂直段与所述地基之间还设置有缓冲板，所述缓冲板一端与所述第二垂直段连接，所述缓冲板一端与所述地基连接，所述缓冲板下还设置有弹簧，所述弹簧一端与所述缓冲板连接，所述弹簧的另一端与所述第二垂直段与所示地基的交点连接，所述第一凹面的曲率小于所述第二凹面的曲率。

作为优选，所述缓冲板与所述第二垂直段、所述缓冲板与所述地基均采用螺栓固定连接，以形成可拆卸的连接结构，所述第二垂直段、所述地基上均设有长圆形螺栓孔，以便于缓冲板形成局部位移。

作为优选，所述缓冲板的材质可以选择为橡胶。

作为优选，所述溢流堰的材质为钢筋混凝土，所述混凝土强度不低于C30，所述钢筋深入所述地基，以提高其与地基的整体受力性能。

本发明的工作原理如下：

对于传统的平板型溢流堰进行改进，首先增设了两个高低不同的过水面，实现了台阶式消能，其次，在两个过水面上分别构建了水平段和凸面段，当水流经过凸面段时，会消耗能量，而由于设置水平段作为过渡，会减少凸面段的部分能力，提高效能效果；

对于第二竖直面，增设凹面段，凹面段会引起水流向凹面流动，继而引起水流碰撞，消耗能量，该凹面段是受力集中区域，可以通过多配置钢筋进行加固也可以在该凹面段增设相应的防护装置，例如橡胶层，进行防护，设置橡胶层时，应当保证橡胶层的两端分别固定在所述第一垂直段和第二垂直段上，以保证橡胶层的固定稳定性。

在所述第二垂直段与所述地基接触空间，增设缓冲板，主要利用缓冲板对该区域汇集的水流能量进行消除，此外，通过长圆孔可以便于缓冲板进行局部位移，设置弹簧，利用其弹性势能进行能量耗散。

本发明的优点在于：

本发明提供的异形溢流堰，通过设置迎水面、第一过水面、第一竖面、第二过水面以及第二竖面，形成堰体的主要结构形式，并在第一过水面、第二过水面上分别设置凸面，在第二竖面上设置凹面，形成凸凹面配合的消能模式，提高溢流堰的消能效果。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的三维示意图（部分段）；

图3为第一过水面结构示意图；

图4为第二过水面结构示意图；

图5为第二竖面的结构示意图；

图6为缓冲板的设置示意图。

具体实施方式：以下针对说明书附图内容，对本发明限定的结构，进行具体的解释说明。

本发明提供一种异形溢流堰，所述异形溢流堰包括迎水面1、第一过水面2、第一竖面3、第二过水面4以及第二竖面5，其特征在于：所述迎水面1为垂直面，所述第一过水面2与所述迎水面1垂直，所述第一过水面2包括第一水平段21、第一凸面22和第二水平段23，其中第一水平段21、第一凸面22和第二水平段23依次连接，第一水平段21与所述迎水面1垂直连接，所述第二水平段23与所述第一竖面3垂直连接，所述第一竖面3与所述迎水面1平行设置，所述第二过水面4与所述第一竖面3垂直连接，所述第二过水面4高度小于所述第一过水面2，其中第二过水面4包括第三水平段41、第二凸面42和第四水平段43，其中第三水平段41、第二凸面42和第四水平段43依次连接，所述第一竖面3与所述第三水平段41垂直连接，所述第一水平段21与所述第二水平段23在同一水平线上，所述第三水平段41与所述第四水平段43在同一水平线上，且与所述第一水平段21和第二水平段23平行，所述第四水平段43与所述第二竖面5垂直连接，所述第二竖面5包括第一垂直段51、第一凹面52和第二垂直段53，其中第一垂直段51、第一凹面52和第二垂直段53依次连接，第一垂直段51与所述第四水平段43垂直连接，所述第二垂直段53与地基连接，所述第二垂直段53与所述地基之间还设置有缓冲板6，所述缓冲板6一端与所述第二垂直段53连接，所述缓冲板6一端与所述地基连接，所述缓冲板6下还设置有弹簧7，所述弹簧7一端与所述缓冲板6连接，所述弹簧7的另一端与所述第二垂直段53与所示地基的交点连接，所述第一凹面52的曲率小于所述第二凹面的曲率。

作为优选，所述缓冲板6与所述第二垂直段53、所述缓冲板6与所述地基均采用螺栓固定连接，以形成可拆卸的连接结构，所述第二垂直段53、所述地基上均设有长圆形螺栓孔，以便于缓冲板6形成局部位移。

作为优选，所述缓冲板6的材质可以选择为橡胶。

作为优选，所述溢流堰的材质为钢筋混凝土，所述混凝土强度不低于C30，所述钢筋深入所述地基，以提高其与地基的整体受力性能。

在上述溢流堰施工时，先形成干燥的作业面，可通过修建上下游临时围堰阻断水流，对地基进行处理，并绑扎堰体钢筋笼，钢筋笼中的竖直钢筋深入地基一定长度，并搭设各模板，模板包括平面模板的曲面模板，模板形状与所述溢流堰尺寸形状匹配，之后浇筑混凝土，并养护至设计强度，拆模即可。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (4)

1.一种异形溢流堰，所述异形溢流堰包括迎水面、第一过水面、第一竖面、第二过水面以及第二竖面，其特征在于：所述迎水面为垂直面，所述第一过水面与所述迎水面垂直，所述第一过水面包括第一水平段、第一凸面和第二水平段，其中第一水平段、第一凸面和第二水平段依次连接，第一水平段与所述迎水面垂直连接，所述第二水平段与所述第一竖面垂直连接，所述第一竖面与所述迎水面平行设置，所述第二过水面与所述第一竖面垂直连接，所述第二过水面高度小于所述第一过水面，其中第二过水面包括第三水平段、第二凸面和第四水平段，其中第三水平段、第二凸面和第四水平段依次连接，所述第一竖面与所述第三水平段垂直连接，所述第一水平段与所述第二水平段在同一水平线上，所述第三水平段与所述第四水平段在同一水平线上，且与所述第一水平段和第二水平段平行，所述第四水平段与所述第二竖面垂直连接，所述第二竖面包括第一垂直段、第一凹面和第二垂直段，其中第一垂直段、第一凹面和第二垂直段依次连接，第一垂直段与所述第四水平段垂直连接，所述第二垂直段与地基连接，所述第二垂直段与所述地基之间还设置有缓冲板，所述缓冲板一端与所述第二垂直段连接，所述缓冲板一端与所述地基连接，所述缓冲板下还设置有弹簧，所述弹簧一端与所述缓冲板连接，所述弹簧的另一端与所述第二垂直段与所示地基的交点连接，所述第一凹面的曲率小于所述第二凹面的曲率。

2.如权利要求1所述的异形溢流堰，其特征在于：所述缓冲板与所述第二垂直段、所述缓冲板与所述地基均采用螺栓固定连接，以形成可拆卸的连接结构，所述第二垂直段、所述地基上均设有长圆形螺栓孔，以便于缓冲板形成局部位移。

3.如权利要求1所述的异形溢流堰，其特征在于：所述缓冲板的材质可以选择为橡胶。

4.如权利要求1所述的异形溢流堰，其特征在于：所述溢流堰的材质为钢筋混凝土，所述混凝土强度不低于C30，所述钢筋深入所述地基，以提高其与地基的整体受力性能。

Images