水利工程曲面消能墙制造技术

本发明专利技术涉及水利工程低水头坝、闸、涵底流消能技术领域，具体涉及一种水利工程曲面消能墙，包括消能边墙、消能槽和迎水护板，所述消能槽呈半弧形的柱面、且内凹设置于消能边墙的迎水墙面上，迎水护板安装于消能槽中、且呈与消能槽匹配的半弧形柱面；所述消能边墙中嵌入设置有安装柱，迎水护板的两侧与安装柱滑动连接；迎水护板的背部设置有弹簧座、缓冲弹簧和弹簧滑动套，弹簧座内嵌于消能边墙中，弹簧滑动套固定设置于迎水护板的背部，弹簧滑动套的外端伸入弹簧座中，缓冲弹簧的一端固定设置于弹簧座中、另一端活动设置于弹簧滑动套内的柱形空腔中，本发明专利技术水流消能效应显著，大大减小了消力池长度，降低成本。

【技术实现步骤摘要】
水利工程曲面消能墙
本专利技术涉及水利工程低水头坝、闸、涵底流消能
，具体涉及一种水利工程曲面消能墙。
技术介绍
底流消能的原理是在挡水建筑物下游设消力池、消力坎、消能墙等，促使水流在限定范围内产生水跃，通过水流的内部摩擦、掺气和撞击以消耗多余的能量。该专利技术也可用于灌溉工程、供水工程的压力管道的消能箱结构。底流消能的优点是，水跃稳定，消能效果较好，下游水面波动小，但也存在缺点，目前的消能墙体正面的迎水面的水流撞击效能墙后，主流会沿某一个方向反射或折回，水流内部相互摩擦、掺气、冲撞作用有限，消能效果差，造成下游水流波动依旧较大，并且消力池较长，工程量大，造价高，同时水流与消能墙体直接正面撞击，相互作用应力大，对消能墙体正面迎水面的损伤严重。
技术实现思路
针对目前的水利工程消能墙、消能池存在的缺陷和问题，本专利技术提供一种水利工程曲面效能墙。本专利技术解决其技术问题所采用的方案是：一种水利工程曲面消能墙，包括消能端墙和多个消能槽，所述消能槽呈半弧形的柱面、且内凹设置于消能端墙的迎水墙面上，消能槽中安装有迎水护板，所述迎水护板呈与消能槽匹配的半弧形柱面，所述消能端墙中嵌入设置有定位导向柱，迎水护板的两侧与定位导向柱滑动连接，各迎水护板沿各自的定位导向柱独立滑动；迎水护板的背部设置有缓冲装置，所述缓冲装置包括弹簧座、缓冲弹簧和弹簧滑动套，所述弹簧座内嵌于消能端墙中，所述弹簧滑动套固定设置于迎水护板的背部，弹簧滑动套的外端伸入弹簧座中，所述缓冲弹簧的一端固定设置于弹簧座中、另一端活动设置于弹簧滑动套内的柱形空腔中。上述的水利工程曲面消能墙，所述消能槽为连续的内凹弧型柱面，相邻两消能槽之间形成槽间平台，所述定位导向柱的里端内嵌设置于槽间平台内。上述的水利工程曲面消能墙，所述弹簧座的深度记为a，弹簧自然伸长状态的长度记为b，弹簧滑动套的长度记为c，其中b＞a，c＞a。上述的水利工程曲面消能墙，所述迎水护板的左、右两侧均设置有滑动套环，滑动套环套装于定位导向柱上，定位导向柱上、位于滑动套环的两侧分别设置有限位挡块。上述的水利工程曲面消能墙，所述滑动套环的内环壁设置有橡胶保护垫，滑动套环的外环壁的两端设置有环槽，所述橡胶保护垫的两端向外卷起套装于环槽上。上述的水利工程曲面消能墙，所述限位挡块共同套装于相邻两个定位导向柱上。上述的水利工程曲面消能墙，所述迎水护板上设置有直径大小不一的透水孔。上述的水利工程曲面消能墙，所述迎水护板的背部设置有加强筋，加强筋沿迎水护板的背部设置，所述加强筋的厚度由迎水护板的中部向左、右两侧逐渐减小。上述的水利工程曲面消能墙，在消能端墙迎水面上游的河床内横向分布有多条拦水坎，相邻拦水坎的高度不一。