CN217678934U - 一种应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及消能工技术领域，具体地说，涉及一种应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工。其包括多个软排体，多个软排体每边设有预埋插筋，软排体前端部设有混泥土防冲墙，混泥土防冲墙外壁位于左右两侧设有侧挡墙，侧挡墙后端部设有尾挡墙，软排体上部设有多个混泥土四面体，混泥土四面体固定于插筋上，位于软排体前两排混泥土四面体外壁包裹有钢板。混凝土四面体群单个自重大，能起到防冲效果，消能工体型新颖，四面体显露的愈来愈多，消能率也随之增大，根据来洪量大小实现动态的“适度”消能作用，混凝土软排体发挥自适应变形的能力，可下沉防护冲坑边缘，防止冲坑向上游淘刷延伸而危及水闸建筑物安全。

Description

一种应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工

技术领域

本实用新型涉及消能工技术领域，具体地说，涉及一种应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工。

背景技术

对于多泥沙河流上的引水枢纽工程，其泄洪冲砂闸下游往往面临冲刷破坏、泥沙淤积双重矛盾问题。

而常规的消力池、裙板等消能工均不能很好解决这种矛盾。如消力池，其在技术上是可行的，但针对多泥沙河流的水沙特点，消能初期，因宽大的消力池内充满砂石，消能率不高，水流流速过大，消力池侧墙及下游导流堤面板易受磨蚀破坏，且易对下游产生冲刷破坏；过流后期，当消力池充分发挥底流消能功效、消能率提高的同时，反而引起消能过度，下游沿程流速降低，推沙距离较近，砂石逐渐堆积在闸后，消能无法达到“冲淤平衡”的目的，鉴于此，我们提出一种应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工，包括多个软排体，多个所述软排体每边设有预埋插筋，所述软排体前端部设有混泥土防冲墙，所述混泥土防冲墙外壁位于左右两侧设有侧挡墙，所述侧挡墙后端部设有尾挡墙，所述软排体上部设有多个混泥土四面体，所述混泥土四面体固定于插筋上，所述位于软排体前两排混泥土四面体外壁包裹有钢板。

作为本技术方案的进一步改进，所述混泥土四面体每行按“梅花形”布置，每三至五枚混泥土四面体铺设一块钢筋砼软排体。

作为本技术方案的进一步改进，所述混泥土四面体采用梯形断面结构，所述混泥土四面体上开设有孔洞，所述混泥土四面体顶部设有吊环。

作为本技术方案的进一步改进，多个所述软排体块之间设有沉降缝，所述沉降缝内部设有填充物。

作为本技术方案的进一步改进，所述软排体内部预埋有预埋钢板，所述预埋钢板上部设有预埋连接筋，每两个所述软排体之间采用钢筋环连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述预埋钢板底部设有膨胀螺栓，所述膨胀螺栓上设有槽钢。

作为本技术方案的进一步改进，所述侧挡墙外壁设有多个加强筋。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1、该应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工中，混凝土四面体群单个自重大，能起到防冲效果，同时每个四面体通过插筋固定于下部混凝土软排底板上呈整体结构，进一步提高整体抗冲能力，消能工体型新颖，其四面体群特有的结构布置，在非洪水期将泥沙淤积于四面体块间隙内，汛期过洪时，间隙上宽下窄形状有利于在小流量时快速排沙，随着过闸流量的逐渐增大，四面体间淤积的泥沙逐渐被冲开，四面体逐步显露于水流中，随着流量的增大，四面体显露的愈来愈多，消能率也随之增大，根据来洪量大小实现动态的“适度”消能作用。

2、该应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工中，在遇到超标准极端洪水，四面体群末端被冲刷产生冲坑塌陷时，下部混凝土软排体发挥自适应变形的能力，可下沉防护冲坑边缘，防止冲坑向上游淘刷延伸而危及水闸建筑物安全。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构平面示意图；

