CN215925892U - 一种坝体漂浮消能机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种坝体漂浮消能机构，包括漂浮消能机构；包括漂浮消能机构；所述漂浮消能机构包括导引钢丝、固定锚杆、固定座、漂浮框和消能栅板；所述固定锚杆锚固在地基上，固定座通过调节座固定在坝体的上部，所述导引钢丝的上下两端分别固定在调节筒的和固定锚杆上；所述漂浮框的后侧设置有导向套，所述导向套套装导引钢丝上，所述漂浮框漂浮在水面上，能随着水位升降沿导引钢丝上下移动；所述漂浮框的上下两侧设置有安装板，所述消能栅板的上下两侧中部位置设置有转轴，并通过转轴转动设置在安装板上，本实用新型结构新颖，利用漂浮消能机构对上游水体的水平面处进一步防护，减少水体冲击带来的振动对坝体的影响，提高了坝体的稳定性。

Description

一种坝体漂浮消能机构

技术领域

本实用新型属于重力坝震动安全和消波吸能技术领域，具体涉及一种坝体漂浮消能机构。

背景技术

目前国内在夏季出现洪水灾害的频繁，由此人们意识到水工建筑物的重要性，主要选用的都是常态和碾压混凝土等材料进行修筑，借助自身的重力来满足稳定和强度要求，但在水工建筑物的抗震防震的工作上远远不够。人们在选混凝土时，主要考虑的方向是强度、抗渗、抗冻、抗冲刷，但许多设计工程仅局限性的满足抗震要求，并没有减震工程中的具体措施，由此对于减震方面可以考虑，从填筑重力坝的材料和具体的减震结构入手。为保证混凝土重力坝能够长时间的正常挡水、泄洪等，这几点是主要考虑的方向，但是大多数重力坝的坝面所选的混凝土材料都未能起到消波吸能的效果，也没有具体的结构来抵消水面的冲击力的结构，因此在大坝的抗震减震工程措施上存在不足之处。

现如今混凝土重力坝的工程量都是特别大，建坝技术越来越熟练，大坝给社会带来的经济效益是巨大的，但混凝土重力坝在面对由上游库水所带来的横波、纵波和地震波而造成的能量，使得混凝土重力坝造成的震动。这一系列的震动可能会对混凝土重力坝薄弱部位出现裂缝，进一步使得大坝发生破坏。

目前，重力坝建设工程中大多都选用常态混凝土，主要是根据混凝土的性能进行选择，但是常态混凝土在消波吸能方面的性能较差，同时在重力坝的上游区域，会有波浪长时间对重力坝的表面冲击，并将冲击动能作用在重力坝上，消能效果差，基于此，研究一种坝体漂浮消能机构是必要的。

实用新型内容

针对现有设备存在的缺陷和问题，本实用新型提供一种坝体漂浮消能机构，结构作用明确、设计简单、减震效果明显、施工方便，有效的解决了现状重力坝在正常运行的情况下因上游库水带来的冲击波和地震带来的地震波对重力坝所造成的震动，使得大坝在坝体最薄弱的地方出现裂缝和扩展延伸，危害了大坝在安全稳定的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的方案是：一种坝体漂浮消能机构，包括漂浮消能机构；包括漂浮消能机构；所述漂浮消能机构包括导引钢丝、固定锚杆、固定座、漂浮框和消能栅板；所述固定锚杆锚固在地基上，固定座通过调节座固定在坝体的上部，所述调节座包括调节架、调节筒、调节杆和调节丝，调节架固定在坝体的上部，调节架的上下设置有对应的调节筒，两个调节筒内设置有螺纹方向相反的内螺纹，调节杆的上下侧设置有对应且螺纹方向相反的螺纹段，调节丝固定在调节杆的中部，所述导引钢丝的上下两端分别固定在调节筒的和固定锚杆上；所述漂浮框的后侧设置有导向套，所述导向套套装导引钢丝上，所述漂浮框漂浮在水面上，能随着水位升降沿导引钢丝上下移动；所述漂浮框的上下两侧设置有安装板，所述消能栅板的上下两侧中部位置设置有转轴，并通过转轴转动设置在安装板上。

