基于分流束流理论的公路水毁导流坝制造技术

本申请涉及一种公路水毁导流坝，尤其涉及一种基于分流束流理论的公路水毁导流坝；其包括顺次固定相连的迎水面坝、坝顶和背水面坝；迎水面坝包括底部两侧分别与桥梁涵洞相连的直墙段、连接在两直墙段间的尖形坝或椭圆形坝；背水面坝紧邻道路。由于实施上述技术方案，本申请通过在迎水面设计尖形坝，应对水流对防护结构产生冲击力较大、淘蚀破坏力强的情形，通过在迎水面设计椭圆形坝，应对水流流速缓、坡降小的山前冲积扇情形，对水流起到束流作用；通过直墙段将水流直接引至桥梁涵洞；本申请从水力学分流束流理论考虑导流坝的位置规划和搭配，有效避免强水流造成的公路路基水毁破坏损失，并保证道路工程安全畅通，节约工程费用和维护费用。

Highway water-damaged diversion dam based on shunt beam theory

The present application relates to a highway water-damaged diversion dam, in particular to a highway water-damaged diversion dam based on the theory of diversion beam flow; it includes a water-facing dam, a dam crest and a back-water dam connected in sequence; a water-facing dam includes a straight wall section connected with a bridge culvert on both sides of the bottom, a cusp dam or an elliptical dam connected between two straight walls; and a back-water dam adjacent to a road. As a result of the implementation of the above-mentioned technical scheme, this application is to design a spike dam on the water front to deal with the situation that the flow has a greater impact on the protective structure and strong erosion destructive force, and to design an elliptic dam on the water front to deal with the situation that the flow velocity is slow and the slope is small, so as to act as a beam for the flow; to direct the flow to the bridge culvert through the straight wall section; Considering the location planning and collocation of diversion dams from the hydraulic diversion beam theory, it can effectively avoid the damage of highway roadbed caused by strong current, ensure the safety and unimpeded of road engineering, save engineering costs and maintenance costs.

