CN116043787B - 一种抗震抗滑多层水闸结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种抗震抗滑多层水闸结构，包括两侧的侧板、中间的纵立板、底部的底板、顶部的第一闸口梁以及安装在第一闸口梁上的第一闸室框架，底板呈山脊状，并且通过横平板与底板、侧板之间构造出密闭空腔。通过设计密封空腔并充入膨胀材料，从而能够对底板提供支撑，从而对抗水流压力对底板的下压力，使底板具有更好的抗变形能力，延长底板的使用寿命；由于底板自身呈山脊形状，并且与两侧的侧板和横平板结合，构造出结构形状稳定的三角形空腔结构，不仅提高了底板的强度，也使侧板更稳定；同时，通过横立板的设置，不仅进一步提高了对底板和侧板的支撑强度，同时也提高了抗滑性能，能够抵抗水流方向的滑动，进一步确保水闸结构稳定。

Description

一种抗震抗滑多层水闸结构

技术领域

本发明涉及水利水电领域，特别是涉及一种抗震抗滑多层水闸结构。

背景技术

在构建水坝时，需要考虑多种因素，特别是其稳固性。特别是面对各种偶然因素作用时，需要考虑到水坝在极端条件下的稳定性。例如在地震、山体滑坡等复杂情况产生时的结构稳定。所以对于水闸的抗震抗滑结构设计就直接决定了整个水坝的安全性。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种抗震抗滑多层水闸结构，能够满足抗震抗滑的使用要求。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗震抗滑多层水闸结构，包括两侧的侧板、中间的纵立板、底部的底板、顶部的第一闸口梁以及安装在第一闸口梁上的第一闸室框架，其中所述底板呈山脊形状并且沿着水流的方向布置，两侧的侧板连接在底板的两端，并且两侧的侧板延伸至所述底板的下方；所述纵立板沿着水流方向布置在所述底板上，并且所述纵立板与两侧的侧板平行；在山脊顶部的底板下方设有横平板，所述横平板水平布置并且前后两端均连接在所述底板的下表面，所述横平板的左右两端均连接到对应的侧板上，从而在所述底板、侧板和横平板之间形成三角形的密闭空腔；对所述密闭空腔内充填钙矾石并注入水，从而使钙矾石在密闭空腔内膨胀，对底板形成张力支撑；所述第一闸室框架位于山脊顶部的正上方，自所述第一闸室框架向下安装的第一闸门落位到山脊顶部；在所述横平板前后与底板的连接处，还分别设有竖直向下安装的横立板，所述横立板的两端连接在两个侧板上。

在所述第一闸口梁的前方和后方的侧板之间还分别设有第二闸口梁和第三闸口梁，并对应地在第二闸口梁上设置第二闸室框架、第二闸门，在第三闸口梁上设置第三闸室框架、第三闸门。

所述第二闸门和所述第三闸门位于所述横平板前后两端外侧的所述底板上。

在所述空腔内设有横向布置的第一充气气囊；所述第一充气气囊位于山脊顶部的正下方。

在所述空腔内的底板的底面上还设有若干个压力传感器，以检测底板承受的压力；对应地所述第一充气气囊还与第一充气管路系统连接，以能够对第一充气气囊充入气体调节第一充气气囊内的压力。

在所述第一充气气囊的两侧，还分别设有至少一个横向布置的第二充气气囊，所述第二充气气囊的高度低于所述第一充气气囊的高度。

所述第二充气气囊与第二充气管路系统连接。

所述纵立板的厚度大于所述侧板的厚度，使所述纵立板具有更大的支撑强度。

所述侧板和所述纵立板之间的顶部还设有若干个横向布置的加强梁。

所述侧板的底部设置为向上的凹口，并且所述凹口的顶面不高于所述底板的最低位置，从而为山脊形状的下部形成安装空间，并且两个横立板对应位于凹口的上方。通过凹槽结构进一步提高了抗滑性，并且确保了横立板的安装空间以保证。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明提供的抗震抗滑多层水闸结构，通过设计密封空腔并充入膨胀材料，从而能够对底板提供支撑，从而对抗水流压力对底板的下压力，使底板具有更好的抗变形能力，延长底板的使用寿命；由于底板自身呈山脊形状，并且与两侧的侧板和横平板结合，构造出结构形状稳定的三角形空腔结构，不仅提高了底板的强度，也使侧板更稳定；同时，通过横立板的设置，不仅进一步提高了对底板和侧板的支撑强度，同时也提高了抗滑性能，能够抵抗水流方向的滑动，进一步确保水闸结构稳定。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明实施例中抗震抗滑多层水闸结构的结构示意图；