进一步的，所述安装板设置有对应的轴孔，轴孔内套左右轴套，转轴通过扭簧安装在轴套内。

进一步的，所述漂浮框呈U形状结构，所述安装板设置在开口处，在漂浮框的后侧壁上设置有导引座，所述导引座位于两转轴的中垂线上。

进一步的，所述漂浮框并排设置有多组，每组漂浮框的后侧均设置有两根导引钢丝；相邻的漂浮框之间存在间隙或者通过侧板固定连接在一起。

进一步的，所述转轴凸出于安装板，并位于同一水平线上，转轴的末端固定有连杆，连杆的两端铰接有同步杆，所述同步杆与转轴连线平行，形成了平行四边形的同步驱动结构，使各转轴通过所述同步驱动结构联动。

进一步的，所述消能栅板在扭簧初始状态下，各消能栅板分别处于不同的倾斜角度。

进一步的，所述同步驱动结构的四个端点上设置有弹簧，弹簧的外端固定在固定板上，且对角的两个弹簧弹性系数相同。

本实用新型的有益效果：本实用新型设置了漂浮消能机构，漂浮消能机构利用固定锚杆与地基固定，固定座与坝体上部固定，并在固定锚杆和固定座之间安装导引钢丝形成底部深入水下，上部伸出水位以上的导引结构，且该导引结构设置多组，并将其作为固定基础设置了漂浮框，漂浮框可以设置自身漂浮系数和负重，使漂浮框能够在水体内漂浮，并随着水位的升高和下降在导引钢丝上上下移动，且漂浮框部分位于水位以上，部分位于水位以下，从而使漂浮框能够始终与水平面位置适配，针对水平面附近冲击力的位置，在漂浮框内设置了消能栅板，由消能栅板接收水体是带来的动能，并利用消能栅板的转动消耗该部分动能。

在消能部分，本实用新型在转轴处设置了扭簧，利用扭簧对水体的初期动能进行吸收并蓄能，然后复位时将动能释放，特别适配于波浪状震动，同时在设置消能栅板时，将栅板设置了不同角度，使每个消能栅板能够对漂浮框主体施加不同振幅的振动。

同时本实用新型还可以在转轴上设置了平行四边形的同步驱动结构，使各转轴通过所述同步驱动结构联动，消能栅板在接收冲击时，每一个消能栅板所受到的作用力是不同的，将其通过连杆和同步杆联动设置，能够使各消能栅板的动能相互抵消，达到内部消能；并进一步的针对此类消能结构，在平行四边形的同步驱动结构的四个端点处设置了弹簧，且对角的两个弹簧弹性系数相同，使两对角弹簧同步伸缩，根据消能栅板的位置，两对角的弹簧为一个顶簧一个拉簧；其中顶簧被压缩，拉簧被挤压，从而增加了整体的消能效果，同时弹性系数相同，整体结构对称，结构稳定，确保漂浮框的稳定。

由此，本实用新型结构新颖，利用漂浮消能机构对上游水体的水平面处进一步防护，有效解决上游库水所带来的横、纵波对大坝造成的坝体震动的问题，减少水体冲击带来的振动对坝体的影响，提高了坝体的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为漂浮框的一种实施方式结构示意图。

图3为漂浮框的另一种实施方式结构示意图

图4为漂浮消能机构的正视结构示意图。

图5为漂浮消能机构的俯视结构示意图。

图6为消能栅板的一种设置方式。

图7为同步驱动结构的示意图。

图8为同步驱动结构的俯视图。

图9为同步驱动结构的进一步实施方式结构示意图。

图10为图9的另一动作图。

图11为调节座的结构示意图。

图中的标号为：1为坝体，2为消波吸能层，3为固定锚杆，4为固定座，5为导引钢丝，6为漂浮框，7为导向套，8为侧板，9为消能栅板，10为轴套，11为转轴，12为安装板，13为导引座，14为连杆，15为同步杆，16为拉簧，17为顶簧，18为固定板，19为调节架，20为上调节筒，21为调节杆，22为下调节筒，23为调节丝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：本实施例旨在提供一种坝体漂浮消能机构，主要用于重力坝的消波吸能，针对现状重力坝在正常运行的情况下因上游库水带来的冲击波和地震带来的地震波对重力坝所造成的震动，使得大坝在坝体最薄弱的地方出现裂缝和扩展延伸，危害了大坝在安全稳定的问题，本实施例提供了一种坝体漂浮消能机构。

