CN1295398C - 水垫型消除水翅泄水建筑物中墩 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种泄水建筑物，特别为一种水垫型消除水翅泄水建筑物中墩，它包括有中墩体，以中墩体中轴线沿水流方向依序为中墩的前部和尾部，以中墩体中轴线沿水流方向在水平面的投影为X轴正方向，以垂直于X轴竖直向上的方向为Y轴正方向，X轴与Y轴的交点记为O，其中墩体尾部的下部浇筑设有一伞形水垫，中墩体尾部的下部与一伞形水垫间的夹角α为钝角。本发明的优点在于本项发明采取的技术方案是在尾部中墩水面急剧下凹的区域范围，在底部的一定区域内，根据水面下凹的程度，垫高底部的高度，改善由于中墩尾部附近水面急剧下凹，水流反弹引起的水翅危害，达到有效地消除中墩水翅的目的，效果显著。

Description

水垫型消除水翅泄水建筑物中墩
技术领域
本发明涉及一种泄水建筑物，特别为一种水垫型消除水翅泄水建筑物中墩。
技术背景
在水电工程建筑中，泄洪洞等泄水建筑物均设有中墩，当水头较高，流速较大时，泄水建筑物中墩尾部在高速水流的作用下常常引起水翅冲击边墙和洞顶，处理不当将严重影响泄洪洞等泄水建筑物的安全运行。从图1-图3中可以看出，传统的中墩1尾部从上到下竖直立式体型，正是因为传统的中墩尾部2呈直立状，中墩1左右两股水流3，其一，在尾部中墩附近水面急剧下凹，产生反弹，引起强力的冲击水翅4；其二，直立式中墩在其尾部同一断面交汇，两股水流的冲击负荷集中于同一断面上，冲击力巨大，产生强烈的冲击水翅4，如图4、图5所示，是使用传统中墩的流线示意图，冲击水翅4冲击泄水建筑物的顶部，造成泄水建筑物的损坏。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术的上述缺陷人为提高中墩尾部下凹区水面高度，减弱水流反弹以削除中墩水翅，而提供一种有效消除泄洪洞等泄水建筑物中墩引起水翅危害的水垫型消除水翅泄水建筑物中墩。
本发明的目的通过以下技术解决方案来实现。
一种水垫型消除水翅泄水建筑物中墩，它包括有中墩体，以中墩体中轴线沿水流方向依序为中墩的前部和尾部，以中墩体中轴线沿水流方向在水平面的投影为X轴正方向，以垂直于X轴竖直向上的方向为Y轴正方向，X轴与Y轴的交点记为O，在中墩体尾部的下部浇筑连接有一伞形水垫，中墩体尾部的外轮廓线与伞形水垫的轮廓线在XOY平面上的正投影间的夹角α为钝角。
本发明的目的还可通过以下技术解决措施来进一步实现。
前述的一种水垫型消除水翅泄水建筑物中墩，其中墩体与X轴水平平行的底部横截面尾部的形状为伞形面，中墩尾部及伞形水垫的外轮廓线在XOY平面的正投影至少由曲线或两段斜线组成。
前述的一种水垫型消除水翅泄水建筑物中墩，其中所述的中墩尾部及伞形水垫的外轮廓线在XOY平面的正投影为两段斜直线，所述两斜直线的夹角α为钝角。
前述的一种水垫型消除水翅泄水建筑物中墩，其中墩尾部及伞形水垫的外轮廓线在XOY平面的正投影为一段竖直线和一段斜线组成，所述直线与斜线的夹角α为钝角。
本发明的优点在于本项发明采取的技术方案是在中墩尾部水面急剧下凹的区域范围，在底部的一定区域内，根据水面下凹的程度，垫高底部的高度，改善由于中墩尾部附近水面急剧下凹，水流反弹引起的水翅危害，达到有效地消除中墩水翅的目的，效果显著。在水利工程中，泄水建筑物的中墩的使用是非常普遍的，本项发明的有效性已经试验验证，可降低工程投资，提高工程安全性，具有很好的应用前景。
本发明的目的、优点、和特点，将通过下面优先实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
图1是传统中墩体型示意图。
图2是传统中墩体型另一示意图。
图3是传统中墩体型又一示意图。
图4是使用传统中墩的流线示意图。
图5是图4的A-A剖面图。
图6是本发明水垫型消除水翅泄水建筑物中墩体立体示意图。
图7是图6的主视结构示意图。
图8是图6的俯视结构示意图。
图9是图6的左视结构示意图。
图10是使用水垫型消除水翅泄水建筑物中墩的流线示意图。
图11是本发明水垫型消除水翅泄水建筑物中墩体另一立体示意图。
图12是图11的主视结构示意图。
图13是图11的俯视结构示意图。
图14是图11的左视结构示意图。
具体实施方式
本项发明的核心技术路线是，人为提高中墩尾部下凹区水面高度，减弱水流反弹以削除中墩水翅。
实施例一：
如图6-图10所示，本发明在具体实施时，以中墩体1中轴线5沿水流方向M在水平面的投影为X轴正方向，以垂直于X轴竖直向上的方向为Y轴正方向，X轴与Y轴的交点记为O，中墩体1与X轴水平平行的底部横截面尾部的形状为伞形面，中墩尾部外轮廓线在XOY平面的正投影为两段斜直线7、8，两斜直线7、8的夹角α为钝角。将中墩浇筑成尾部上部为圆弧斜面的长方体，在尾部的下部浇筑连接有伞型水垫6，中墩1底部作了一定程度的垫高，提高水面高度，改善水面的下凹状况，减弱水流反弹引起的水翅4危害。同时由于中墩尾部从上到下逐渐延伸到底部形成阶梯形，使两股水流3的冲击负荷分散于不同的断面从而分级承担引起水翅的负荷达进一步到消除水翅的目的。
实施例二：如图11-14所示，在本实施例中，将中墩浇注成尾部为圆弧的长方体，在尾部长方体的下部浇筑有伞型水垫6，致使尾部长方体的上部与下部的弧型尾垫间的夹角为钝角α，也就是所述的中墩体尾部外轮廓线在XOY平面的正投影为一段竖直线10和一段斜线11组成，所述直线10与斜线11的夹角α为钝角。其工作过程与原理与实施例一雷同，在此不再赘述。
上述中墩只是其中部分体型。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种水垫型消除水翅泄水建筑物中墩，它包括有中墩体，以中墩体中轴线沿水流方向依序为中墩的前部和尾部，以中墩体中轴线沿水流方向在水平面的投影为X轴正方向，以垂直于X轴竖直向上的方向为Y轴正方向，X轴与Y轴的交点记为0，其特征在于：在中墩体尾部的下部浇筑连接有一伞形水垫，中墩体尾部的外轮廓线与伞形水垫的轮廓线在XOY平面上的正投影间的夹角(α)为钝角。
2.根据权利要求1所述的一种水垫型消除水翅泄水建筑物中墩，其特征在于：中墩体与X轴水平平行的底部横截面尾部的形状为伞形面，中墩尾部及伞形水垫的外轮廓线在XOY平面的正投影至少由曲线或两段斜线组成。
3.根据权利要求2所述的一种水垫型消除水翅泄水建筑物中墩，其特征在于：所述的中墩尾部及伞形水垫的外轮廓线在XOY平面的正投影为两段斜直线，所述两斜直线的夹角(α)为钝角。
4.根据权利要求2所述的一种水垫型消除水翅泄水建筑物中墩，其特征在于：中墩尾部及伞形水垫的外轮廓线在XOY平面的正投影为一段竖直线和一段斜线组成，所述直线与斜线的夹角(α)为钝角。
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