一種帶挑壓坎的土石過水圍堰護板的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種帶挑壓坎的土石過水圍堰護板，包括底板，所述底板為矩形平板，底板頂面的尾部設置有與底板為一體化結構的挑壓坎，所述挑壓坎為楔形塊體，其上頂面為斜面、兩側面為相互平行的直角三角形，后端面為矩形且延伸至底板尾部端面之外，所述楔形塊體位于底板尾部端面之外部段的底面與底板尾部端面形成銜接口。該護板在使用時，底板的頂面以及挑壓坎的上頂面為過流面，此種結構的護板能夠增加水流作用于下一級護板向下的穩定力，增加土石過水圍堰堰面的穩定性，保障溢洪安全。
【專利說明】—種帶挑壓坎的土石過水圍堰護板
【技術領域】
[0001]本發明屬于水利工程【技術領域】，涉及一種土石過水圍堰楔形護板。
【背景技術】
[0002]水利工程中，土石過水圍堰參與溢洪可減小導流建筑物的規模，能夠降低工程造價、縮短工期。采用土石圍堰過流可以就地取材，解決按全年擋水設計時，工程量較大、水工布置困難的問題，是山區河流較為經濟、合理的導流方式。
[0003]作為臨時水工建筑物，土石過水圍堰的抗沖刷能力較弱，溢洪時一旦堰面或堰腳的局部被沖開缺口、填充料被掏，最終可能導致潰堰事故。為此，有必要尋求能夠保護土石過水圍堰的護面結 構，以保障土石過水圍堰的穩定和安全。目前工程上所采用的土石過水圍堰的護面的形式有塊石護面、鉛絲籠護面、混凝土板護面等，其中，楔形混凝土護板是較佳的護面形式，其過流面為平面，護板在土石過水圍堰的邊坡上呈階梯狀布置，下一級護板的頭部被壓在上一級護板的尾部下面，相互銜接。但由于現有楔形護板的過流面為平面，水流流經楔形護板的跌坎時，水流的流向基本平行于楔形護板的過流面，因而水流作用于下一級護板的壓力效果差，此外，水流流向基本平行于楔形護板的過流面還會使楔形護板容易沿土石過水圍堰向下滑動，致使其在土石過水圍堰上的穩定性差，而護板不穩定可能導致土石過水圍堰坍塌，從而嚴重影響施工、危脅下游安全，上述問題在小洪水工況時表現得尤為明顯。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有土石過水圍堰楔形護板存在的不足，提供一種帶挑壓坎的土石過水圍堰護板，此種護板能夠增加水流作用于下一級護板向下的穩定力，增加土石過水圍堰堰面的穩定性，保障溢洪安全。
[0005]本發明提供的帶挑壓坎的土石過水圍堰護板，包括底板，所述底板為矩形平板，底板頂面的尾部設置有與底板為一體化結構的挑壓坎，所述挑壓坎為楔形塊體，其上頂面為斜面、兩側面為相互平行的直角三角形，后端面為矩形且延伸至底板尾部端面之外，所述楔形塊體位于底板尾部端面之外部段的底面與底板尾部端面形成銜接口。
[0006]上述技術方案中，所述挑壓坎后端面的高度Hk = 0.4~0.7m。
[0007]上述技術方案中，所述挑壓坎上頂面的長度Lk = IlkMrU^fn m,式中，η為土石
過水圍堰堰面的坡度，Hk為挑壓坎后端面的高度。
[0008]上述技術方案中，所述銜接口的長度W = 0.2~0.4m。
[0009]上述技術方案中，所述挑壓坎的寬度b與底板的寬度相同，底板的寬度為4~6m。
[0010]上述技術方案中，所述底板的長度應使水體經過挑壓坎的挑流作用后正好作用于下一級護板的質心位置，通常底板的長度L = 8~12m。
[0011]上述技術方案中，底板的厚度d為0.8~1.2m。
[0012]上述技術方案中所述的帶挑壓坎的土石過水圍堰護板在使用時，底板的頂面以及挑壓坎的上頂面為過流面。
[0013]上述技術方案中，所述護板由混凝土制作。
[0014]與現有技術相比，本發明具有以有益的技術效果:
[0015]1.本發明提供了一種新型結構的土石過水圍堰護板，在底板頂面的尾部設置了挑壓坎，水體流經護板時，由于挑壓坎的挑流作用，水體的流向發生改變，以拋射流的形式流向下一級的護板，這增加了水流作用于下一級護板向下的穩定力，從而增加了土石過水圍堰堰面的穩定性，更有利于保障溢洪安全。