图2是本发明实施例中抗震抗滑多层水闸结构的立体结构示意图（省略了加强梁、第二闸室框架和第三闸室框架及三个闸门）；

图3是本发明实施例中抗震抗滑多层水闸结构出现异常状况的应力分布图；

图4是本发明实施例中抗震抗滑多层水闸结构正常状态的应力分布图。

图中的附图标记：

10-侧板；11-凹口；

20-纵立板；

30-底板；

41-第一闸口梁；42-第二闸口梁；43-第三闸口梁；44-第一闸门；45-第二闸门；46-第三闸门；

51-第一闸室框架；52-第二闸室框架；53-第三闸室框架；

61-横平板；62-横立板；

71-第一充气气囊；72-第二充气气囊；

80-加强梁。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-4所示，本发明提供了一种抗震抗滑多层水闸结构，包括两侧的侧板10、中间的纵立板20、底部的底板30、顶部的第一闸口梁41以及安装在第一闸口梁41上的第一闸室框架51，其中所述底板30呈山脊形状并且沿着水流的方向布置，两侧的侧板10连接在底板30的两端，并且两侧的侧板10延伸至所述底板30的下方；所述纵立板20沿着水流方向布置在所述底板30上，并且所述纵立板20与两侧的侧板10平行；在山脊顶部的底板30下方设有横平板61，所述横平板61水平布置并且前后两端均连接在所述底板30的下表面，所述横平板61的左右两端均连接到对应的侧板10上，从而在所述底板30、侧板10和横平板61之间形成三角形的密闭空腔；对所述密闭空腔内充填钙矾石并注入水，从而使钙矾石在密闭空腔内膨胀，对底板30形成张力支撑；所述第一闸室框架51位于山脊顶部的正上方，自所述第一闸室框架51向下安装的第一闸门44落位到山脊顶部；在所述横平板61前后与底板30的连接处，还分别设有竖直向下安装的横立板62，所述横立板62的两端连接在两个侧板10上。

在施工的过程中，需要在底板30成型前将钙矾石填充，底板30成型后就形成了密闭空腔；对密闭空腔注入水时，可以在底板30上预留注入孔，并且注水之前要向充气气囊中充入一定量的气体（例如80%体积），注水的同时检测密闭空腔内的压力传感器的变化，以确定对底板30的膨胀力作用，当膨胀力接近预设值时，控制充气管路系统放气，并继续等待一定的时间之后根据压力传感器的变化而决定是否需要继续注水。对密闭空腔注水是整个施工过程的重中之重，因为水与钙矾石之间的结合是一个较为缓慢的过程，从而尽量避免注水过多而导致膨胀力过大最终导致整个底板破裂。注水施工的最终要求是，当对充气气囊放气至50%体积时，压力传感器的感应数据基本为0；当水闸投入使用之后，再重新对充气气囊进行充气，以使密闭空腔的钙矾石对底板30的底面的膨胀力，等于底板30上表面的水压力。

当水位变化时，继续控制充气气囊的充放气，以保证底板30的上下表面受力平衡。当检测到地震出现时，充气气囊内的压力会产生骤增的情况，此时需要实时控制充气气囊内的压力低于额定值，从而起到泄压保护的作用。

横立板62具有多个作用：对底板30的底部进行支撑；对两个侧板10之间进行连接，以起到加强作用；与地基结合，起到防滑作用；与横平板61连接形成n形结构，从而起到加强的作用。

在所述第一闸口梁41的前方和后方的侧板10之间还分别设有第二闸口梁42和第三闸口梁43，并对应地在第二闸口梁42上设置第二闸室框架52、第二闸门45，在第三闸口梁43上设置第三闸室框架53、第三闸门46。

第一闸口梁41、第二闸口梁42、第三闸口梁43分别为水平布置的平板框架结构，并在中间设置允许闸门通过的槽口。第一闸室框架51、第二闸室框架52、第三闸室框架53分别为矩形框架结构，连接在闸口梁上部，并与闸口梁的槽口竖直对应。

在侧板10的内侧壁和纵立板20的两侧壁上分别对应各个闸门的位置设有竖直方向的滑槽，以允许闸门沿着滑槽升降运动。

所述第二闸门45和所述第三闸门46位于所述横平板61前后两端外侧的所述底板30上。其中第二闸门45和第三闸门46与底板30的对接位置的高度均低于山脊顶部的高度。

在所述空腔内设有横向布置的第一充气气囊71；所述第一充气气囊71位于山脊顶部的正下方。

在所述空腔内的底板30的底面上还设有若干个压力传感器，以检测底板30承受的压力；对应地所述第一充气气囊71还与第一充气管路系统连接，以能够对第一充气气囊71充入气体调节第一充气气囊71内的压力。

