本實用新型涉及水力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種溢洪道的尾墩及溢洪道的閘墩組件。

背景技術(shù)：

溢洪道是水庫等水利建筑物的泄洪設(shè)施，溢洪道布置可包括進水渠、控制段、泄槽、消能防沖設(shè)施及出水渠。溢洪道控制段連接進水渠與泄槽，過水寬度不連續(xù)，存在兩個突變：控制段內(nèi)布置閘墩后過水寬度束窄，由于水深大流速低，流態(tài)較為平順；通常情況下控制段中墩采用半圓柱形墩尾，進入泄槽時過水寬度突然增加，水流速度突然增大，故下泄水流出控制段后具有較強的橫向擴散趨勢，溢洪道下泄的高速水流具有很強的沖出力，中墩兩側(cè)閘孔出流橫向擴散至墩后碰撞交匯，在下游泄槽形成大角度菱形陡沖擊波，使溢洪道內(nèi)水流的流態(tài)復(fù)雜化。一方面泄槽上水深、壓力、流速分布不均勻程度增加，另一方面急流的摻氣和脈動現(xiàn)象十分顯著常會產(chǎn)生劇烈的震動，給溢洪道的消能防沖效果和運行穩(wěn)定性帶來不利影響。

有研究將半圓柱形墩尾優(yōu)化為三棱柱型尖尾墩或者從墩尾的頭端向墩尾的末端圓滑漸變內(nèi)收的流線型尖尾墩，以改善從控制段到泄槽之間過水寬度的連續(xù)性，增加過閘水流橫向擴散的流程。優(yōu)化后的墩型對于小流量工況或泄槽坡度緩的工程，可改善過閘水流擴散效果，但對于溢洪道泄槽段高速水流形成的大角度菱形陡沖擊波收效甚微。由于控制段閘墩要承受閘門縱向推力以及垂向的工作橋及交通橋等荷載，墩尾占墩體的比例受閘墩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和強度安全的限制，另外墩尾長度受到工程量、工程布置和水流沿程阻力等因素的限制，通過現(xiàn)有的墩尾型式優(yōu)化難以改善溢洪道泄槽流態(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，提供一種效果好、不影響過流、工程量少、施工簡單的溢洪道的尾墩及溢洪道的閘墩組件。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種溢洪道的尾墩，設(shè)置在溢洪道控制段中墩下游端，包括第一端連接中墩的本體部，所述本體部的第二端向遠離所述中墩的方向延伸；所述本體部的寬度自第一端向第二端逐漸減小。

優(yōu)選地，所述尾墩還包括連接在所述本體部第二端端部上的圓弧倒角部。

優(yōu)選地，所述圓弧倒角部一體形成在所述本體部上。

優(yōu)選地，所述本體部的高度高于溢洪道控制段水面。

本實用新型還提供一種溢洪道的閘墩組件，設(shè)置在溢洪道控制段，包括中墩以及以上任一項所述的尾墩；所述尾墩連接在所述中墩的下游端。

優(yōu)選地，所述尾墩本體部的第一端的寬度與所述中墩的寬度相等。

優(yōu)選地，所述尾墩的高度小于所述中墩的高度。

優(yōu)選地，所述尾墩的長度等于所述中墩寬度的3.5倍。

優(yōu)選地，所述尾墩本體部的圓弧倒角部的半徑等于所述中墩寬度的0.1倍。

本實用新型的有益效果：尾墩設(shè)置在溢洪道控制段中墩下游端，與中墩尾部相連接，布置在泄槽的起始端，可以明顯改善從控制段到泄槽之間過水寬度的連續(xù)性，較多的增加了過閘水流橫向擴散的流程，過閘水流出控制段進入泄槽后，水流速度突然增大，但橫向擴散的趨勢得到均化分散，中墩兩側(cè)閘孔出流橫向擴散至尾墩下游以小角度交匯，在下游泄槽形成小角度菱形緩沖擊波，沖擊波對泄槽水流擾動影響小，泄槽橫斷面內(nèi)流速、水深、壓力分布不均勻度降低，泄槽流態(tài)得到改善，溢洪道出口水流單寬流量分布均勻，下泄水流對下游河床和岸坡的沖刷減輕，減少防護措施的工程量。

本實用新型效果好、不影響過流、工程量少、施工簡單。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是本實用新型一實施例的閘墩組件在溢洪道中的平面圖；

圖2是本實用新型一實施例的閘墩組件的剖面圖；

圖3是本實用新型一實施例的閘墩組件的側(cè)視圖。

具體實施方式

為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式。

如圖1-3所示，本實用新型一實施例的溢洪道的閘墩組件，設(shè)置在溢洪道控制段，包括中墩10以及連接在中墩下游端的尾墩20。

中墩10的結(jié)構(gòu)形式可采用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)。尾墩20連接中墩10，并且布置在溢洪道泄槽的起始端，處于急流區(qū)，故不會頂托上游來流，不影響溢洪道控制段的過流能力。

其中，尾墩20包括本體部21，本體部21的第一端連接中墩10，相對的第二端向遠離中墩10的方向延伸。并且，本體部21的寬度自第一端向第二端逐漸減小，從而尾墩10的寬度呈現(xiàn)第一端向第二端內(nèi)收的形式，其橫截面近似等腰三角形。

如圖2、3所示，本體部21的第一端的寬度與中墩10的寬度b相等，從而本體部21的表面與中墩10兩側(cè)的表面流暢相接。

如圖3所示，尾墩20的高度h(即本體部21的高度)小于中墩10的高度。尾墩20在溢洪道中主要只起到改善流態(tài)的作用，不用承擔(dān)荷載，無結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定上的特殊要求，因此尾墩20的高度只需高出控制段末端水面即可。

進一步地，尾墩20還包括連接在本體部21第二端端部上的圓弧倒角部22。圓弧倒角部22一體形成在本體部21上。

本實用新型中，尾墩20設(shè)置越長，對流態(tài)的改善效果越好，而工程量和施工難度隨之增加。優(yōu)選地，為實現(xiàn)較為簡單的施工，尾墩20長度L等于3.5倍中墩10的寬度b，圓弧倒角部22的半徑r等于0.1b時，可取得很好的改善泄槽流態(tài)的效果，尾墩20長度L值繼續(xù)增大對泄槽流態(tài)的改善程度不明顯。

本實用新型在溢洪道中使用時，中墩10尾部的尾墩20明顯改善從控制段到泄槽之間過水寬度的連續(xù)性，較多的增加了過閘水流橫向擴散的流程，過閘水流出控制段進入泄槽后，水流速度突然增大，但橫向擴散的趨勢得到均化分散，中墩兩側(cè)閘孔出流橫向擴散至尾墩下游以小角度交匯，在下游泄槽形成小角度菱形緩沖擊波，沖擊波對泄槽水流擾動影響小，泄槽橫斷面內(nèi)流速、水深、壓力分布不均勻度降低，泄槽流態(tài)得到改善，溢洪道出口水流單寬流量分布均勻，下泄水流對下游河床和岸坡的沖刷減輕，從而減少防護措施的工程量。

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。