一种阻尼耗能式泥石流格栅坝及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种阻尼耗能式泥石流格栅坝及其施工方法，目的在于具有更强抗冲击能力，结构安全可靠，构件截面尺寸小，便于安装拆卸，节约成本，阻尼耗能式泥石流格栅坝包括间隔且相对设置的迎流面格栅结构和背流面框架结构，以及设置于所述迎流面格栅结构和所述背流面框架结构之间的阻尼组件，所述阻尼组件包括第一阻尼器和第二阻尼器，所述第一阻尼器水平设置，所述第一阻尼器的两端分别连接所述迎流面格栅结构和所述背流面框架结构，所述第二阻尼器倾斜设置，所述第二阻尼器的两端分别连接所述迎流面格栅结构和所述背流面框架结构。

A kind of debris flow grid dam with damping and energy dissipation and its construction method

【技术实现步骤摘要】
一种阻尼耗能式泥石流格栅坝及其施工方法
本专利技术涉及泥石流防治工程领域，具体涉及一种阻尼耗能式泥石流格栅坝及其施工方法。
技术介绍
泥石流发生时携带有大量的泥沙块石等固体物质，其体积含量可达13％-80％左右，损坏性极大。而格栅坝能拦蓄泥石流中的大部分较大固体物质，排走泥沙、细砾和流体中的自由水，达到水石分离的效果，减少泥石流的密度、流量和规模，降低下游遭受泥石流危害的程度。故格栅坝在泥石流防治工程中得到广泛应用。目前，传统格栅坝存在的主要问题有：(1)泥石流设计流速按平均流速考虑，未体现其在演进过程中呈现的“舌状体”流速中间大两侧小，以及“龙头”由上向下翻落出现的表层流速大于底层流速的这种空间分布特点；(2)抵御泥石流冲击时通过结构本身耗能，即由构件材料弹塑性转换或损坏来消耗泥石流冲击能量，需要增强结构自身强度、刚度和延性的方法保证其安全，结构构件截面尺寸大，浪费严重；(3)复杂的山区地形使施工现场受限严重，材料运输困难，施工工期长和施工难度大的问题突出。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种阻尼耗能式泥石流格栅坝及其施工方法，抗冲击能力强，结构安全可靠，构件截面尺寸小，便于安装拆卸，节约成本。为了实现以上目的，本专利技术一方面提供了一种阻尼耗能式泥石流格栅坝，包括间隔且相对设置的迎流面格栅结构和背流面框架结构，以及设置于所述迎流面格栅结构和所述背流面框架结构之间的阻尼组件，所述阻尼组件包括第一阻尼器和第二阻尼器，所述第一阻尼器水平设置，所述第一阻尼器的两端分别连接所述迎流面格栅结构和所述背流面框架结构，所述第二阻尼器倾斜设置，所述第二阻尼器的两端分别连接所述迎流面格栅结构和所述背流面框架结构。进一步地，所述阻尼组件包括至少两个所述第一阻尼器和至少一个所述第二阻尼器，至少两个所述第一阻尼器沿上下方向间隔布置，且最上方的所述第一阻尼器连接于所述迎流面格栅结构和所述背流面框架结构靠近顶部的位置，最下方的所述第一阻尼器连接于所述迎流面格栅结构和所述背流面框架结构靠近底部的位置；所述第二阻尼器的一端连接所述迎流面格栅结构的靠近顶部的位置，所述第二阻尼器的另一端连接所述背流面框架结构靠近底部的位置。进一步地，包括多个所述阻尼组件，多个所述阻尼组件沿左右方向间隔布置。进一步地，所述迎流面格栅结构包括多个立柱和多个横梁，所述立柱的长度沿上下方向延伸，且多个所述立柱沿左右方向间隔设置，所述横梁的长度沿左右方向延伸，且多个所述横梁沿上下间隔设置于多个所述立柱，所述横梁与所述立柱可拆卸地固定连接。进一步地，所述立柱沿上下方向间隔设置有多个开口，且最下方的所述开口距离所述立柱的底部设定距离，所述横梁插接于所述开口。进一步地，所述立柱还设有多个垫板，多个所述垫板与多个所述开口一一对应设置，且所述垫板与对应的所述开口相对，所述横梁与对应的所述垫板可拆卸地固定连接。进一步地，所述背流面框架结构也包括多个所述立柱和多个所述横梁，所述背流面框架结构与所述迎流面格栅结构中心相对设置，且所述背流面框架结构的所述立柱与所述迎流面格栅结构的所述立柱相对设置，所述阻尼组件连接于所述背流面框架结构和所述迎流面格栅结构的相对所述立柱之间。