CN209429064U - 一种台阶式消能结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种台阶式消能结构，属于水利水电工程技术领域，用以解决在泥沙含量较大的水流冲蚀情况下，传统平面结构的台阶式消能结构容易出现台阶表面磨损、冲蚀、开裂等问题，所述台阶式消能结构，包括依次设置的多级台阶，在每级台阶的表面上设置有凸起的挡坎，挡坎沿对应台阶的外沿设置，挡坎的两端与台阶两侧的边墙连接，在挡坎与台阶的内沿之间形成积水腔。本实用新型通过设置挡坎结构，进而在台阶的表面形成了相应的积水腔，这样在进行泄流消能时，可在每阶台阶的积水腔内形成小型消力池，消力池里的水或淤积物形成一层柔性保护层，减缓水流和推移质等对台阶表面的冲砸、撞击破坏作用，同时还可进一步提高消能效果。

Description

一种台阶式消能结构

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程技术领域，尤其涉及一种台阶式消能结构。

背景技术

一种台阶式消能结构的水流特性不同于常用的面流或者挑流等结构，其主要原理是利用台阶使下泄水流在台阶平台表面上产生旋流，并与主流产生的碰撞、混掺等达到消能效果，该结构具有体形简单，施工简便、投资小的优点，已较多地用于水利水电工程中，并取得了较好的效果。

目前中小型水利水电工程中的陡槽多采用光滑的简单一种台阶式消能结构，台阶表面为一平面结构，该结构在泥沙含量较小的输泄水工程中往往能有较高的可靠性和耐久性，但对于泥沙含量较大的山区性河流，其使用寿命往往较短，一般在经历一段时间的运行后，台阶表面破坏较严重，其主要原因在于山区性河流往往泥沙含量较大，特别是其携带的大量推移质在泄洪时的冲砸、碰撞作用使台阶表面开裂、磨损，加上水流的冲蚀更加剧了结构的破坏；导致在运行过程中通常需要较频繁地进行修复，增加了工程投资。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：在泥沙含量较大的水流冲蚀情况下，传统平面结构的一种台阶式消能结构容易出现台阶表面磨损、冲蚀、开裂等问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种台阶式消能结构，包括依次设置的多级台阶，在每级台阶的表面上设置有凸起的挡坎，挡坎沿对应台阶的外沿设置，挡坎的两端与台阶两侧的边墙连接，在挡坎与台阶的内沿之间形成积水腔。

进一步的是：每级台阶呈条形设置或者人字形设置。

进一步的是：挡坎上朝向积水腔的一侧为斜坡结构。

进一步的是：所述斜坡结构的坡度取值范围为30～60°。

进一步的是：所述斜坡结构的坡度为45°。

进一步的是：挡坎的高度H1为台阶的高度H2的0.25～0.5倍。

进一步的是：所述挡坎与对应的台阶为一体浇注的混凝土结构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置挡坎结构，进而在台阶的表面形成了相应的积水腔，这样在进行泄流消能时，可在每阶台阶的积水腔内形成小型消力池，消力池里的水或淤积物形成一层柔性保护层，减缓水流和推移质等对台阶表面的冲砸、撞击破坏作用，同时还可进一步提高消能效果。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种台阶式消能结构的横截面示意图；

图2为台阶呈条形设置时的俯视图；

图3为台阶呈人字形设置时的俯视图；

图中标记为：挡坎1、外沿2、边墙3、内沿4、积水腔5、斜坡结构6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1至图3中所示，本实用新型所述的一种台阶式消能结构，包括依次设置的多级台阶，在每级台阶的表面上设置有凸起的挡坎1，挡坎1沿对应台阶的外沿2设置，挡坎1的两端与台阶两侧的边墙3连接，在挡坎1与台阶的内沿4之间形成积水腔5。

本实用新型通过设置挡坎1，并且借助两侧的边墙3共同在台阶的表面围成相应的围堰结构，进而形成积水腔5；这样在进行泄流消能时，可在每阶台阶的积水腔5内会形成具有一定深度的水垫层，使得每个积水腔5对应形成一个小型消力池结构，在消力池里的水或淤积物可形成一层柔性保护层，从上层台阶泄流的水流将跌落到下层台阶形成的水垫层上，进而可减缓水流和推移质等对台阶表面的冲砸、撞击破坏作用，同时还可进一步提高消能效果。

不失一般性，本实用新型中的挡坎1应沿对应台阶的外沿2设置，这样在挡坎1与台阶的内沿4之间才能形成相应的积水腔5结构，并且使积水腔5刚好位于从上层台阶泄下的水流的冲击区域。

更具体的，本实用新型中对于每级台阶的形状设置，可参照附图2中所示，将每级台阶设置呈条形结构；或者也可参照附图3中所示设置为呈人字形结构。

另外，本实用新型中进一步将挡坎1上朝向积水腔5的一侧设置为斜坡结构6。更具体的，对于斜坡结构6的坡度可在30～60°范围内进行取值，例如设置其坡度为45°。通过设置斜坡结构6，一方面可提高挡坎1与台阶表面之间的接触面积，尤其在挡坎1为后期设置于台阶上的情况时，能有效地提高挡坎1的稳定性；另一方面可增强积水腔5底部水流沿斜坡结构6向上流动的效果，可提高淤积物的流动效果。

另外，参照附图1中所示，本实用新型中对于挡坎1的高度H1理论上可根据实际情况进行合理设置，并且H1取值越大，相应的积水腔5的深度越深，其对应形成的水垫层也越厚。具体的，本实用新型优选设置挡坎1的高度H1为台阶的高度H2的0.25～0.5倍，进一步可优选设置为0.25倍。

另外，不失一般性，本实用新型中的挡坎1与台阶之间可直接设置为一体浇注的混凝土结构，即挡坎1与台阶为同步一体浇注施工完成。

Claims (7)

1.一种台阶式消能结构，包括依次设置的多级台阶，其特征在于：在每级台阶的表面上设置有凸起的挡坎(1)，挡坎(1)沿对应台阶的外沿(2)设置，挡坎(1)的两端与台阶两侧的边墙(3)连接，在挡坎(1)与台阶的内沿(4)之间形成积水腔(5)。

2.如权利要求1所述的一种台阶式消能结构，其特征在于：每级台阶呈条形设置或者人字形设置。

3.如权利要求1所述的一种台阶式消能结构，其特征在于：挡坎(1)上朝向积水腔(5)的一侧为斜坡结构(6)。

4.如权利要求3所述的一种台阶式消能结构，其特征在于：所述斜坡结构(6)的坡度取值范围为30～60°。

5.如权利要求4所述的一种台阶式消能结构，其特征在于：所述斜坡结构(6)的坡度为45°。

6.如权利要求1所述的一种台阶式消能结构，其特征在于：挡坎(1)的高度H1为台阶的高度H2的0.25～0.5倍。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的一种台阶式消能结构，其特征在于：所述挡坎(1)与对应的台阶为一体浇注的混凝土结构。