如图1中所示，本实施例提供了一种坝体漂浮消能机构，漂浮消能机构包括导引钢丝5、固定锚杆3、固定座4、漂浮框6和消能栅板9；固定锚杆3和固定座4起到固定支撑作用，其中固定锚杆3锚固在地基上，固定座4固定在坝体1的上部，导引钢丝5的上下两端分别固定在固定座和固定锚杆上。

固定座通过调节座固定在坝体的上部，所述调节座包括调节架19、调节筒、调节杆21和调节丝23，调节架19固定在坝体的上部，调节架19的上下设置有对应的调节筒，其中上调节筒20固定在调节架19的上部，下调节筒22的外部为方管结构，且套装在调节架上，并能沿调节架滑动，内部设置有内螺纹，上调节筒20和下调节筒22内设置有螺纹方向相反的内螺纹，调节杆21的上下侧设置有对应且螺纹方向相反的螺纹段，调节丝23固定在调节杆21的中部，导引钢丝的上下两端分别固定在下调节筒的和固定锚杆上，能够对导引钢丝的张紧程度进行调节。

漂浮框6的后侧设置有导向套7，导向套7套装导引钢丝5上，漂浮框6漂浮在水面上，能随着水位升降沿导引钢丝上下移动；利用此结构能够使漂浮框始终在水平面处，具体实施时，本实例利用固定锚杆与地基固定，固定座与坝体上部固定，并在固定锚杆和固定座之间安装导引钢丝形成底部深入水下，上部伸出水位以上的导引结构，且该导引结构设置多组，并将其作为固定基础设置了漂浮框。

漂浮框6的上下两侧设置有安装板12，消能栅板9的上下两侧中部位置设置有转轴11，并通过转轴11转动设置在安装板12上；漂浮框6可以设置自身漂浮系数和负重，使漂浮框能够在水体内漂浮，并随着水位的升高和下降在导引钢丝上上下移动，且漂浮框部分位于水位以上，部分位于水位以下，从而使漂浮框能够始终与水平面位置适配，针对水平面附近冲击力的位置，在漂浮框内设置了消能栅板9，由消能栅板9接收水体是带来的动能，并利用消能栅板9的转动消耗该部分动能。

本实施例设置了消波吸能层对坝体的表面进行防护，消波吸能层作为一种缓冲层，可以有效地减小横波的波峰与纵波的疏密程度，作用之后的横、纵波对重力坝造成的烈度等级将会减小，进而在重力坝中能够起到更加合理的抗震结构，能更好的保护重力坝的坝踵的基岩与胶结面的重合，减少出现滑裂面的概率，间接的提高重力坝的抗滑稳定性，同时利用漂浮消能机构对上游水体的水平面处进一步防护，有效解决上游库水所带来的横、纵波对大坝造成的坝体震动的问题，减少水体冲击带来的振动对坝体的影响，提高了坝体的稳定性。

实施例2：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例在转轴处设置了扭簧。

本实施例中安装板设置有对应的轴孔，轴孔内套左右轴套10，转轴通过扭簧安装在轴套10内。

本实施例在消能部分，在转轴处设置了扭簧，利用扭簧对水体的初期动能进行吸收并蓄能，然后复位时将动能释放，特别适配于波浪状震动，扭簧的两端固定在转轴和轴套内，在初始状态下，设置消能栅板的倾斜角度，使水体波动时，能对消能栅板进行冲击，该冲击造成消能栅板定向转动，并克服扭簧扭力做功消耗水体动能。

并在进一步实施时，消能栅板9在扭簧初始状态下，各消能栅板9分别处于不同的倾斜角度，使每个消能栅板9能够对漂浮框主体施加不同振幅的振动。

实施例3：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例对在漂浮框6内设置了导引座13。

如图5中所示，漂浮框6呈U形状结构，安装板12设置在开口处，在漂浮框的后侧壁上设置有导引座13，导引座13位于两转轴的中垂线上。

本实施例中水流冲击消能栅板9，并从两消能栅板9之间的缝隙进入漂浮框内，并作用在导引座13上，利用导引座13使水流向两侧流动，具有引流功能，使进入的水流与排出的水流交汇，消减动能。

