專利名稱：急流平面交匯整流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于平面相交泄洪洞或平面相交開敞式明渠交匯處水流流態(tài)的控制裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)兩個(gè)泄洪洞出現(xiàn)平面交匯時(shí)，由于兩泄洪洞之間有一定的夾角，泄洪洞I運(yùn)行時(shí)， 水流在交匯處右側(cè)未受約束，于是向右邊擴(kuò)散，形成水流左高右低的形態(tài)，對(duì)直沖擊對(duì) 面邊墻，致使水流發(fā)生串頂，爬高的水流的主流順泄洪洞頂拱旋轉(zhuǎn)后跌入水中，危及泄 洪洞的頂部和底板穩(wěn)定；當(dāng)順直的泄洪洞II運(yùn)行時(shí)，水流在交匯處左邊沒有約束，于是 向左邊擴(kuò)散，流速增加，沖擊泄洪洞連接處邊墻，水流也會(huì)爬高。因此，若不對(duì)泄洪洞 交匯處的水流流態(tài)進(jìn)行調(diào)整、控制，泄洪洞的安全運(yùn)行將受到嚴(yán)重威脅。急流平面交匯很少有人研究，即使研究也多停留在兩個(gè)泄洪洞交匯處尖角的加固處 理上，如使用抗沖刷的材料(鋼板襯護(hù))進(jìn)行加固。此種技術(shù)措施雖然解決了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 問題，但是水流流態(tài)仍然不佳，水流串頂現(xiàn)象仍然存在。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種急流平面交匯整流裝置，此種整 流裝置可調(diào)整好泄洪洞交匯處的水流流態(tài)，避免或減小對(duì)泄洪洞頂部和邊墻的沖刷，提 高交匯尖角處的穩(wěn)定性。本發(fā)明的技術(shù)方案利用折流坎調(diào)整交匯前兩泄洪洞的收縮比例，將水流導(dǎo)向遠(yuǎn)離 沖擊的邊墻；在水流直接沖擊的邊墻上設(shè)置折流壓板，將來(lái)流翻巻回泄洪洞中，避免沖 擊洞頂。本發(fā)明所述急流平面交匯整流裝置包括折流坎I 、折流坎II和折流壓板；折流坎I為直角三棱柱形，安裝在泄洪洞i的右邊墻，其直角棱位于泄洪洞i右邊墻與泄洪洞n 左邊墻的匯交角a頂點(diǎn)處；折流坎n為直角三棱柱形，安裝在泄洪洞n的左邊墻，其直 角棱位于泄洪洞i右邊墻與泄洪洞n左邊墻的匯交角a頂點(diǎn)處；折流壓板安裝在泄洪洞 i與泄洪洞n匯交后形成的泄洪洞in的右邊墻，成為以泄洪洞m右邊墻為支撐的懸臂 梁，所述懸臂梁的頂面與泄洪洞in右邊墻直墻面的頂端在同一高度，所述懸臂梁沿水流方向的安裝定位是以泄洪洞I右邊墻與泄洪洞II左邊墻匯交角a頂點(diǎn)在泄洪洞III右邊 墻的投影為安裝起始點(diǎn)。為了更好地平順?biāo)?，可在泄洪洞I右邊墻與泄洪洞II左邊墻的匯交角a頂點(diǎn)處設(shè) 置尾墩，所述尾墩優(yōu)選扇形橫截面的柱狀體或流線形橫截面的柱狀體。為了更好地實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明對(duì)折流壓板、折流坎I、折流坎II的尺寸和結(jié)構(gòu) 進(jìn)行了優(yōu)化，技術(shù)措施如下1、 折流壓板的長(zhǎng)度L3二5B廣8B3，折流壓板的橫截面為矩形下部切割掉一扇形的幾 何面，所述矩形的寬度b^ 2m、所述矩形的高度h4-2 3m、所述扇形的半徑r二lm 2m、圓心角3 =120° 135°。2、 折流坎I的長(zhǎng)度Li二4B廣6Bp收縮比/產(chǎn)1:10 30，高度與泄洪洞I邊墻直墻 面的高度h,相同。3、 折流坎II的長(zhǎng)度L2=4B2~6B2,收縮比/2=1:10 30,高度與泄洪洞II邊墻直墻面的高度h2相同。本發(fā)明具有以下有益效果1、 由于在泄洪洞I右邊墻與泄洪洞II左邊墻的匯交角a兩側(cè)分別設(shè)置了折流坎I 、折流坎n，因此平順了水流，阻止了水流的擴(kuò)散，水流流過時(shí)不會(huì)發(fā)生急劇的變化。