CN107288104A - 一种摇篮式挡水坝结构 - Google Patents

Abstract

本发明一种摇篮式挡水坝结构，它包括底板结构、闸墩结构、拱形挡水结构以及动力系统，闸墩结构布置在底板结构的两侧侧面上；底板结构由上游底板平直段、底板凹槽段以及下游底板平直段组成；所述的拱形挡水结构由弧形挡水体、支腿结构以及铰接结构组成；拱形挡水结构通过铰接结构与闸墩结构连接；动力设备通过传动结构与弧形挡水体上端连接，拱形挡水结构通过动力系统的牵引调节作用绕铰接结构转动，进而形成挡水和通畅泄水工作状态。本发明具有结构简单实用、造价低廉、施工期短、管理维修方便等优点，行洪期可将弧形挡水体隐藏于底板凹槽内进行无障碍行洪，不阻水，可用于城市园林美化，在海绵城市工程中具有广泛的应用前景。

Description

一种摇篮式挡水坝结构

技术领域

本发明涉及一种挡水坝结构，具体涉及一种摇篮式挡水坝结构。

背景技术

挡水坝是修建在河道和渠道上利用挡水体控制流量和调节水位的低水头水工建筑物。关闭挡水体可以拦洪、挡潮或抬高上游水位，以满足灌溉、发电、航运、水产、环保、工业和生活用水等需要；开启挡水体，可以宣泄洪水、涝水、弃水或废水，也可对下游河道或渠道供水。在水利工程中，挡水坝作为挡水、泄水或取水的建筑物，应用广泛。

目前，随着“海绵城市”理念的提出，以及大规模城市防洪建设、生态河道建设及滨水景观建设的快速发展，挡水坝的类型也越来越多，通常有一般重力式挡水堰、固定闸门的水闸结构、橡胶坝以及翻板闸门等，其中翻板闸门在目前生态河道的挡水坝工程建设中应用较多，翻板闸门是我国水利工程技术人员历经数十年的艰苦研究而研发出来并拥有完全自主知识产权的挡水结构，至今已有数种改动型，并应用于我国水利工程建设中。

但经过多年的实际经验认为，重力式挡水坝整体结构笨重且结构不可变动，洪水期阻水严重，反而对城市防洪不利，大量工程实践证明，以上几种挡水坝结构均存在一定缺点，如翻板闸门等存在造价高、运行中易卡轴、行洪期易出现故障不能正常泄洪、不利于管理运行控制等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种摇篮式挡水坝结构。

本发明采用的技术方案是：一种摇篮式挡水坝结构，其特征在于：它包括底板结构、闸墩结构、拱形挡水结构以及动力系统，闸墩结构布置在底板结构的两侧侧面上；所述的底板结构由上游底板平直段、底板凹槽段以及下游底板平直段组成；底板凹槽段的首端与上游底板平直段连接；底板凹槽段的末端与下游底板平直段连接；所述的拱形挡水结构由弧形挡水体、支腿结构以及铰接结构组成；弧形挡水体与支腿结构的首端连接；支腿结构的末端与铰接结构连接；所述的拱形挡水结构通过铰接结构与闸墩结构连接；所述的动力系统由动力设备和传动结构组成；动力设备通过传动结构与拱形挡水结构的弧形挡水体上端连接，拱形挡水结构通过动力系统的牵引调节作用绕铰接结构转动，进而形成挡水和通畅泄水。

所述的闸墩结构由闸墩主体、牛腿支墩、设备槽、检修门槽以及侧止水预埋件组成；牛腿支墩布置于闸墩主体内侧侧面上，设备槽布置于闸墩主体的顶面上；检修门槽布置于闸墩主体的上游内侧侧面上；侧止水预埋件布置于闸墩主体的内侧侧面上；所述的拱形挡水结构通过铰接结构与牛腿支墩连接；所述的拱形挡水结构的弧形挡水体的侧面与侧止水预埋件连接；所述的拱形挡水结构的弧形挡水体的底面与底板凹槽段上游侧的顶端连接；所述的动力设备布置于设备槽内。