实施例4：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例对漂浮框的结构进一步说明。

漂浮框6并排设置有多组，每组漂浮框的后侧均设置有两根导引钢丝；相邻的漂浮框之间存在间隙或者通过侧板8固定连接在一起。

本实施例中，漂浮框6之间存在间隙或者并排连接，针对不同的水位特点，可以针对性设置，根据现场环境进行设定。

实施例5：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例设置了同步驱动结构。

如图7-10中所示，转轴11凸出于安装板12，并位于同一水平线上，转轴11的末端固定有连杆14，连杆14的两端铰接有同步杆15，同步杆15与转轴连线平行，形成了平行四边形的同步驱动结构，使各转轴通过所述同步驱动结构联动。

本实施例在转轴上设置了平行四边形的同步驱动结构，使各转轴通过同步驱动结构联动，消能栅板在接收冲击时，每一个消能栅板所受到的作用力是不同的，将其通过连杆和同步杆联动设置，能够使各消能栅板的动能相互抵消，达到内部消能。

进一步实施时，同步驱动结构的四个端点上设置有弹簧，弹簧的外端固定在固定板上，且对角的两个弹簧弹性系数相同，在平行四边形的同步驱动结构的四个端点处设置了弹簧，且对角的两个弹簧弹性系数相同，使两对角弹簧同步伸缩，根据消能栅板的位置，两对角的弹簧为一组顶簧17，另一组为拉簧18；在进行消能时，顶簧被压缩，拉簧被挤压，从而增加了整体的消能效果，同时弹性系数相同，整体结构对称，结构稳定，确保漂浮框的稳定。

Claims (7)

1.一种坝体漂浮消能机构，其特征在于：包括漂浮消能机构；所述漂浮消能机构包括导引钢丝、固定锚杆、固定座、漂浮框和消能栅板；所述固定锚杆锚固在地基上，固定座通过调节座固定在坝体的上部，所述调节座包括调节架、调节筒、调节杆和调节丝，调节架固定在坝体的上部，调节架的上下设置有对应的调节筒，两个调节筒内设置有螺纹方向相反的内螺纹，调节杆的上下侧设置有对应且螺纹方向相反的螺纹段，调节丝固定在调节杆的中部，所述导引钢丝的上下两端分别固定在调节筒的和固定锚杆上；所述漂浮框的后侧设置有导向套，所述导向套套装导引钢丝上，所述漂浮框漂浮在水面上，能随着水位升降沿导引钢丝上下移动；所述漂浮框的上下两侧设置有安装板，所述消能栅板的上下两侧中部位置设置有转轴，并通过转轴转动设置在安装板上。

2.根据权利要求1所述的坝体漂浮消能机构，其特征在于：所述安装板设置有对应的轴孔，轴孔内套左右轴套，转轴通过扭簧安装在轴套内。

3.根据权利要求2所述的坝体漂浮消能机构，其特征在于：所述漂浮框呈U形状结构，所述安装板设置在开口处，在漂浮框的后侧壁上设置有导引座，所述导引座位于两转轴的中垂线上。

4.根据权利要求1或2所述的坝体漂浮消能机构，其特征在于：所述漂浮框并排设置有多组，每组漂浮框的后侧均设置有两根导引钢丝；相邻的漂浮框之间存在间隙或者通过侧板固定连接在一起。

5.根据权利要求1所述的坝体漂浮消能机构，其特征在于：所述转轴凸出于安装板，并位于同一水平线上，转轴的末端固定有连杆，连杆的两端铰接有同步杆，所述同步杆与转轴连线平行，形成了平行四边形的同步驱动结构，使各转轴通过所述同步驱动结构联动。

6.根据权利要求2或5所述的坝体漂浮消能机构，其特征在于：所述消能栅板在扭簧初始状态下，各消能栅板分别处于不同的倾斜角度。

7.根据权利要求5所述的坝体漂浮消能机构，其特征在于：所述同步驱动结构的四个端点上设置有弹簧，弹簧的外端固定在固定板上，且对角的两个弹簧弹性系数相同。

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