进一步地，所述迎流面格栅结构的左右两端的所述立柱的底部向下延伸第一设定长度，所述迎流面格栅结构的左右两端之间的所述立柱的底部向下延伸第二设定长度，且所述第一设定长度大于所述第二设定长度。进一步地，相邻的两个所述横梁之间设置有多个竖杆，多个所述竖杆沿左右方向间隔设置，所述竖杆的长度沿上下方向延伸，所述竖杆与所述横梁可拆卸地固定连接。本专利技术还提供了一种阻尼耗能式泥石流格栅坝的施工方法，包括以下步骤：1)将所述迎流面格栅结构和所述背流面框架结构的构件底部插入坝址所在场地的地面并填埋进行组装，控制所述迎流面格栅结构和所述背流面框架结构之间距离为1000mm～5000mm，且所述迎流面格栅结构的左右两端的底部埋入土中1000mm～5000mm，所述迎流面格栅结构的左右两端之间的底部埋入土中1000mm～3000mm，且左右两端的底部埋入土中的长度大于左右两端之间的底部埋入土中的长度，所述背流面框架结构的底部埋入土中1000mm～5000mm，且所述背流面框架结构的底部埋入土中的长度与所述迎流面格栅结构的左右两端的底部埋入土中的长度相适配；2)将所述阻尼组件连接于所述迎流面格栅结构和所述背流面框架结构之间，所述第一阻尼器水平设置，所述第二阻尼器倾斜设置。与现有技术相比，本专利技术在迎流面格栅结构和背流面框架结构之间连接阻尼组件，迎流面格栅结构作为迎流面阻抗泥石流，背流面框架结构作为稳定支撑，在泥石流冲击迎流面格栅结构时会使迎流面格栅结构发生位移，从而挤压阻尼组件，利用阻尼组件产生阻尼予以缓冲，从而能够消耗泥石流能量，避免结构遭到损坏，另外，阻尼组件包括水平设置的第一阻尼器和倾斜设置的第二阻尼器，利用第一阻尼器对泥石流的进行正面阻尼耗能，考虑到泥石流流速在空间分布不均匀的特点，利用第二阻尼器一方面阻尼耗能，另一方面限制了迎流面格栅结构的上下部位的位移差，从根本上改善了传统拦挡坝的抗冲击性能，实现主动耗能，本专利技术考虑了泥石流流速在空间分布不均匀的特点，对结构的抗冲击性能进行了整体优化和局部加强，抗冲击能力强，结构安全可靠，使结构构件截面尺寸大大减小，节约成本。进一步地，阻尼组件包括至少两个沿上下方向间隔布置的第一阻尼器，从而能够沿上下方向全面的对泥石流进行阻尼耗能，避免对结构造成损坏，且考虑到泥石流流速在上方的冲击能量较高，使第二阻尼器的一端连接迎流面格栅结构的靠近顶部的位置，第二阻尼器的另一端连接背流面框架结构靠近底部的位置，加强泥石流在上方的阻尼耗能，更加提高了抗冲击性能。另外，可以沿左右方向间隔布置多个阻尼组件，以更加提高抗冲击性能，提高阻尼耗能效率。进一步地，迎流面格栅结构和背流面框架结构均采用立柱和横梁构成的框架结构，便于组装拆卸，且利用立柱设置开口，横梁插接于开口，能够增强横梁和立柱的连接稳固性，另外在与开口相对的位置设置垫板，横梁与垫板可拆卸地固定连接，利用垫板增强立柱在开口处的刚性，进一步提高结构的稳固性。进一步地，迎流面格栅结构的左右两端的立柱的底部向下延伸第一设定长度，左右两端之间的立柱的底部向下延伸第二设定长度，且第一设定长度大于第二设定长度，即左右两端的立柱的埋土长度大于左右两端之间的立柱的埋土长度，这样考虑到泥石流流速空间分布不均匀的特点，泥石流发生时，迎流面格栅结构的中间部位会受到更大的冲击力，以使迎流面格栅结构的中间部位能够产生更大的位移，利用阻尼组件消耗大部分泥石流能量，避免结构遭到损坏。进一步地，相邻的两个横梁之间设置有多个竖杆，利用竖杆进一步增强整个结构的稳固性，避免在泥石流冲击时结构遭到损坏。本专利技术充分考虑到泥石流流速空间分布不均匀的特点，以使本专利技术能够具有更高的抗冲击能力和结构安全性，且施工操作简便快捷。附图说明图1是本专利技术实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻尼耗能式泥石流格栅坝，其特征在于，包括间隔且相对设置的迎流面格栅结构(1)和背流面框架结构(2)，以及设置于所述迎流面格栅结构(1)和所述背流面框架结构(2)之间的阻尼组件(3)，所述阻尼组件(3)包括第一阻尼器(31)和第二阻尼器(32)，所述第一阻尼器(31)水平设置，所述第一阻尼器(31)的两端分别连接所述迎流面格栅结构(1)和所述背流面框架结构(2)，所述第二阻尼器(32)倾斜设置，所述第二阻尼器(32)的两端分别连接所述迎流面格栅结构(1)和所述背流面框架结构(2)。/n

