CN205529946U - 一种适用于无闸门有压涵洞进口结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于无闸门有压涵洞进口结构，包括涵洞进口上方的进口顶部和涵洞进口下方的进口地面，进口顶部朝向涵洞外逐渐翘起设置，翘起形成的曲线截面为1/4的椭圆曲线结构，涵洞通道方向为该椭圆曲线结构的长半轴，该椭圆曲线结构长半轴的长度是其短半轴的两倍，长半轴的长度与涵洞内高度相同；进口地面从涵洞外至涵洞内依次分为平坡段、陡坡段以及涵洞底板，平坡段高于涵洞底板。与现有技术相比，本实用新型的一种适用于无闸门有压涵洞进口结构，减小涵洞进口的水头损失，增加泄水速率，曲线形转弯就可以避免或减小负压，降低涵洞进口底板高程，增大了上游有效水头，增高了上游平坡进水口高程相对增加了防沙作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种涵洞进口结构，特别是一种适用于无闸门有压涵洞进口结构，属于水利工程领域。
背景技术
当渠道采用填方通过沟溪、谷地（洼地）、道路时，为了宣泄沟溪水流、通行车辆，往往在渠下修建涵洞。有时渠道穿越填方道路。也有采用涵洞；涵洞是水利水电工程中一种常用的建筑物形式，常规涵洞体型进口，洞身，出口。洞身底坡一般等于或陡于天然沟道坡底。但若上游地形高，下游地形低。如果按地形低来布置，必定增加上游开挖量，上游底板高程过低，起不到防沙作用。平坡接一段陡坡使得进口的孔口尺寸增大，泄水流量增大，加大了排水规模，减小了涵洞流速使得水头损失减小。当上下游水位一定时，影响有压涵洞泄流能力主要因素有进口体型，当底板不变时，直角进口水头损失大，易造成脱流形成负压，泄流不稳定，使得流量系数减小，泄量减小，而进口采用曲线形式，使得进口流态得以改善，水头损失减小，避免了脱流现象，更不易形成负压，流量系数增大，泄量增大，因此，进口采用直角进口还是采用曲线进口是影响泄流的主要因素。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种适用于无闸门增加泄水速率的有压涵洞进口结构。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种适用于无闸门有压涵洞进口结构，包括涵洞进口上方的进口顶部和涵洞进口下方的进口地面，所述进口顶部朝向涵洞外逐渐翘起设置，翘起形成的曲线截面为1/4的椭圆曲线结构，涵洞通道方向为该椭圆曲线结构的长半轴，该椭圆曲线结构长半轴的长度是其短半轴的两倍，长半轴的长度与涵洞内高度相同；所述进口地面从涵洞外至涵洞内依次分为平坡段、陡坡段以及涵洞底板，所述平坡段高于涵洞底板。
作为更进一步的优选方案，所述陡坡段的坡比系数为1/4-1/6。
作为更进一步的优选方案，所述进口顶部翘起的一端与陡坡段和涵洞底板的交点处向上做铅垂线相切。
有益效果
与现有技术相比，本实用新型的一种适用于无闸门有压涵洞进口结构，减小涵洞进口的水头损失，增加泄水速率，曲线形转弯就可以避免或减小负压，降低涵洞进口底板高程，增大了上游有效水头，增高了上游平坡进水口高程相对增加了防沙作用，具体具有以下优点：
1. 所述进口顶部朝向涵洞外逐渐翘起设置，翘起形成的曲线截面为1/4的椭圆曲线结构,可减小进口的水头损失，水头损失的大小与固体边界密切相关，曲线形转弯要比直角转弯水头损失小，并且直角转弯容易使水流脱离边界易形成负压， 使得流态不稳，曲线形转弯就可以避免或减小负压。
2. 所述进口地面从涵洞外至涵洞内依次分为平坡段、陡坡段以及涵洞底板，降低涵洞进口底板高程，增大了上游有效水头，增高了上游平坡进水口高程相对增加了防沙作用，同时使上游开挖量减小，并使得下游增加深度有压洞流速减小，水头损失减少。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
其中，1-进口顶部，2-平坡段，3-陡坡段，4-涵洞底板。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选技术方案。