【技术实现步骤摘要】
基于分流束流理论的公路水毁导流坝
本申请涉及一种公路水毁导流坝，尤其涉及一种基于分流束流理论的公路水毁导流坝。
技术介绍
公路水毁灾害分布广泛，危害严重，除直接冲毁路基和桥涵等建筑物外，还能诱发路基悬空、挡墙变形和路面开裂等次生灾害，从而造成断道和堵车，严重影响和危害交通运输的运营，甚至直接威胁生命财产的安全。2009年3月中旬北疆地区相继发生融雪性洪水灾害，其中阿勒腾也木勒乡受灾最为严重，农田被淹、民房和道路被水冲毁，1人死亡，1人失踪，经济损失严重。近年随着我国西部大开发的深入和国家“一带一路”战略的提出，公路建设将迎来新一轮的大发展，而公路水毁的工程治理需求也将越来越旺盛且非常急需；在跨越山前戈壁、荒漠等地理环境时，公路、铁路等交通运输工程往往不可避免地需要与河流、溪流等水道进行交叉，由于水流水势及流速等影响，路基往往需要做结构防护以防水流的淘蚀破坏，在以往应用中导流坝的运用广泛，未来的公路跨越河道水毁防治过程中的作用会越发显著。山前河流具有地势落差大、极大冲击破坏力和水流量大等特点，现有导流坝无法应用于各种复杂环境下的水流；存在着路基水毁治理不当而造成的公路安全和通畅方面的问题。
技术实现思路
本申请的目的在于提出一种实现对山前水流引导，控制水流的分流束流且减小其冲击破坏力，降低路基水毁风险，保障公路安全畅通的基于分流束流理论的公路水毁导流坝。本申请是这样实现的：基于分流束流理论的公路水毁导流坝，其包括顺次固定相连的迎水面坝、坝顶和背水面坝；迎水面坝包括底部两侧分别与桥梁涵洞相连的直墙段、连接在两直墙段间的尖形坝或椭圆形坝；背水面坝紧邻道路。进一步的，迎水面坝分为地表部分和地下部分，地下部分的末端连接有混凝土基础。进一步的，混凝土基础呈直角梯形，斜腰面向水流方向，地下部分的末端连接在直角腰的上部。进一步的，迎水面坝下顺次设有预制板层和砂砾垫层。进一步的，迎水面坝上间隔设有伸缩缝并在伸缩缝中设有填充物。进一步的，直墙段与道路夹角为40°至50°，优选为45°。进一步的，直墙段的底部连接有水平引流段，水平引流段固定连接在桥梁涵洞的锥坡上。由于实施上述技术方案，本申请通过在迎水面设计尖形坝，应对水流对防护结构产生冲击力较大、淘蚀破坏力强的情形，通过在迎水面设计椭圆形坝，应对水流流速缓、坡降小的山前冲积扇情形，对水流起到束流作用；通过直墙段将水流直接引至桥梁涵洞；本申请从水力学分流束流理论考虑导流坝的位置规划和搭配，有效避免强水流造成的公路路基水毁破坏损失，并保证道路工程安全畅通，节约工程费用和维护费用。附图说明本申请的具体结构由以下的附图和实施例给出：图1是本申请的构造示意图；图2是本申请实施例1和实施例2中与桥梁涵洞相连部分的结构示意图；图3是本申请实施例1的结构示意图；图4是本申请实施例2的结构示意图。图例：1.坝顶，2.背水面坝，3.直墙段，4.尖形坝，5.椭圆形坝，6.地表部分，7.地下部分，8.混凝土基础，9.预制板层，10.砂砾垫层，11.伸缩缝，12.水平引流段，13.锥坡。具体实施方式本申请不受下述实施例的限制，可根据本申请的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。如图1所示，基于分流束流理论的公路水毁导流坝包括顺次固定相连的迎水面坝、坝顶1和背水面坝2；迎水面坝包括底部两侧分别与桥梁涵洞相连的直墙段3、连接在两直墙段3间的尖形坝4或椭圆形坝5；背水面坝2紧邻道路。迎水面坝分为地表部分6和地下部分7，地下部分7的末端连接有混凝土基础8。混凝土基础8呈直角梯形，斜腰面向水流方向，地下部分7的末端连接在直角腰的上部。迎水面坝下顺次设有预制板层9和砂砾垫层10。迎水面坝上间隔设有伸缩缝11并在伸缩缝11中设有填充物。直墙段3与道路夹角为40°至50°，优选为45°。直墙段3的底部连接有水平引流段12，水平引流段12固定连接在桥梁涵洞的锥坡13上。利用山前河流各项基本特性的基础，通过对不同山前河流水流量、水流流速和河道坡降等临界条件进行假定，选择相对应合适的防护类型和组合形式。对于水流流速缓、坡降小的山前冲积扇，河道水流量较小、水位低，可采用防护距离较大的椭圆形导流坝进行水流分束流引导和防护，即指直墙段3间连接椭圆形坝5，坝的跨度大；可对水流起到束流作用。对于冲积扇水流流速快、坡降大，对于山前河流能对防护结构产生较大冲击力、强的淘蚀破坏力，可采用防护距离短保护位置集中的尖形导流坝，即指直墙段3间连接尖形坝4，坝的跨度小；可对水流起到分流作用。两种类型的坝的坝脚位置均同桥梁涵洞的锥坡13或者八字墙等结构顺接，可对公路、铁路等交通线路的路基起到冲刷保护作用。坝顶1宽度可取2-2.5m；坝身左右两侧坡降均为1：1:1至1：1:2；预制板层9为混凝土预制板，厚度为0.1-0.15m；砂砾垫层10厚度为0.1-0.15m。本申请总高度为2.5-3.5m，地表部分6高度为1-1.5m，地下部分7与混凝土基础8总高为1.5-2m。本申请充分利用两种样式的导流坝分别适应不同水流特性的优势，从水力学分流束流理论考虑导流坝的位置规划和搭配，有效避免强水流造成的公路路基水毁破坏损失，并保证道路工程安全畅通，节约工程费用和维护费用；冲刷防护效果更为显著、稳定型更有保障，并节省不必要工程开支，既满足季节性河流水流旺季的巨大冲刷防护，也保证枯水季对河道水流的汇流约束，更是保障了交通运输道路的安全畅通。实施例1，如图1、2、3所示，针对山前冲积扇河流纵比降为30‰左右，水流深度在1.5m以上，水流湍急，流速大于3m/s。采用导流坝形式进行水流冲刷防护，针对资料推荐采用尖型导流坝，可减少水流冲刷破坏作用。在山前河流跨越公路路基处，修建尖形导流坝。导流坝的坝脚接公路桥涵锥坡13，使水流无法直接冲蚀公路路基；导流坝总高度为3.5m，地表部分6高为1.5m，地下部分7和混凝土基础8总高为2m，混凝土基础8上底为0.5m、下底为0.7m、高度为0.6m，在迎水面的斜腰侧设有3:1的坡度比降。坝顶1宽度为2.5m，砂砾垫层10后厚为0.1m，再铺设M10沙浆砌筑C30的混凝土预制板厚为0.1m。导流坝坝身两侧坡降均为1:1.5。水平引流段12为5m，直墙段3同道路夹角α为45°，直墙段3长45m，坝体总跨度为100m，尖型导流坝端部最大半径R1为6.3m。实施例二，如图1、2、4所示。针对山前冲积扇河流纵比降为10‰左右，水流深度在1m以下，水流平缓，季节性枯水明显，流速为2-3m/s。采用椭圆形导流坝，对水流进行大面积汇集，从而通过公路桥涵。与实施例1的不同尺寸在于：直墙段3长15m，坝体总跨度为300m，尖型导流坝端部最大半径R1为51.1m。以上技术特征构成了本申请的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要技术特征，来满足不同情况的需要。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分流束流理论的公路水毁导流坝，其特征在于：包括顺次固定相连的迎水面坝、坝顶和背水面坝；迎水面坝包括底部两侧分别与桥梁涵洞相连的直墙段、连接在两直墙段间的尖形坝或椭圆形坝；背水面坝紧邻道路。

【技术特征摘要】
1.一种基于分流束流理论的公路水毁导流坝，其特征在于：包括顺次固定相连的迎水面坝、坝顶和背水面坝；迎水面坝包括底部两侧分别与桥梁涵洞相连的直墙段、连接在两直墙段间的尖形坝或椭圆形坝；背水面坝紧邻道路。2.根据权利要求1所述的基于分流束流理论的公路水毁导流坝，其特征在于：迎水面坝分为地表部分和地下部分，地下部分的末端连接有混凝土基础。3.根据权利要求2所述的基于分流束流理论的公路水毁导流坝，其特征在于：混凝土基础呈直角梯形，斜腰面向水流方向，地下部分的末端连接在直角腰的上部。4.根据权利要求1或2或3所述的基于分流束流理论的公路水毁导流坝，其特征在于：迎水面坝下顺次设有预制板层和砂砾垫层。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏学利，陈宝成，罗文功，杨新龙，李宾，陈瑞考，赵怀义，乔国文，杨栓成，
申请(专利权)人：新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，
类型：新型
国别省市：新疆,65