本专利技术的有益效果：本专利技术的水利工程曲面消能墙，采用型钢混凝土复合结构的消力池端墙，墙体迎水面为钢结构的半圆弧形钢板组成的连续凹形柱面，钢板与钢筋混凝土墙内钢筋焊接一体，形成型钢混凝土，改进了消力池、消能墙的消能机理，一束水流垂直冲击凹面墙体，连续凹形柱面的消能墙面会产生不同方向的横向反射散流，由于半圆形凹面是对称的，横向反射散流的流向也是对称的，这样就可加剧水流内部的冲撞、摩擦，消能效果大幅提高，可在各种水流条件下，尤其是常遇洪水，均发生池内水跃，均能满足消杀水流动能，减少下游河床冲刷，改进后的消力池结构，在消力池长度大大减短的同时，海漫也可缩更短，该专利技术消能效果好，与常规消力池相比，虽需增加钢板量，但是消力池长度能大大减小，节省投资，并且在消能曲面护板的后背设置有缓冲弹簧装置，通过缓冲弹簧的缓冲作用，使水流与护板能够有后退的缓冲距离，大大减弱了水流对消能护板的撞击作用力，保护消能护板，并进一步弱化水流的内部能量，增强水流消能效应，因此该技术具有重要的实际应用价值。附图说明图1为本专利技术的水平剖视图；图2为图1中沿B-B的剖视图；图3为图1中A处的结构放大示意图；图4为定位导向柱的横截面结构示意图；图5为迎水护板的结构示意图；图6为水流撞击迎水护板后折流消能示意图；图7为包含本专利技术的消力池纵断面结构示意图；图中：1-消能端墙，2-消能槽，3-迎水护板，4-定位导向柱，5-缓冲装置，51-弹簧座，52-缓冲弹簧，53-弹簧滑动套，6-槽间平台，7-滑动套环，71-环槽，8-限位挡块，9-橡胶保护垫，10-加强筋，11-透水孔，12-拦水坎。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。实施例1：一种水利工程曲面消能墙，如图1-7所示，包括消能端墙1、消能槽2和迎水护板3，消能槽2呈半弧形的柱面，并且消能槽2内凹设置于消能端墙的迎水墙面上，迎水护板3为钢板、且安装于消能槽2中；迎水护板3呈与消能槽2匹配的半弧形柱面，当一束水流垂直冲击半弧形柱面的迎水护板3，会产生不同方向的横向反射散流，由于半弧形柱面是对称的，横向反射散流的流向也是对称的，这样就可加剧水流内部的冲撞、摩擦，消能效果会更好；在迎水护板3的背部设置有缓冲装置5，缓冲装置包括弹簧座51、缓冲弹簧52和弹簧滑动套53，弹簧座51内嵌安装于消能端墙1中，缓冲弹簧52安装在弹簧座中，弹簧滑动套53固定安装于迎水护板3的背部，弹簧滑动套53的外端伸入弹簧座51中，缓冲弹簧52的自由端活动设置于弹簧滑动套53内的柱形空腔中，弹簧座51的深度记为a，缓冲弹簧52自然伸长状态的长度记为b，弹簧滑动套53的长度记为c，其中缓冲弹簧52自然伸长状态的长度b＞弹簧座51的深度a，保证了缓冲弹簧52正常伸长状态下，缓冲弹簧52的自由端能够伸出弹簧座51，一方面便于将弹簧滑动套53套装于缓冲弹簧52外，另一方面能够保证缓冲弹簧52有较大的缓冲距离，从而保证迎水护板3向后有较长的缓冲距离，保护迎水护板3；其中弹簧滑动套53的长度c＞弹簧座51的深度a，以使迎水护板3与消能槽2之间有一定的距离，当迎水护板3后移到最大距离时（即弹簧滑动套53后端与弹簧座51接触时），避免迎水护板3与消能槽2发生撞击，保护迎水护板3，当水流撞击迎水护板3时，水流压着迎水护板3