一种浮动结构的温度异重流拦挡装置制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

A floating structure for temperature density current blocking device

The invention discloses a floating structure temperature gravity flow blocking device, which includes two towers fixed on both sides of the upstream of the power station and perpendicular to the direction of water flow. The two cable towers are fixed by the main cable, and the main cable is connected to the top of the multi link rope and is close to the upstream of the water intake of the power station two. The bottom end of the link rope is fixed to the floating ball, and the rest of the rest of each link is fixed to a floating box; each floating ball, each floating box is connected to the top of a longitudinal cable; the bottom end of the longitudinal cable is fixed to the anchorage system; all the longitudinal cables are fixed to the multiple lateral auxiliary cables. It is a network structure; all the longitudinal cables are connected with the curtain, and the adjacent floating boxes, the adjacent floating balls, the adjacent floating boxes and the floating balls are connected to each other. The blocking device of the invention can be constructed underwater, and can bear great pressure, and can adapt to the large variation of water level.

【技术实现步骤摘要】
一种浮动结构的温度异重流拦挡装置
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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。所述幕布顶端与上纲固定连接，所述幕布底端与所述锚固系统固定连接，用于稳定拦挡结构形态。所述两个索塔外侧均设置有重力挡墙，且所述重力挡墙的高程与拦挡装置的最大拦挡高程相同。重力挡墙材质为钢筋混凝土。所述两个索塔塔顶高程均高于水库校核防洪水位，重力挡墙，材质为钢筋混凝土。所述两个索塔底部均设置有索塔基础，两个索塔基础均通过索塔桩基固定。保证结构稳固。所述锚固系统包括重力锚链和地锚，所述纵向索缆通过所述地锚与大地固定连接；所述幕布与所述重力锚链固定连接。与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果为：本专利技术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。附图说明图1为本专利技术实施例低水位运行时的立面布置图；图2为本专利技术实施例高水位运行时的立面布置图；图3为本专利技术实施例图1、图2的A部分放大图。具体实施方式如图1-图3所示，本专利技术主要由索缆系统、浮箱系统、拦挡系统、锚固系统组成。索缆系统包括索塔（左岸索塔10、右岸索塔14）、主缆1和链接绳2。索塔布置于电站取水口上游两岸，主缆由两岸索塔张拉，材质为高强钢丝束，外包浮力材料制成的保护层，可使主缆抵抗自重，浮于水面。主缆两端固定于滑动套筒浮箱（左岸滑动套筒浮箱11、右岸滑动套筒浮箱15），左岸滑动套筒浮箱11、右岸滑动套筒浮箱15分别套在左岸索塔10、右岸索塔14上，套筒浮箱可随水位升降。主缆上固定有一系列链接绳2。