如图1所示，本实用新型的一种适用于无闸门有压涵洞进口结构，进口体型改进分两部分，其一进口顶部1，其二进口地面。常规涵洞底板是底坡沿程不发生变化的，涵洞顶板直角进口，顶板与底板平行，适用于流量不大无压涵洞。对于上游较高水位出现时，涵洞水流流态不稳定，随水位升高出现明满流过渡，变化至压力流。且常规涵洞进口体型不适用于有压流。对压力流涵洞体型须进行改进。对其一的进口顶部1改进。进口顶部1直角进口改为1/4椭圆曲线，h为洞高，长半轴a=h,短半轴b=a/2。进口采用1/4椭圆曲线形式，目的其一是减小进口的水头损失，水头损失的大小与固体边界密切相关，曲线形转弯要比直角转弯水头损失小；其二直角转弯容易使水流脱离边界易形成负压， 使得流态不稳，曲线形转弯就可以避免或减小负压。对其二的进口地面改进，进口地面从涵洞外至涵洞内依次分为平坡段2、陡坡段3以及涵洞底板4，平坡段2接（1/4～1/6）的陡坡段3，陡坡段3后进入有压涵洞，涵洞要布置什么形式是根据地形及工程需求而定。加一段陡坡段3，尽量降低涵洞进口底板高程，增大了上游有效水头，增高了上游平坡进水口高程相对增加了防沙作用，同时使上游开挖量减小，并使得下游增加深度有压洞流速减小，水头损失减少。
具体的，上游进口地面依据地形设计，可以减小上游开挖量，平坡段2后接一段陡坡段3，陡坡段3底板坡比范围 1/4～1/6 ，坡比不易太陡，太陡容易脱流。增加陡坡段3目的是隧洞进口面积增加，泄流量增加。陡坡段3后接涵洞底板4，由于涵洞底板4的涵洞属于有压流，因此，涵洞底板4底坡可是缓坡，也可以是陡坡。
进口顶部1为1/4椭圆，椭圆方程为其中h为洞高，长半轴a=h,短半轴b=a/2。1/4椭圆曲线进口顶部1可使水流稳定，避免脱流造成负压。
进口采用1/4椭圆曲线部分一端同陡坡段3与涵洞底板4交点处向上做铅垂线相切，另一端同涵洞洞顶线相切；有压涵洞必须满足（1）当涵洞底坡为缓坡时，上游水头与洞高h之比大于K2m有压流界限值。K2m通过水力计算手册（武汉水利电力学院水力学教研室编）公式计算；（2）当涵洞底坡为陡坡时，上游水头与洞高h之比大于1.5要求。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种适用于无闸门有压涵洞进口结构，包括涵洞进口上方的进口顶部（1）和涵洞进口下方的进口地面，其特征在于：所述进口顶部（1）朝向涵洞外逐渐翘起设置，翘起形成的曲线截面为1/4的椭圆曲线结构，涵洞通道方向为该椭圆曲线结构的长半轴，该椭圆曲线结构长半轴的长度是其短半轴的两倍，长半轴的长度与涵洞内高度相同；所述进口地面从涵洞外至涵洞内依次分为平坡段（2）、陡坡段（3）以及涵洞底板（4），所述平坡段（2）高于涵洞底板（4）。
2.根据权利要求1所述的一种适用于无闸门有压涵洞进口结构，其特征在于：所述陡坡段（3）的坡比系数为1/4-1/6。
3.根据权利要求2所述的一种适用于无闸门有压涵洞进口结构，其特征在于：所述进口顶部（1）翘起的一端与陡坡段（3）和涵洞底板（4）的交点处向上做铅垂线相切。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620113212.5U CN205529946U (zh) | 2016-02-04 | 2016-02-04 | 一种适用于无闸门有压涵洞进口结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620113212.5U CN205529946U (zh) | 2016-02-04 | 2016-02-04 | 一种适用于无闸门有压涵洞进口结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN205529946U true CN205529946U (zh) | 2016-08-31 |
Family
ID=56776869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201620113212.5U Expired - Fee Related CN205529946U (zh) | 2016-02-04 | 2016-02-04 | 一种适用于无闸门有压涵洞进口结构 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN205529946U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112941995A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-11 | 石河子大学 | 一种用于路堤式路基防沙兼抗洪功能的联合工程体系 |
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2016
- 2016-02-04 CN CN201620113212.5U patent/CN205529946U/zh not_active Expired - Fee Related
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