寒区输水明渠冬季防冰通航结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种寒区输水明渠冬季防冰通航结构，包括弧形桁架、塑料膜、发电膜；所述弧形桁架布置于渠道上方，所述弧形桁架的两端固定在所述渠道两岸上，中部跨越整个所述渠道；所述弧形桁架的顶部根据所述渠道走向设置太阳不可照射的阴面和太阳可照射的阳面，所述阴面铺设具有保暖、透光效果的塑料膜，所述阳面铺设具有发电能力和透光能力的发电膜。本实用新型专利技术可自供给能源，有效保证冬季渠道内水体不发生结冰，保证通航需求与输水量需求。

Anti-icing Navigation Structure of Open Channel for Water Conveyance in Cold Area in Winter

【技术实现步骤摘要】
寒区输水明渠冬季防冰通航结构
本技术涉及水利与通航建筑结构领域，特别涉及一种可实现明渠冬季防冰通航的结构。
技术介绍
调水工程与通航工程是我国国民经济的重要工程。近年来，随着区域经济发展与沟通需求不断增多，大型人工渠道正在不断修建，而其中的一些渠道还包含了重要的通航工程。我国幅员辽阔，通常的调水或通航工程会穿越多个区域，各区域之间的气候有较大差异，这使得调水或通航渠道在不同区域具备不同的功能以适应当地气候。需要指出的是，我国北方地区需水量较大，但冬天寒冷，若不采取任何措施则一般的渠道会结冰，这会造成几方面的弊端。首先，渠道的结冰会影响河流的过流面积，使得渠道输水流量减小，降低渠道输水功能。其次，渠道的结冰会对渠道结构产生较大的冰压力，而春季冰化则会对渠道边壁产生撞击力，这会对渠道的长久使用造成影响，严重时使得渠道失去输水能力。再次，对于具备通航能力的渠道，若渠道结冰则船只无法通航，降低渠道的物流能力，影响区域间的物流交通。对于上述问题，需提出一种有效的供热与恒温措施，但若采用布设加热管道的方式，不仅建设成本、维护费用高，且热能还需外界供应，并不经济。对此，工程界目前还未提出合理的解决措施，从而极大制约了寒区大型渠道的修建能力。为此，有必要提出一种针对具备通航能力的寒区输水明渠结构，该结构可自供给能源，有效保证渠道内水体不发生结冰，解决输水与通航的需求。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种寒区输水明渠冬季防冰通航结构，该结构可自供给能源，有效保证冬季渠道内水体不发生结冰，保证通航需求与输水量需求。本技术所采用的技术方案是：一种寒区输水明渠冬季防冰通航结构，包括弧形桁架、塑料膜、发电膜；所述弧形桁架布置于渠道上方，所述弧形桁架的两端固定在所述渠道两岸上，中部跨越整个所述渠道；所述弧形桁架的顶部根据所述渠道走向设置太阳不可照射的阴面和太阳可照射的阳面，所述阴面铺设具有保暖、透光效果的塑料膜，所述阳面铺设具有发电能力和透光能力的发电膜。进一步的，所述渠道两岸岸边上设置有桁架基础，所述弧形桁架的两端固定于所述桁架基础上。其中，所述桁架基础的深度、宽度根据所述弧形桁架的尺寸与载重进行确定。进一步的，所述弧形桁架的尺寸、杆件数量、布设形式根据渠道尺寸、通航需求及环境条件进行设定。进一步的，所述弧形桁架设置有若干个，沿水流方向布置，布置数量根据通航需求、交通建筑需求及工程造价进行确定。进一步的，对于跨度大、净空要求大、具有双向通航要求的渠道，为保证所述弧形桁架的稳定性，所述弧形桁架的中部设置有立柱。其中，所述立柱的底部通过立柱基础固定于所述渠道底部。其中，所述立柱沿水流方向布置，所述立柱的尺寸、布置个数、间距根据承载能力进行设定。进一步的，所述阴面和所述阳面的交界处设置有挂置点，所述塑料膜和所述发电膜固定于所述挂置点上。本技术的有益效果是：本技术寒区输水明渠冬季防冰通航结构为非开放式明渠，确保冬季渠道内水体不发生结冰，保证输水能力与通航能力。结构采用弧形桁架跨越渠道并配合设置塑料膜与发电膜，将开放式输水明渠进行密封，切断了与外界的空气交换，使得渠内水体上部的气温大于外界气温，从而实现渠道内水体在冬季不结冰，从而保证渠道的通航需求。此外，该结构根据太阳的照射角度铺设普通塑料膜与发电膜，且根据渠道的走向、渠道的尺寸以及季节的变化调整膜的覆盖范围，保证了夏季渠内环境的通风(避免过热现象)，且确保冬季渠内气温恒定所需的能量来源，形成了自供给能量系统。