2、 折流坎I、折流坎II和尾墩的組合，不僅平順了水流，而且改善了泄洪洞I右邊墻與泄洪洞n左邊墻交匯尖角處的受力狀況，提高了交匯尖角處的穩(wěn)定性，與用鋼板 等抗沖刷的材料加固相比，可降低施工難度，節(jié)約工程造價(jià)。3、 折流壓板的設(shè)置，不僅可避免水流沖擊洞頂(即串頂)，而且折回的水流對(duì)泄洪 洞底板沖擊力很小，因而泄洪洞的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，受力更加合理。4、 本發(fā)明所述急流平面交匯整流裝置還可用于平面相交開敞式明渠，當(dāng)用于開敞式明渠時(shí)，同樣具有平順?biāo)鳎纳平粎R尖角處的受力狀況，提高交匯尖角處穩(wěn)定性的有益效果。


圖1是本發(fā)明所述急流平面交匯整流裝置的第一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的A-A剖面圖，該圖描述了泄洪洞I的橫截面形狀； 圖3是圖1的B-B剖面圖，該圖描述了泄洪洞II的橫截面形狀；圖4是圖i的c-c剖面圖，該圖描述了泄洪洞in和折流壓板的橫截面形狀；圖5是折流坎I的立體圖；圖6是折流坎II的立體圖；圖7是圖1中折流坎I 、折流坎II安裝處的局部放大圖； 圖8是是本發(fā)明所述急流平面交匯整流裝置的第二種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9是尾墩的一種形狀結(jié)構(gòu)圖，其橫截面為扇形； 圖IO是圖8中折流坎I 、折流坎II和尾墩安裝處的局部放大圖； 圖11是是本發(fā)明所述急流平面交匯整流裝置的第三種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖12是尾墩的另一種形狀結(jié)構(gòu)圖，其橫截面為流線形； 圖13是圖11中折流坎I 、折流坎II和尾墩安裝處的局部放大圖。 圖中，1一泄洪洞I、 2—泄洪洞n、 3-1_折流坎1、 3-2—折流坎II、 4—弧形段、 5—泄洪洞m、 6—折流壓板、7—尾墩、a—泄洪洞I右邊墻與泄洪洞II左邊墻匯交角、l,一折流坎i的長(zhǎng)度、~—折流坎i的收縮比、L2—折流坎n的長(zhǎng)度、/2—折流坎n的收縮比、L3—折流壓板的長(zhǎng)度、b—折流壓板的寬度、h4—折流壓板的高度、「扇形半徑、e—扇形圓心角、hr~泄洪洞i邊墻的直墻高度、h2—泄洪洞n邊墻的直墻高度、h3— 泄洪洞m邊墻的直墻高度、r—弧形段半徑、v^2V3—分別為泄洪洞i 、泄洪洞n、泄 洪洞in的水流流速。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例i本實(shí)施例中，某大型水電站的泄洪洞11、泄洪洞ii2交匯后形成泄洪洞ni5，泄洪 洞H2的右邊墻與泄洪洞ni5的右邊墻在一條直線上，泄洪洞U2與泄洪洞ni5水流方向相同，泄洪洞I 1的左邊墻與泄洪洞I115的左邊墻通過弧形段4連接，弧形段半徑R= 120m，如圖1所示。泄洪洞I1的橫截面如圖2所示，寬度Bi為5m、直墻高度ln為 5m、拱高1.5m;泄洪洞112橫截面如圖3所示，寬度B2為7.5m、直墻高度h2為7m、 拱高2m;泄洪洞I115的橫截面如圖4所示，寬度B3為7.5m、直墻高度h3為7m、拱高2m。本實(shí)施例中的急流平面交匯整流裝置如圖i、圖7所示，由折流坎i3-i、折流坎n3-2和折流壓板6組成，各部分都為混凝土制作。折流坎I 3-1為直角三棱柱形，如圖5 所示，其高度為5 m，長(zhǎng)度U (即橫截面的長(zhǎng)直角邊)為20 m，收縮比/;為l:10。折 流坎II3-2為直角三棱柱形，如圖6所示，其高度為7m，長(zhǎng)度L2 (即橫截面的長(zhǎng)直角 邊)為30m，收縮比"為1:10。