同时向后移动，挤压缓冲弹簧52，缓冲弹簧52受压形变，迎水护板3后退，大大减弱了水流对迎水护板3的撞击作用力，保护迎水护板3，并进一步弱化水流的内部能量，增强水流消能效应；本实施例中，消能槽2包括横向连续设置的若干个，若干个内凹弧型柱面消能槽相连接共同形成消能面，相邻两消能槽2之间形成槽间平台6，槽间平台6上内嵌设置有定位导向柱4，迎水护板3的左、右两侧均焊接有滑动套环7，滑动套环7套装于定位导向柱4上，迎水护板3的左右两端通过滑动套环7与定位导向柱4滑动连接，定位导向柱4一方面起到固定迎水护板3的作用，另一方面还使迎水护板3能够沿定位导向柱4前后移动，各迎水护板3沿各自的定位导向柱4独立滑动，相邻各迎水护板3彼此独立缓冲水势，多个迎水护板3会造成消能端墙1整体完全不规律的往复振动，达到消除水势共振的目的。以及从相邻迎水护板3因受冲击而退出的水流与相邻迎水护板3前进的水流再次产生相互冲击，达到振动消能的作用；定位导向柱4上、位于滑动套环7的两侧设置有限位挡块8，限位挡块8共同套装于相邻两个定位导向柱4上，迎水护板3在两限位挡块8之间滑动，能够防止迎水护板3从定位导向柱4上脱落；在滑动套环7的内环壁设置有橡胶保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水利工程曲面消能墙，其特征在于：包括消能端墙和多个消能槽，所述消能槽呈半弧形的柱面、且内凹设置于消能端墙的迎水墙面上，消能槽中安装有迎水护板，所述迎水护板呈与消能槽匹配的半弧形柱面，所述消能端墙中嵌入设置有定位导向柱，迎水护板的两侧与定位导向柱滑动连接，各迎水护板沿各自的定位导向柱独立滑动；迎水护板的背部设置有缓冲装置，所述缓冲装置包括弹簧座、缓冲弹簧和弹簧滑动套，所述弹簧座内嵌于消能端墙中，所述弹簧滑动套固定设置于迎水护板的背部，弹簧滑动套的外端伸入弹簧座中，所述缓冲弹簧的一端固定设置于弹簧座中、另一端活动设置于弹簧滑动套内的柱形空腔中。

【技术特征摘要】
1.一种水利工程曲面消能墙，其特征在于：包括消能端墙和多个消能槽，所述消能槽呈半弧形的柱面、且内凹设置于消能端墙的迎水墙面上，消能槽中安装有迎水护板，所述迎水护板呈与消能槽匹配的半弧形柱面，所述消能端墙中嵌入设置有定位导向柱，迎水护板的两侧与定位导向柱滑动连接，各迎水护板沿各自的定位导向柱独立滑动；迎水护板的背部设置有缓冲装置，所述缓冲装置包括弹簧座、缓冲弹簧和弹簧滑动套，所述弹簧座内嵌于消能端墙中，所述弹簧滑动套固定设置于迎水护板的背部，弹簧滑动套的外端伸入弹簧座中，所述缓冲弹簧的一端固定设置于弹簧座中、另一端活动设置于弹簧滑动套内的柱形空腔中。2.根据权利要求1所述的水利工程曲面消能墙，其特征在于：所述消能槽为连续的内凹弧型柱面，相邻两消能槽之间形成槽间平台，所述定位导向柱的里端内嵌设置于槽间平台内。3.根据权利要求1所述的水利工程曲面消能墙，其特征在于：所述弹簧座的深度记为a，弹簧自然伸长状态的长度记为b，弹簧滑动套的长度记为c，其中b＞a，c...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑恒祥，袁志刚，张晓琳，徐宗超，王展望，于琦，张扬，翟鑫，李启雄，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南,41