浮箱系统由一系列轻质浮球3和浮箱4串联组成。浮箱、轻质浮球之和与链接绳数量相对应，每个浮箱或轻质浮球顶部均与一根链接绳固定。由于最边侧幕布在低水位运行时会脱离水面，且该区域水较浅，单位宽度的幕布受力较小，因此该区域的纵向拉索连接轻质浮球，主河道深水区域，单位宽度的幕布受力较大，且低水位运行时浮箱系统不会脱离水面，对主缆造成额外荷载，因此选用重量较大，浮力更强的浮箱。拦挡系统包括纵向拉索6、上纲5、重力锚链8、幕布19和挡墙，纵向拉索顶部固定于浮箱或轻质浮球底部，纵向拉索底部固定于锚固系统，纵向拉锁之间设置横向辅助索缆7，保证纵向拉索联合应力，避免应力集中。幕布固定于纵向拉索上，材质为低透水性的高强土工膜或高强土工布。顶部为上纲，底部设有重力锚链，用于稳定拦挡结构形态。位于水底的锚固系统为水下地锚或重力锚，用于固定拉索。两侧岸边均修建重力挡墙（左岸挡墙9和右岸挡墙16），材质为钢筋混凝土，挡墙高程与拦挡装置最大拦挡高程相同。左岸索塔与右岸索塔塔顶高程高于水库校核防洪水位，即水位不会高过塔顶。水面在索塔塔基（塔基是指左岸索塔基础12、右岸索塔基础16）与塔顶之间变化时，浮箱系统、主缆和左岸、右岸的滑动套筒浮箱均随水面变化。当水位低于索塔基础时，滑动套筒浮箱停留在基础上，不再下降，此时部分幕布露出水面，轻质浮球滞留与岸边，浮箱系统和主缆继续随水位变化。左岸索塔基础12、右岸索塔基础16分别与左岸索塔桩基13、右岸索塔桩基18固定连接。幕布是主要的拦挡部件，首先承受水压力，而后传递至横向辅助索缆和纵向拉索。纵向拉索受力分配至下端的地锚21和上端的浮箱。地锚21将受力传至大地20；浮箱的受力分为两个方向，垂向受力由浮箱系统自身浮力承受，水平方向受力传至链接绳，由链接绳传至主缆，由此引起的主缆的牵引力由两岸索塔承受并传至大地。而岸边幕墙则在承受水压力后，直接将荷载传向大地。实施例本实施例依托贵州清水河三板溪水电站低温水治理工程。三板溪水电站是沅水干流15个梯级电站中的第二级，具有多年调节性能，水库正常蓄水位475.00m，最大坝高185.5m，引水发电系统进水口底板高程408.00m。水库蓄水后，库区呈现出明显的温度分层现象，库底水温仅为9.6℃，致使春夏季节下泄水温低于天然情况下水温，对下游鱼类的产卵繁殖产生不利影响。为能使鱼类在产卵期具备适宜的水温条件，需在电站进水口上游约250m处修建拦挡装置提高三板溪水电站下泄水温。经数值模拟计算分析，拦挡装置挡水面积36797m2，承受总荷载为1296t，纵向拉索设计34根，材质为钢绞线，外包柔性防护层。纵向拉索之间设横向辅助拉索，材质为高强迪尼玛绳，相邻拉索间距为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浮动结构的温度异重流拦挡装置，其特征在于，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（1）固定连接；所述主缆（1）与多根链接绳（2）顶端固定连接；靠近所述电站取水口上游两岸的链接绳（2）底端与浮球（3）固定连接，其余每根链接绳（2）底端各与一个浮箱（4）固定连接；所述每个浮球（3）、每个浮箱（4）与一根纵向索缆（6）顶端连接；所述纵向索缆（6）底端与锚固系统固定连接；所有的纵向索缆（6）均与多根横向辅助索缆（7）固定连接，形成网状结构；所有的纵向拉索（6）均与幕布（19）固定连接；相邻的浮箱（4）、相邻的浮球（3）、相邻的浮箱（4）与浮球（3）之间均相互连接。

【技术特征摘要】
1.一种浮动结构的温度异重流拦挡装置，其特征在于，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（1）固定连接；所述主缆（1）与多根链接绳（2）顶端固定连接；靠近所述电站取水口上游两岸的链接绳（2）底端与浮球（3）固定连接，其余每根链接绳（2）底端各与一个浮箱（4）固定连接；所述每个浮球（3）、每个浮箱（4）与一根纵向索缆（6）顶端连接；所述纵向索缆（6）底端与锚固系统固定连接；所有的纵向索缆（6）均与多根横向辅助索缆（7）固定连接，形成网状结构；所有的纵向拉索（6）均与幕布（19）固定连接；相邻的浮箱（4）、相邻的浮球（3）、相邻的浮箱（4）与浮球（3）之间均相互连接。2.根据权利要求1所述的浮动结构的温度异重流拦挡装置，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述的浮动结构的温度异重流拦挡装置，其特征在于，所述主缆（1）包覆于保护层内。4.根据权利要求3所述的浮动结构的温度异重流拦挡装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯树荣，潘江洋，黄膺翰，彭忠献，赵心畅，李翔，邱进生，
申请(专利权)人：中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43