折流壓板6的長(zhǎng)度L3為40 m，其橫截面為矩形下部切 割掉一扇形的幾何面，所述矩形的寬度b=1.75m、高度h4=2.5m ，所述扇形的半徑r 二1.5m、圓心角0=135°。安裝方式折流坎I3-1安裝在泄洪洞Il的右邊墻，其直角棱位于泄洪洞I 1右邊墻與泄洪洞I12左邊墻的匯交角a頂點(diǎn)處，其橫截面的短直角 邊垂直于泄洪洞I 1的右邊墻；折流坎113-2安裝在泄洪洞I12的左邊墻，其直角棱位于 泄洪洞I 1右邊墻與泄洪洞H2左邊墻的匯交角a頂點(diǎn)處，其橫截面的短直角邊垂直于 泄洪洞I12的左邊墻;折流壓板6安裝在泄洪洞I 1與泄洪洞Il2匯交后形成的泄洪洞m 5的右邊墻，成為以泄洪洞III5右邊墻為支撐的懸臂梁，所述懸臂梁的頂面與泄洪洞I115 右邊墻直墻面的頂端在同一高度，所述懸臂梁沿水流方向的安裝定位是以泄洪洞I 1右 邊墻與泄洪洞H2左邊墻匯交角a頂點(diǎn)在泄洪洞IH5右邊墻的投影為安裝起始點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，安裝急流平面交匯整流裝置后，兩個(gè)泄洪洞平面交匯處的水流流態(tài) 平順，未出現(xiàn)水流沖擊洞頂(即串頂)的現(xiàn)象，而且折回的水流對(duì)泄洪洞底板沖擊力很實(shí)施例2本實(shí)施例中，泄洪洞Il、泄洪洞Il2和泄洪洞ni5的交匯方式與實(shí)施例l相同，泄洪洞i12的右邊墻與泄洪洞ni5的右邊墻的銜接方式與實(shí)施例i相同，泄洪洞11的左邊 墻與泄洪洞ni5的左邊墻的連接方式與實(shí)施例i相同，各泄洪洞的尺寸與實(shí)施例i相同，如圖8所示。本實(shí)施例中的急流平面交匯整流裝置如圖8、圖IO所示，與實(shí)施例1不同之處是在 泄洪洞I 1右邊墻與泄洪洞Il2左邊墻的匯交角a頂點(diǎn)處增設(shè)了尾墩7，所述尾墩7為扇 形橫截面的柱狀體，如圖9所示，其扇形的圓心角為折流坎I3-1、折流坎Il3-2短直角 邊之間的夾角，尾墩的高度為5m。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施例中，兩個(gè)泄洪洞平面交匯處的水流流態(tài)比實(shí)施例1更平順。實(shí)施例3本實(shí)施例中，泄洪洞I 1、泄洪洞II2和泄洪洞I115的交匯方式與實(shí)施例1相同，泄洪洞i12的右邊墻與泄洪洞ni5的右邊墻的銜接方式與實(shí)施例i相同，泄洪洞11的左邊墻與泄洪洞I115的左邊墻的連接方式與實(shí)施例1相同，各泄洪洞的尺寸與實(shí)施例1相同，如圖11所示。本實(shí)施例中的急流平面交匯整流裝置如圖11、圖13所示，與實(shí)施例l不同之處是 在泄洪洞I 1右邊墻與泄洪洞I12左邊墻的匯交角a頂點(diǎn)處增設(shè)了尾墩7，所述尾墩7 為流線形橫截面的柱狀體，如圖12所示，尾墩的高度為5m。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施例中，兩個(gè)泄洪洞平面交匯處的水流流態(tài)比實(shí)施例1更平順。
權(quán)利要求
1、一種急流平面交匯整流裝置，其特征在于包括折流坎I(3-1)、折流坎II(3-2)和折流壓板(6)；折流坎I(3-1)為直角三棱柱形，安裝在泄洪洞I(1)的右邊墻，其直角棱位于泄洪洞I(1)右邊墻與泄洪洞II(2)左邊墻的匯交角α頂點(diǎn)處；折流坎II(3-2)為直角三棱柱形，安裝在泄洪洞II(2)的左邊墻，其直角棱位于泄洪洞I(1)右邊墻與泄洪洞II(2)左邊墻的匯交角α頂點(diǎn)處；折流壓板(6)安裝在泄洪洞I(1)與泄洪洞II(2)匯交后形成的泄洪洞III(5)的右邊墻，成為以泄洪洞III(5)右邊墻為支撐的懸臂梁，所述懸臂梁的頂面與泄洪洞III(5)右邊墻直墻面的頂端在同一高度，所述懸臂梁沿水流方向的安裝定位是以泄洪洞I(1)右邊墻與泄洪洞II(2)左邊墻匯交角α頂點(diǎn)在泄洪洞III(5)右邊墻的投影為安裝起始點(diǎn)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的急流平面交匯整流裝置，其特征在于泄洪洞I (l)右邊 墻與泄洪洞II (2)左邊墻的匯交角a頂點(diǎn)處設(shè)置有尾墩(7)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的急流平面交匯整流裝置，其特征在于尾墩(7)為扇形橫 截面的柱狀體或流線形橫截面的柱狀體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的急流平面交匯整流裝置，其特征在 于折流壓板(6)的長(zhǎng)度L3 = 5B3~8B3，折流壓板(6)的橫截面為矩形下部切割掉一扇 形的幾何面，所述矩形的寬度b^m 2m、所述矩形的高度h4=2.0m 3.0m、所述扇形 的半徑r二lm 2m、圓心角P = 120° 135° 。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的急流平面交匯整流裝置，其特征在 于折流坎I (3-1)的長(zhǎng)度U二4B廣6Bp收縮比/尸1:10 30，高度與泄洪洞I (l)邊 墻直墻面的高度ht相同。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的急流平面交匯整流裝置，其特征在于折流坎I (3-1)的 長(zhǎng)度I^二4B廣6B。收縮比/尸l:10 30，高度與泄洪洞I (1)邊墻直墻面的高度h！相 同。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的急流平面交匯整流裝置，其特征在 于折流坎II (3-2)的長(zhǎng)度L2=4B2~6B2，收縮比Z2=l:10 30，高度與泄洪洞II (2)邊 墻直墻面的高度h2相同。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的急流平面交匯整流裝置，其特征在于折流坎II (3-2)的長(zhǎng)度L2=4B2~6B2，收縮比/fl:10 30，高度與泄洪洞II (2)邊墻直墻面的高度h2相同。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的急流平面交匯整流裝置，其特征在于折流坎II (3-2)的 長(zhǎng)度L2=4B2~6B2，收縮比i產(chǎn)l:10 30，高度與泄洪洞II (2)邊墻直墻面的高度h2相同。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的急流平面交匯整流裝置，其特征在于折流坎II (3-2) 的長(zhǎng)度L2=4B2~6B2，收縮比z'產(chǎn)l:10 30，高度與泄洪洞II (2)邊墻直墻面的高度h2相同。
全文摘要
一種急流平面交匯整流裝置，包括折流坎I、折流坎II和折流壓板。折流坎I為直角三棱柱形，安裝在泄洪洞I的右邊墻，其直角棱位于泄洪洞I右邊墻與泄洪洞II左邊墻的匯交角α頂點(diǎn)處；折流坎II為直角三棱柱形，安裝在泄洪洞II的左邊墻，其直角棱位于泄洪洞I右邊墻與泄洪洞II左邊墻的匯交角α頂點(diǎn)處；折流壓板安裝在泄洪洞I與泄洪洞II匯交后形成的泄洪洞III的右邊墻，成為以泄洪洞III右邊墻為支撐的懸臂梁，所述懸臂梁的頂面與泄洪洞III右邊墻直墻面的頂端在同一高度。此種整流裝置可調(diào)整好泄洪洞交匯處的水流流態(tài)，避免或減小對(duì)泄洪洞頂部和邊墻的沖刷，提高交匯尖角處的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)E02B8/06GK101324060SQ200810045669
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者雨 任, 劉善均, 張建民, 曲景學(xué), 李貴吉, 韋 王, 王曾恩, 許唯臨, 軍 鄧, 陳劍剛 申請(qǐng)人:四川大學(xué)