图2为本实用新型的整体结构纵断面示意图；

图3为本实用新型的整体结构横断面示意图；

图4为本实用新型的四面体立视图；

图5为本实用新型的四面体下部软排体平面示意图；

图6为本实用新型的软排体连接型式整体结构示意图；

图7为本实用新型的软排体预埋插筋布置示意图；

图8为本实用新型的软排体预埋插筋图西部结构图；

图9为本实用新型的四面体钢板防护平面布置图；

图10为本实用新型的四面体钢板防护膨胀螺栓布置结构图。

图中各个标号意义为：

1、软排体；10、预埋插筋；11、沉降缝；12、预埋钢板；120、预埋连接筋；121、膨胀螺栓；122、槽钢；13、钢筋环；2、混泥土防冲墙；3、侧挡墙；30、加强筋；4、尾挡墙；5、四面体；51、吊环；50、孔洞；6、护钢板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1-图10所示，本实施例提供一种应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工，多个软排体1，考虑到对于多泥沙河流上的引水枢纽工程，其泄洪冲砂闸下游往往面临冲刷破坏、泥沙淤积，为了使消能工具有良好的消能效果，解决冲刷破坏、泥沙淤积双重矛盾问题，在多个软排体1每边设有预埋插筋10，并且在软排体1前端部设有混泥土防冲墙2，四面体5加软排体1的结构，能够良好地消能，避免出现冲刷破坏的情况，且可以避免下游河道因沿程流速过小造成下游淤积、河床抬高的现象，为了提高整体抗冲击能力，在混泥土防冲墙2外壁位于左右两侧设有侧挡墙3，在侧挡墙3后端部设有尾挡墙4，为了根据洪量大小实现动态“适度”消能，在软排体1上部设有多个四面体5，将四面体5固定于预埋插筋10上，在位于软排体1前两排四面体5外壁包裹有护钢板6，随着过闸流量的逐渐增大，四面体5间淤积的泥沙逐渐被冲开，四面体5逐步显露于水流中，随着流量的增大，四面体5显露的愈来愈多，消能率也随之增大，根据来洪量大小实现动态的“适度”消能作用。

本实施例中，在泄洪冲砂闸闸后斜护坦下设置消能工，非洪水期，将泥沙淤积于四面体5间隙内，汛期过洪时，间隙上宽下窄形状有利于在小流量时快速排沙，随着过闸流量的逐渐增大，四面体5间淤积的泥沙逐渐被冲开，四面体5逐步显露于水流中，随着流量的增大，四面体5显露的愈来愈多，消能率也随之增大，可以根据来洪量大小实现动态的“适度”消能作用。

进一步的，四面体5每行按“梅花形”布置，优选每三至五枚四面体5铺设一块钢筋砼软排体1，通过水工模型试验验证确定，每行按梅花形布置，便于在混凝土软排体1连接成为一个整体，且四面体段上、下游垂直水流方向宽度B上游和B下游尺寸、四面体+软排段长度L1可根据工程具体情况灵活调整。

考虑到单个四面体5体积大且较重，便于安装，使四面体5采用梯形断面结构，四面体5上开设有孔洞50，泥土四面体5顶部设有吊环51，在安装铺设时，采用吊机，将绳索穿过吊环51固定吊起，便可以对准安装；

四面体5优选内预埋件100×100mm方钢，Q235，壁厚8mm，待软排体1插筋准确插入方钢，四面体5安装到位后，采用M30微膨胀水泥砂浆灌浆填实，灌浆花管直径φ25，孔径10mm，孔距200mm，四面体5顶部预埋两个吊环，吊环钢筋直径应≥φ20，且四面体5棱长L2、高H1尺寸可根据工程实际情况，由水工模型试验验证确定。

考虑到新型消能工的使用环境恶劣，为了保证其使用寿命，多个软排体1块之间设有沉降缝11，沉降缝11内部设有填充物，软排体块间优选设置宽度为20cm的沉降缝11，沉降缝11可以起到保护软排体1的作用，防止由于其间间隙过小热胀冷缩开裂，在沉降缝11中填充物优选砂砾料，砂砾料可以起到阻挡洪水中的其他砂石对软排体1进行冲击，侵蚀沉降缝11，造成沉降缝11过大，破坏软排体整体结构。

进一步的，为了保证结构的稳定性，所述软排体1内部预埋有预埋钢板12，所述预埋钢板12上部设有预埋连接筋120，每两个所述软排体1之间采用钢筋环13连接，预埋钢板12上的预埋连接筋120为三根焊接固定的结构，有助于保证连接结构的稳定性，且预埋连接筋120的长度可根据工程实际情况进行调整；