此外，该结构设计简单，施工便捷，可采用装配式结构与施工方法，易于实现，具有良好的运用前景。附图说明图1为寒区输水明渠冬季防冰通航结构剖立面图(冰冻季节)；图2为寒区输水明渠冬季防冰通航结构剖立面图(炎热季节)；图3为寒区输水明渠冬季防冰通航结构俯视图；图4为寒区输水明渠冬季防冰通航结构顶部布置图(南北流向河道)；图5为寒区输水明渠冬季防冰通航结构顶部布置图(东西流向河道)。附图标注：1、桁架基础；2、弧形桁架；3、立柱基础；4、立柱；5、挂置点；6、塑料膜；7、发电膜；8、渠道。具体实施方式为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：如附图1至图5所示，一种寒区输水明渠冬季防冰通航结构，包括桁架基础1、弧形桁架2、立柱基础3、立柱4、挂置点5、塑料膜6、发电膜7。其中，所述桁架基础1设置在渠道8两岸岸边，其深度、宽度根据所述弧形桁架2的尺寸与载重进行确定，本实施例中，所述桁架基础1深度5m、宽度8m。所述弧形桁架2布置于渠道8上方，所述弧形桁架2的两端固定于所述桁架基础1上，中部跨越整个所述渠道8；所述弧形桁架2的尺寸、杆件数量、布设形式根据渠道8尺寸、通航需求及环境条件进行设定，本实施例中，所述弧形桁架2跨度200m、高度50m，剖面上由32根连接杆组成；此外，所述弧形桁架2可设置有若干个，沿水流方向布置，布置数量根据通航需求、跨渠桥梁等其他交通建筑需求及工程造价进行确定。对于跨度大、净空要求大、具有双向通航要求的渠道8，为保证所述弧形桁架2的稳定性，需在所述弧形桁架2的中部设置立柱4，所述立柱4的底部通过立柱基础3固定于所述渠道8底部；所述立柱4沿水流方向布置，所述立柱4的尺寸、布置个数、间距根据承载能力进行设定，本实施例中，所述立柱4的截面直径1.5m、间距100m。所述弧形桁架2的顶部根据所述渠道8走向设置阴面和阳面，所述阳面即太阳可照射面，所述阴面为太阳不可照射面；所述阴面和所述阳面的交界处设置有挂置点5；所述阴面铺设普通塑料膜6，具有一定保暖、透光效果即可，所述阳面铺设发电膜7，具有发电能力与透光能力；所述塑料膜6和所述发电膜7固定于所述挂置点5上。夏季通航时，由于温度较高，可将塑料膜6与发电膜7均拆下，或只保留发电膜7，用于通航设施供电，此时航道内空气与外界空气交换，具有良好通风与温度条件；冬季通航时，将塑料膜6与发电膜7安装铺设，保证外界寒冷空气不进入渠道8内，同时发电膜7电能可为渠道8内空气供暖，保证渠道8水体不发生结冰，从而有效保证冬季防冰与通航效果。本实施例中，渠道8宽度200m，水深30m。尽管上面结合附图对本技术的优选实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种寒区输水明渠冬季防冰通航结构，其特征在于，包括弧形桁架、塑料膜、发电膜；所述弧形桁架布置于渠道上方，所述弧形桁架的两端固定在所述渠道两岸上，中部跨越整个所述渠道；所述弧形桁架的顶部根据所述渠道走向设置太阳不可照射的阴面和太阳可照射的阳面，所述阴面铺设具有保暖、透光效果的塑料膜，所述阳面铺设具有发电能力和透光能力的发电膜。

【技术特征摘要】
1.一种寒区输水明渠冬季防冰通航结构，其特征在于，包括弧形桁架、塑料膜、发电膜；所述弧形桁架布置于渠道上方，所述弧形桁架的两端固定在所述渠道两岸上，中部跨越整个所述渠道；所述弧形桁架的顶部根据所述渠道走向设置太阳不可照射的阴面和太阳可照射的阳面，所述阴面铺设具有保暖、透光效果的塑料膜，所述阳面铺设具有发电能力和透光能力的发电膜。2.根据权利要求1所述的一种寒区输水明渠冬季防冰通航结构，其特征在于，所述渠道两岸岸边上设置有桁架基础，所述弧形桁架的两端固定于所述桁架基础上。3.根据权利要求2所述的一种寒区输水明渠冬季防冰通航结构，其特征在于，所述桁架基础的深度、宽度根据所述弧形桁架的尺寸与载重进行确定。4.根据权利要求1所述的一种寒区输水明渠冬季防冰通航结构，其特征在于，所述弧形桁架的尺寸、杆件数量、布设形式根据渠道尺寸、通航需求及环境条件进行设定。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，练继建，赵勇，燕翔，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津,12