[0016]2.由于護板挑壓坎的挑流作用，水流作用于下一級護板的位置接近于護板的質心位置，這樣能減小水流對下一級護板產生的不利彎矩，從而避免護板相對于質心轉動，有利于增加護板在土石過水圍堰上的穩定性。
[0017]3.護板挑壓坎的挑流作用不但能改善水流流態，而且挑流能夠增加水流與空氣的接觸，水流與空氣摩擦還起到了消能的作用，這有利于減輕水流對下游護面及土石過水圍堰堰腳的沖擊破壞，避免發生潰堰事故。
[0018]4.本發明所述帶挑壓坎的土石過水圍堰護板適合于山區河流上的土石過水圍堰，特別是在小洪水工況時，可提高土石圍堰參與溢洪的安全性。
[0019]5.本發明所述帶挑壓坎的土石過水圍堰護板的結構簡單，易于制作，有利于推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明所述帶挑壓坎的土石過水圍堰護板的結構示意圖；
[0021]圖2為圖1的俯視圖；
[0022]圖3為本發明所述帶挑壓坎的土石過水圍堰護板在土石過水圍堰上的安裝示意圖；
[0023]圖4為本發明所述帶挑壓坎的土石過水圍堰護板上的水流流態示意圖；
[0024]圖5為現有楔形土石過水圍堰護板上的水流流態示意圖；
[0025]圖中，I一底板、2—挑壓坎、3—銜接口、4一圍堰頂、5—護板、6—消能平臺、7—基坑、η—堰面坡度，W—銜接口長度、Hk—挑壓坎后端面高度、Lk 一挑壓坎上頂面長度、b—挑壓坎寬度、d—底板厚度。
【具體實施方式】
[0026]以下通過實施例并結合附圖，對本發明所述帶挑壓坎的土石過水圍堰作進一步說明，但所給出的實施例不應理解為是對本發明保護范圍的任何限制，因而本專業的技術人員根據上述本發明的內容和設計思想所做出的非本質的改進和調整也應屬于本發明的保護范圍。
[0027]實施例1
[0028]本實施例中，所述帶挑壓坎的土石過水圍堰護板的結構如圖1、圖2所示，使用時，安裝在堰面坡度η = 1:4.5的土石過水圍堰堰面。
[0029]本實施例所述帶挑壓坎的土石過水圍堰護板，包括底板1，所述底板為矩形平板，底板的長度L = 8m、底板寬度為4.0m、底板厚度d = 0.8m，底板頂面的尾部設置有與底板為一體化結構的挑壓坎2，所述挑壓坎2為楔形塊體，其上頂面為斜面、兩側面為相互平行的直角三角形，后端面為矩形且延伸至底板尾部端面之外，所述楔形塊體位于底板尾部端面之外部段的底面與底板尾部端面形成銜接口 3，銜接口的長度W = 0.2m。
[0030]所述挑壓坎2后端面的高度Hk = 0.4m,挑壓坎2上頂面的長度
η為土石過水圍堰堰面的坡度，Hk為挑
壓坎后端面的高度，挑壓坎的寬度b = 4.0m。
[0031]上述護板采用混凝土澆筑而成，本發明所述護板在土石過水圍堰上的安裝方式見圖3，各級護板5在土石過水圍堰的堰面上呈階梯狀布置，下一級護板的頭部位于上一級護板尾部的銜接口中，相互銜接。
[0032]現有楔形土石過水圍堰護板上的水流流態示意圖見圖5，水體流經現有楔形護板時，水流的流向基本平行于楔形護板的過流面，水流對下一級楔形護板幾乎沒有向下的穩定作用，導致楔形護板容易失穩，不利于土石過水圍堰上楔形護板整體的穩定，特別是在小洪水工況時，很難保證安全溢洪。本發明所述帶挑壓坎的護板上的水流流態示意圖見圖4，護板5底板的頂面以及挑壓坎的上頂面為過流面，水體從底板的過流面到達挑壓坎的上頂面，在挑壓坎的挑流作用下，水體的流向發生改變，水體以拋射流的形式流向下一級的護板，并且水流作用于下一級護板的位置正好接近于護板的質心位置，這一方面增加了水流作用下一級護板向下的穩定力，另一方面減小了水流對下一級護板產生的不利彎矩，避免護板相對于質心轉動，增加了護板在土石過水圍堰上的穩定性。此外，挑壓坎的挑流作用能夠增加水流與空氣的接觸，水流與空氣摩擦還起到了消能的作用，這有利于減輕水流對下游護面及土石過水圍堰堰腳的沖擊破壞，避免發生潰堰事故。
