台阶式溢流坝制造技术

本发明专利技术公开了一种台阶式溢流坝，所述溢流坝的下游设置有过渡台阶和消能台阶，所述消能台阶的外包线与溢流坝的下游堰面曲线相切，所述过渡台阶位于消能台阶外包线与所述下游堰面曲线的切点以上，且过渡台阶的外包线与溢流坝的下游堰面曲线重合，过渡台阶的内包线为消能台阶水平段和竖直段的中点连线延长线。本发明专利技术结构简单，施工方便，其在堰面曲线的末端和常规台阶之间设置过渡台阶，使初始下泄水流流态平稳，台阶水平段上无水跃产生，防止了水花外溅，在一定程度上减轻了高速水流对台阶的破坏；跌落后的水流保持急流状态滑过阶梯外缘下泄，且掺气较好，使台阶的消能效果得到了相应提高。提高。提高。

【技术实现步骤摘要】
台阶式溢流坝


[0001]本专利技术涉及溢流坝施工
，尤其是涉及一种台阶式溢流坝。

技术介绍

[0002]台阶式溢流坝，能适应碾压混凝土快速施工和大面积通仓浇筑的需要，将下游溢流面做成台阶面并在施工中一次成型，形成永久过流结构。台阶式溢流坝由于其下游坝面台阶的存在, 使下泄水流在台阶之间形成绕水平轴旋滚, 并与坝面主流发生强烈的掺混作用,消散了部分能量, 大大减小了下泄水流的能量,可显著提高坝面的消能效果, 对坝高较低、下泄单宽流量较小的工程尤其适宜。但是此种布置方式在最开始的几级台阶处容易形成水溅，进而影响着下泄水流流态和台阶的效能率。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供一种台阶式溢流坝，具体可采取如下技术方案：本专利技术所述的台阶式溢流坝，所述溢流坝的下游设置有过渡台阶和消能台阶，所述消能台阶的外包线与溢流坝的下游堰面曲线相切，所述过渡台阶位于消能台阶外包线与所述下游堰面曲线的切点以上，且过渡台阶的外包线与溢流坝的下游堰面曲线重合，过渡台阶的内包线为消能台阶水平段和竖直段的中点连线延长线。
[0004]所述消能台阶的竖直段高度为0.9～1.2m。
[0005]所述过渡台阶的数量为3
‑
8级，所述消能台阶的数量为2
‑
5级。
[0006]本专利技术提供的台阶式溢流坝，结构简单，施工方便，其在堰面曲线的末端和常规台阶之间设置过渡台阶，使初始下泄水流流态平稳，台阶水平段上无水跃产生，防止了水花外溅，在一定程度上减轻了高速水流对台阶的破坏；跌落后的水流保持急流状态滑过阶梯外缘下泄，且掺气较好，使台阶的消能效果得到了相应提高。
附图说明
[0007]图1是本专利技术的结构示意图。
具体实施方式
[0008]下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的设计过程，但本专利技术的保护范围不限于下述实施例。
[0009]如图1所示，本专利技术所述的台阶式溢流坝，其下游设置有过渡台阶1和消能台阶2，其中，消能台阶2为均匀等高台阶，其外包线K1与溢流坝的下游堰面曲线K2相切，过渡台阶1位于消能台阶2外包线K1与下游堰面曲线K2的切点以上，且过渡台阶1的外包线K3与溢流坝的下游堰面曲线K2重合，过渡台阶1的内包线K4为消能台阶2水平段和竖直段的中点连线K5延长线。
[0010]通常情况下，消能台阶2数量由堰面曲线与坝体下游斜坡切点（即图1中的点D）、和下游护坦之间的高差除以每级消能台阶2的竖直段高度设计值所得；每级消能台阶2的竖直段高度与碾压混凝土的层厚相当，一般为0.9～1.2m。本实施例中消能台阶2为两级。
[0011]过渡台阶1的数量和竖直高度满足特征库水位（m）～下泄流量Q（m3/s）关系及综合流量系数，综合流量系数m（考虑侧收缩系数、淹没系数）用实测流量、水位值按下列公式计算：式中：Q——实测流量，m3/s；B——溢流净宽，m；H0——计入行进流速的堰上总水头，m。
[0012]本实施例中过渡台阶1为五级，且每级过渡台阶1的竖直段高度沿下游堰面曲线K2向上依次递减。
[0013]在具体实施时，上述过渡台阶1和消能台阶2的数量、高度会根据水力学模型实测消能率进行适应性调整，以达到最佳消能效果。
[0014]本专利技术中溢流坝堰顶处和台阶末端的断面能量和消能率采用下式计算：本专利技术中溢流坝堰顶处和台阶末端的断面能量和消能率采用下式计算：本专利技术中溢流坝堰顶处和台阶末端的断面能量和消能率采用下式计算：式中，E1为以溢流坝段下游护坦为基准面的上游水流总能量；E2为溢流坝段台阶末端水流断面的能量。
[0015]水流在消能过程中，经台阶消能工分散消能作用加强了对水流的旋滚破碎，而增加过渡台阶1后，直接影响了水流流态，掺气状况得以改善，下泄水流更为平顺，且下泄水流到达消能台阶2的水平段上无水跃产生，防止了水花外溅，减轻了水流对台阶的破坏，且与现有常规技术相比，增加过渡台阶1的台阶式溢流坝消能效果得到了有效提升。
[0016]需要说明的是，在本专利技术的描述中，诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种台阶式溢流坝，其特征在于：所述溢流坝的下游设置有过渡台阶和消能台阶，所述消能台阶的外包线与溢流坝的下游堰面曲线相切，所述过渡台阶位于消能台阶外包线与所述下游堰面曲线的切点以上，且过渡台阶的外包线与溢流坝的下游堰面曲线重合，过渡台阶的内包线为消能台阶水平段和竖直段的中点连线...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢遵党，姚帅强，
申请(专利权)人：黄河勘测规划设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：