混凝土软排体之间的连接：优选预埋Φ16预埋连接筋120，预埋连接筋120之间采用Φ16的钢筋环13连接；预埋钢筋连接筋为3根Φ20焊接，并焊接在预埋钢板12上；预埋钢板12优选Q345，尺寸为300×300mm，板厚10mm，焊接在软排体1下层插筋10上，且预埋插筋N3长度H2可根据工程实际情况进行调整。

更进一步的，为了防止松动和保护膨胀螺栓121连接的紧固性，在预埋钢板12底部设有膨胀螺栓121，在膨胀螺栓121上设有槽钢122，可以起到保护的作用；

四面体在三表面包裹预埋钢板12规格为：优选Q355C、t＝20mm；预埋钢板12底部采用膨胀螺栓121固定在软排体1上，软排体1上预埋钢板12宽度优选0.1m；并优选用M24×300mm膨胀螺栓121(4.8级，螺母M24、5级)将预埋钢板12固定于软排体1上，螺栓121间距优选20cm；各面预埋钢板12在腰线部位优选用M24×300mm膨胀螺栓121(4.8级，螺母M24、5级)将预埋钢板12固定于四面体5上；将预埋钢板12与四面体5间的缝隙优选用M30水泥砂浆填充密实，最后将顶部优选用Q355C钢板进行焊接封口。

另外，为了加强侧挡墙3的强度，在侧挡墙3外壁设有多个加强筋30。

本实施例的应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工在具体使用时，通过在泄洪冲砂闸闸后斜护坦下设置消能工，当遇到水流冲击时，混泥土防冲墙2可以初步的阻挡洪水的冲击，洪水越过混泥土防冲墙2之后，四面体5能够进一步提高整体抗冲击能力，在非洪水期，将泥沙淤积于四面体块5间隙内，汛期过洪时，间隙上宽下窄形状有利于在小流量时快速排沙，随着过闸流量的逐渐增大，四面体5间淤积的泥沙逐渐被冲开，四面体5逐步显露于水流中，随着流量的增大，四面体5显露的愈来愈多，消能率也随之增大，可以根据来洪量大小实现动态的“适度”消能作用；

同时，在遇到超标准极端洪水，四面体5群末端被冲刷产生冲坑塌陷时，下部混凝土软排体1发挥自适应变形的能力，可下沉防护冲坑边缘，防止冲坑向上游淘刷延伸而危及水闸建筑物安全。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工，包括多个软排体(1)，其特征在于：多个所述软排体(1)每边设有预埋插筋(10)，所述软排体(1)前端部设有混泥土防冲墙(2)，所述混泥土防冲墙(2)外壁位于左右两侧设有侧挡墙(3)，所述侧挡墙(3)后端部设有尾挡墙(4)，所述软排体(1)上部设有多个混泥土四面体(5)，所述混泥土四面体(5)固定于预埋插筋(10)上，所述位于软排体(1)前两排混泥土四面体(5)外壁包裹有护钢板(6)。

2.根据权利要求1所述的应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工，其特征在于：所述混泥土四面体(5)每行按“梅花形”布置，每三至五枚混泥土四面体(5)铺设一块钢筋砼软排体(1)。

3.根据权利要求1所述的应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工，其特征在于：所述混泥土四面体(5)采用梯形断面结构，所述混泥土四面体(5)上开设有孔洞(50)，所述混泥土四面体(5)顶部设有吊环(51)。

4.根据权利要求1所述的应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工，其特征在于：多个所述软排体(1)块之间设有沉降缝(11)，所述沉降缝(11)内部设有填充物。

5.根据权利要求1所述的应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工，其特征在于：所述软排体(1)内部预埋有预埋钢板(12)，所述预埋钢板(12)上部设有预埋连接筋(120)，每两个所述软排体(1)之间采用钢筋环(13)连接。

6.根据权利要求5所述的应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工，其特征在于：所述预埋钢板(12)底部设有膨胀螺栓(121)，所述膨胀螺栓(121)上设有槽钢(122)。

7.根据权利要求6所述的应用于多泥沙河流引水枢纽闸后的新型消能工，其特征在于：所述侧挡墙(3)外壁设有多个加强筋(30)。

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