[0033]實施例2
[0034]本實施例中，所述帶挑壓坎的土石過水圍堰護板的結構如圖1、圖2所示，使用時，安裝在堰面坡度η = 1:4.8的土石過水圍堰堰面。
[0035]本實施例所述帶挑壓坎的土石過水圍堰護板，包括底板1，所述底板為矩形平板，底板的長度L = 10m、底板寬度為5.0m、底板厚度d = 1.0m，底板頂面的尾部設置有與底板為一體化結構的挑壓坎2，所述挑壓坎2為楔形塊體，其上頂面為斜面、兩側面為相互平行的直角三角形，后端面為矩形且延伸至底板尾部端面之外，所述楔形塊體位于底板尾部端面之外部段的底面與底板尾部端面形成銜接口 3，銜接口的長度W = 0.3m。
[0036]所述挑壓坎2后端面的高度Hk = 0.5m,挑壓坎2上頂面的長度
L1=4.9//,.=2.4加，η為土石過水圍堰堰面的坡度，Hk為挑壓
η Χ.8
坎后端面的高度，挑壓坎的寬度b = 5.0m。
[0037]實施例3
[0038]本實施例中，所述帶挑壓坎的土石過水圍堰護板的結構如圖1、圖2所示，使用時，安裝在堰面坡度η = 1:4.0的土石過水圍堰堰面。
[0039]本實施例所述帶挑壓坎的土石過水圍堰護板，包括底板1，所述底板為矩形平板，底板的長度L = 12m、底板寬度為6.0m、底板厚度d = 1.2m，底板頂面的尾部設置有與底板為一體化結構的挑壓坎2，所述挑壓坎2為楔形塊體，其上頂面為斜面、兩側面為相互平行的直角三角形，后端面為矩形且延伸至底板尾部端面之外，所述楔形塊體位于底板尾部端面之外部段的底面與底板尾部端面形成銜接口 3，銜接口的長度W = 0.4m。
[0040]所述挑壓坎2后端面的高度Hk = 0.7m,挑壓坎2上頂面的長度
【權利要求】
1.一種帶挑壓坎的土石過水圍堰護板，包括底板(I)，其特征在于所述底板為矩形平板，底板頂面的尾部設置有與底板為一體化結構的挑壓坎(2)，所述挑壓坎(2)為楔形塊體，其上頂面為斜面、兩側面為相互平行的直角三角形，后端面為矩形且延伸至底板尾部端面之外，所述楔形塊體位于底板尾部端面之外部段的底面與底板尾部端面形成銜接口(3)。
2.根據權利要求1所述帶挑壓坎的土石過水圍堰護板，其特征在于所述挑壓坎(2)后端面的高度Hk = 0.4?0.7m。
3.根據權利要求2所述帶挑壓坎的土石過水圍堰護板，其特征在于所述挑壓坎(2)上頂面的長度4 =Hjl + η2In m,式中，η為土石過水圍堰堰面的坡度，Hk為挑壓坎后端面的高度。
4.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的帶挑壓坎的土石過水圍堰，其特征在于所述銜接口⑶的長度W = 0.2?0.4m。
5.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的帶挑壓坎的土石過水圍堰，其特征在于所述挑壓坎的寬度(b)與底板的寬度相同，底板的寬度為4?6m。
6.根據權利要求4所述的帶挑壓坎的土石過水圍堰，其特征在于所述挑壓坎的寬度(b)與底板的寬度相同，底板的寬度為4?6m。
7.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的帶挑壓坎的土石過水圍堰，其特征在于所述底板的長度L = 8?12m。
8.根據權利要求4所述的帶挑壓坎的土石過水圍堰，其特征在于所述底板的長度L=.8 ?12m。
9.根據權利要求5所述的帶挑壓坎的土石過水圍堰，其特征在于所述底板的長度L=.8 ?12m。
10.根據權利要求6所述的帶挑壓坎的土石過水圍堰，其特征在于所述底板的長度L=.8 ?12m。
【文檔編號】E02B8/06GK103981878SQ201410222431
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月23日 優先權日:2014年5月23日
【發明者】陳云良, 楊秀玲, 王波, 田靜杰 申請人:四川大學