【技术特征摘要】
1.一种阻尼耗能式泥石流格栅坝，其特征在于，包括间隔且相对设置的迎流面格栅结构(1)和背流面框架结构(2)，以及设置于所述迎流面格栅结构(1)和所述背流面框架结构(2)之间的阻尼组件(3)，所述阻尼组件(3)包括第一阻尼器(31)和第二阻尼器(32)，所述第一阻尼器(31)水平设置，所述第一阻尼器(31)的两端分别连接所述迎流面格栅结构(1)和所述背流面框架结构(2)，所述第二阻尼器(32)倾斜设置，所述第二阻尼器(32)的两端分别连接所述迎流面格栅结构(1)和所述背流面框架结构(2)。


2.根据权利要求1所述的一种阻尼耗能式泥石流格栅坝，其特征在于，所述阻尼组件(3)包括至少两个所述第一阻尼器(31)和至少一个所述第二阻尼器(32)，至少两个所述第一阻尼器(31)沿上下方向间隔布置，且最上方的所述第一阻尼器(31)连接于所述迎流面格栅结构(1)和所述背流面框架结构(2)靠近顶部的位置，最下方的所述第一阻尼器(31)连接于所述迎流面格栅结构(1)和所述背流面框架结构(2)靠近底部的位置；所述第二阻尼器(32)的一端连接所述迎流面格栅结构(1)的靠近顶部的位置，所述第二阻尼器(32)的另一端连接所述背流面框架结构(2)靠近底部的位置。


3.根据权利要求1或2所述的一种阻尼耗能式泥石流格栅坝，其特征在于，包括多个所述阻尼组件(3)，多个所述阻尼组件(3)沿左右方向间隔布置。


4.根据权利要求1所述的一种阻尼耗能式泥石流格栅坝，其特征在于，所述迎流面格栅结构(1)包括多个立柱(4)和多个横梁(5)，所述立柱(4)的长度沿上下方向延伸，且多个所述立柱(4)沿左右方向间隔设置，所述横梁(5)的长度沿左右方向延伸，且多个所述横梁(5)沿上下间隔设置于多个所述立柱(4)，所述横梁(5)与所述立柱(4)可拆卸地固定连接。


5.根据权利要求4所述的一种阻尼耗能式泥石流格栅坝，其特征在于，所述立柱(4)沿上下方向间隔设置有多个开口(41)，且最下方的所述开口(41)距离所述立柱(4)的底部设定距离，所述横梁(5)插接于所述开口(41)。


6.根据权利要求5所述的一种阻尼耗能式泥石流格栅坝，其特征在于，所述立柱(4)还设有多个垫板(42)，多个所述垫板(42)与多个所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永胜，吕宝宏，王彦兵，董旭光，张世径，汪文哲，马强，丁宏伟，张国申，张哓斌，刘建设，朱浩，祝佳，张岩鉴，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62