[发明专利]拱坝溢流表孔的布置结构

说明书

技术领域

本发明涉及水利建筑工程中的拦水拱坝，尤其是涉及拱坝溢流表孔的布置结构。

背景技术

在拱坝工程中，坝身泄洪是最为经济的泄洪方式，对于在大江大河上布置的拱坝大多采用这一泄洪方式。目前，坝身的泄洪布置形式多为“表孔+深孔”或“表孔+中孔+底孔”，上述布置形式中各孔口的出口消能也多采用横向扩散或纵向拉伸的消能方式，但是，遇到河床较窄时，表孔横向扩散的消能方式，将导致对下游河床岸边坡或者坝下水垫塘边墙产生一定的冲刷。

发明内容

本发明目的在于提供一种拱坝溢流表孔的布置结构，实现既满足边孔的出口消能，又更加适宜地形条件。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述拱坝溢流表孔的布置结构，包括间隔设置在拱坝溢流面上的两中墩，和分别间隔设置在所述两中墩外侧的两边墩；两中墩之间构成溢流中孔，两中墩与对应的边墩之间构成两溢流边孔；所述溢流中孔、两溢流边孔的溢流面均由溢流段和出口段构成；位于所述溢流边孔出口段的中墩侧壁自上游至下游方向向对应的中墩中线倾斜7-8°设置；位于所述溢流边孔出口段的边墩侧壁自上游至下游方向向对应的边墩中线倾斜4-5°设置；位于所述溢流中孔出口段的两中墩侧壁自上游至下游方向向对应的中墩中线倾斜7-8°设置；所述两溢流边孔的溢流面结构自上游至下游方向均为：堰面曲线为幂曲线，幂曲线的原点上游为椭圆曲线，幂曲线与向下倾斜的直线段相切，所述直线段的下端延伸至溢流边孔的出口末端，并通过圆弧过渡段与水平鼻坎衔接。

所述向下倾斜的直线段角度为30°，所述直线段的下端伸至溢流边孔的出口末端，并通过半径R=5m、圆心角=30°的圆弧过渡段与水平鼻坎衔接。

本发明优点在于将所述溢流边孔结构设置为水流扩撒与收缩相组合的布置形式，将水流的纵向拉伸与横向扩散有效的结合起来，因此，在满足拱坝溢流表孔出口消能的前提下，减轻或避免了对下游边坡或边墙的冲刷，大大提高了下游边坡或边墙的使用寿命。

附图说明

图1 是本发明的拱坝表孔布置图。

图2是边孔的溢流面剖面图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明所述的

本发明所述的拱坝溢流表孔的布置结构，包括间隔设置在拱坝溢流面上的两中墩1、2，和分别间隔设置在所述两中墩1、2外侧的两边墩3、4；两中墩1、2之间构成溢流中孔，两中墩1、2与对应的边墩3、4之间构成两溢流边孔；所述溢流中孔、两溢流边孔的溢流面均由溢流段5和出口段6构成；位于所述溢流边孔出口段6的中墩1侧壁自上游至下游方向向对应的中墩中线7倾斜7°设置，即：溢流边孔出口段6的扩散角为7°；位于所述溢流边孔出口段6的边墩3侧壁自上游至下游方向向对应的边墩中线8倾斜4°设置，即：溢流边孔出口段6的收缩角为4°；因此，溢流边孔出口段6的收缩角小于扩散角，保证了溢流边孔出口水流以扩散为主。位于所述溢流中孔出口段的两中墩1、2侧壁自上游至下游方向向对应的中墩中线7、9倾斜7°设置；如图2所示，所述两溢流边孔的溢流面结构自上游至下游方向均为：堰面曲线为幂曲线10，幂曲线10的原点上游为椭圆曲线11，幂曲线10与向下倾斜30°的直线段12相切，所述直线段12的下端延伸至溢流边孔的出口末端，并通过半径R=5m、圆心角=30°的圆弧过渡段13与水平鼻坎14衔接，因此，促使溢流边孔出口水流挑起来，出口以平坡将水流挑出。由于圆弧过渡段13的设置，使得出口的消能以跌流消能为主，其射距结合模型试验成果看，基本满足跌流消能的水力要素                                                。

式中：

——射距，m；

——泄水建筑物出口末端断面的单宽流量，m³/(s·m)；

——鼻坎至河床高差，m。