[发明专利]一种浮动结构的温度异重流拦挡装置

说明书

本发明公开了一种浮动结构的温度异重流拦挡装置，包括固定于电站取水口上游两岸、连线垂直于水流方向的两个索塔；所述两个索塔之间通过主缆固定连接；所述主缆与多根链接绳顶端固定连接；靠近所述电站取水口上游两岸的链接绳底端与浮球固定连接，其余每根链接绳底端各与一个浮箱固定连接；所述每个浮球、每个浮箱与一根纵向索缆顶端连接；所述纵向索缆底端与锚固系统固定连接；所有的纵向索缆均与多根横向辅助索缆固定连接，形成网状结构；所有的纵向拉索均与幕布固定连接；相邻的浮箱、相邻的浮球、相邻的浮箱与浮球之间均相互连接。本发明的拦挡装置可水下施工，且能承受较大压力、能适应水位大幅变化。

技术领域

本发明涉及水利水电工程领域，特别是一种可水下施工，且能承受较大应力，能适应大幅度水位变化的浮动结构的温度异重流拦挡装置。

背景技术

异重流是指在重力场中由于两种或两种以上比重相差不大、可以相混的流体，因比重差异而而产生的流动。温度异重流属异重流中的一种。在高坝大库，多存在水温分层现象和水温异重流，即高温水密度轻，位于上层；低温水密度重，位于下层。。

为缓解水库在春夏之交下泄低温水对大坝下游生态环境造成的不利影响，需在电厂取水口上游设置拦挡装置，挡住下层低温水，避免其进入电厂取水口，达到下泄表层高温水的目的。

对于高坝大库，其库区水域宽广，断面面积大。相应的，拦挡装置的面积多为几万甚至上百万平方米。另一方面，拦挡装置修建后，仅有表层较轻的水体会从装置顶部进入装置背面，然后进入取水口。这样拦挡装置正反两面的水体重量会有显著差异，导致拦挡装置承受巨大的静水压力。在这两方面的作用下，拦挡装置的压强可达几千帕，整体承受的压力可达几千吨甚至上万吨。

而现有能承受如此大压力的拦挡装置，如大坝等，必须在施工区将水体排空后修建，且施工周期漫长。对于已建水库，降低水库水位不仅会严重影响其发电经济效益，还会产生塌方、滑坡等严重次生灾害，修建代价巨大。

另一方面，大坝坝前断面河宽多达数百米，甚至几千米。在修建拦挡装置时，其上方主体受力悬索的跨度与断面河宽相当，属大跨度悬索结构，承受荷载巨大。

对于高坝大库，库区水位涨落频繁，一年之类水位变幅能超过50米。由于主体受力悬索固定于两岸某一高程，不能随水位变化。当库区低水位运行时，靠近两岸的浮箱和拦挡装置将脱离水面，悬于空中，使得主体受力悬索荷载显著上升，并会造成局部应力集中现象。危及拦挡结构安全。

现有的能水下施工的拦挡装置，多结构较简单，规模较小，不仅难以承受如此巨大的水压力，而且难以在如此大幅变化的水位条件下正常运行。

针对上述问题，业内尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种浮动结构的温度异重流拦挡装置，可水下施工，且能承受较大压力、能适应水位大幅变化。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种浮动结构的温度异重流拦挡装置，包括固定于电站取水口上游两岸、连线垂直于水流方向的两个索塔；所述两个索塔之间通过主缆固定连接；所述主缆与多根链接绳顶端固定连接；靠近所述电站取水口上游两岸的链接绳底端与浮球固定连接，其余每根链接绳底端各与一个浮箱固定连接；所述每个浮球、每个浮箱与一根纵向索缆顶端连接；所述纵向索缆底端与锚固系统固定连接；所有的纵向索缆均与多根横向辅助索缆固定连接，形成网状结构；所有的纵向拉索均与幕布固定连接；相邻的浮箱、相邻的浮球、相邻的浮箱与浮球之间均相互连接。

所述两个索塔上均套有套筒浮箱。且所述主缆两端各与对应的套筒浮箱固定连接。浮箱环套于索塔主体上，可随水位升降。浮箱既使主缆两端固定于索塔，又能使主缆随水位上下浮动。

所述主缆包覆于保护层内，所述保护层采用浮力材料。可使主缆抵抗自重，浮于水面。

所述幕布采用高强土工膜或高强土工布。