在所述第一充气气囊71的两侧，还分别设有至少一个横向布置的第二充气气囊72，所述第二充气气囊72的高度低于所述第一充气气囊的高度。

所述第二充气气囊72与第二充气管路系统连接，第二充气管路设置在堤坝上，通过外部控制系统控制第二充气管路系统对第二充气气囊进行重启。

所述纵立板20的厚度大于所述侧板10的厚度，使所述纵立板20具有更大的支撑强度。

所述侧板10和所述纵立板20之间的顶部还设有若干个横向布置的加强梁80。

所述侧板10的底部设置为向上的凹口11，并且所述凹口11的顶面不高于所述底板30的最低位置，从而为山脊形状的下部形成安装空间，并且两个横立板62对应位于凹口11的上方。通过凹口11结构进一步提高了抗滑性，并且确保了横立板62的安装空间以保证整个水闸结构的稳定。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明提供的抗震抗滑多层水闸结构，通过设计密封空腔并充入膨胀材料，从而能够对底板30提供支撑，从而对抗水流压力对底板30的下压力，使底板30具有更好的抗变形能力，延长底板30的使用寿命；由于底板30自身呈山脊形状，并且与两侧的侧板10和横平板61结合，构造出结构形状稳定的三角形空腔结构，不仅提高了底板30的强度，也使侧板10更稳定；同时，通过横立板62的设置，不仅进一步提高了对底板30和侧板10的支撑强度，同时也提高了抗滑性能，能够抵抗水流方向的滑动，进一步确保水闸结构稳定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种抗震抗滑多层水闸结构，其特征在于，包括两侧的侧板、中间的纵立板、底部的底板、顶部的第一闸口梁以及安装在第一闸口梁上的第一闸室框架，其中所述底板呈山脊形状并且沿着水流的方向布置，两侧的侧板连接在底板的两端，并且两侧的侧板延伸至所述底板的下方；所述纵立板沿着水流方向布置在所述底板上，并且所述纵立板与两侧的侧板平行；在山脊顶部的底板下方设有横平板，所述横平板水平布置并且前后两端均连接在所述底板的下表面，所述横平板的左右两端均连接到对应的侧板上，从而在所述底板、侧板和横平板之间形成三角形的密闭空腔；对所述密闭空腔内充填钙矾石并注入水，从而使钙矾石在密闭空腔内膨胀，对底板形成张力支撑；所述第一闸室框架位于山脊顶部的正上方，自所述第一闸室框架向下安装的第一闸门落位到山脊顶部；在所述横平板前后与底板的连接处，还分别设有竖直向下安装的横立板，所述横立板的两端连接在两个侧板上。

2.根据权利要求1所述的抗震抗滑多层水闸结构，其特征在于，

在所述第一闸口梁的前方和后方的侧板之间还分别设有第二闸口梁和第三闸口梁，并对应地在第二闸口梁上设置第二闸室框架、第二闸门，在第三闸口梁上设置第三闸室框架、第三闸门。

3.根据权利要求2所述的抗震抗滑多层水闸结构，其特征在于，

所述第二闸门和所述第三闸门位于所述横平板前后两端外侧的所述底板上。

4.根据权利要求1所述的抗震抗滑多层水闸结构，其特征在于，

在所述空腔内设有横向布置的第一充气气囊；所述第一充气气囊位于山脊顶部的正下方。

5.根据权利要求4所述的抗震抗滑多层水闸结构，其特征在于，

在所述空腔内的底板的底面上还设有若干个压力传感器，以检测底板承受的压力；对应地所述第一充气气囊还与第一充气管路系统连接，以能够对第一充气气囊充入气体调节第一充气气囊内的压力。

6.根据权利要求5所述的抗震抗滑多层水闸结构，其特征在于，

在所述第一充气气囊的两侧，还分别设有至少一个横向布置的第二充气气囊，所述第二充气气囊的高度低于所述第一充气气囊的高度。

7.根据权利要求6所述的抗震抗滑多层水闸结构，其特征在于，

所述第二充气气囊与第二充气管路系统连接。

8.根据权利要求1所述的抗震抗滑多层水闸结构，其特征在于，

所述纵立板的厚度大于所述侧板的厚度，使所述纵立板具有更大的支撑强度。

9.根据权利要求1所述的抗震抗滑多层水闸结构，其特征在于，

所述侧板和所述纵立板的顶部还设有若干个横向布置的加强梁。

10.根据权利要求1所述的抗震抗滑多层水闸结构，其特征在于，

所述侧板的底部设置为向上的凹口，并且所述凹口的顶面不高于所述底板的最低位置，从而为山脊形状的下部形成安装空间，并且两个横立板对应位于凹口的上方，通过凹槽结构进一步提高了抗滑性，并且确保了横立板的安装空间以保证。

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