所述的底板凹槽段由弧形凹槽、凹槽底止水预埋件以及冲淤踏步组成；凹槽底止水预埋件布置于弧形凹槽的上游侧顶端；冲淤踏步布置于弧形凹槽的下游内侧的凹槽中；所述的弧形挡水体由弧形挡水面板、主梁结构、次梁结构、底止水结构以及侧止水结构组成；弧形挡水面板布置于所述的弧形挡水体的上游外侧面上；次梁结构横向布置于弧形挡水面板的弧形内侧面上；主梁结构纵向布置于弧形挡水面板的弧形内侧面上，主梁结构与次梁结构交叉连接；主梁结构与所述的支腿结构的首端连接；所述的动力设备通过所述的传动结构与弧形挡水体的主梁结构顶端连接；底止水结构与所述的底板凹槽段的凹槽底止水预埋件连接；侧止水结构与所述的闸墩结构的内侧面连接。

所述的拱形挡水结构设置两个以上，组成多孔挡水坝结构。

本发明的有益效果是：

(1)本发明具有结构简单实用、造价低廉、行洪期可将弧形挡水体隐藏于底板凹槽内进行无障碍行洪，不阻水、管理维修方便等优点，缩短工程建设工期，节省工程投资。

(2)本发明具有止水效果好、具有可调性且优雅美观等优点，在海绵城市建设中具有广泛的应用前景，从而能大量节省国家海绵城市建设投资。

(3)本发明具有不阻水、不受漂浮物影响、结构坚固可靠、抗洪水冲击能力强的优点。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明挡水状态时的纵向剖面图；

图3是本发明行洪时的纵向剖面图；

图4是本发明拱形挡水结构示意图。

图中：

1-底板结构；

11-上游底板平直段；12-底板凹槽段；13-下游底板平直段；

121-弧形凹槽；122-凹槽底止水预埋件；123-冲淤踏步；

2-闸墩结构；

21-闸墩主体；

22-牛腿支墩；23-设备槽；24-检修门槽；25-侧止水预埋件；

3-拱形挡水结构；

31-弧形挡水体；32-支腿结构；33-铰接结构；

311-弧形挡水面板；312-主梁结构；313-次梁结构；314-底止水结构；315-侧止水结构；

4-动力系统；

41-动力设备；42-传动结构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图4所示，本发明一种摇篮式挡水坝结构，其特征在于：它包括底板结构1、闸墩结构2、拱形挡水结构3以及动力系统4，闸墩结构2布置在底板结构1的两侧侧面上；所述的底板结构1由上游底板平直段11、底板凹槽段12以及下游底板平直段13组成；底板凹槽段12的首端与上游底板平直段11连接；底板凹槽段12的末端与下游底板平直段13连接；所述的拱形挡水结构3由弧形挡水体31、支腿结构32以及铰接结构33组成；弧形挡水体31与支腿结构32的首端连接；支腿结构32的末端与铰接结构33连接；所述的拱形挡水结构3通过铰接结构33与闸墩结构2连接；所述的动力系统4由动力设备41和传动结构42组成；动力设备41通过传动结构42与拱形挡水结构3的弧形挡水体31上端连接，拱形挡水结构3通过动力系统4的牵引调节作用绕铰接结构33转动，进而形成挡水和通畅泄水。

所述的闸墩结构2由闸墩主体21、牛腿支墩22、设备槽23、检修门槽24以及侧止水预埋件25组成；牛腿支墩22布置于闸墩主体21内侧侧面上，设备槽23布置于闸墩主体21的顶面上；检修门槽24布置于闸墩主体21的上游内侧侧面上；侧止水预埋件25布置于闸墩主体21的内侧侧面上；所述的拱形挡水结构3通过铰接结构33与牛腿支墩22连接；所述的拱形挡水结构3的弧形挡水体31的侧面与侧止水预埋件25连接；所述的拱形挡水结构3的弧形挡水体31的底面与底板凹槽段12上游侧的顶端连接；所述的动力设备41布置于设备槽23内。

底板结构1、闸墩结构2可采用C30钢筋混凝土结构浇筑而成，其设计厚度需满足实际强度以及刚度要求，如底板结构1采用1.2m厚的C30钢筋混凝土结构，闸墩结构2采用1.0m厚的C30钢筋混凝土结构，通常为了满足泄洪水流顺畅等要求，闸墩结构2的上下游两端设计成流线型圆头形式。

拱形挡水结构3可以采用Q235钢材料拱形结构，动力系统4采用自动控制电机系统结构。

在挡水工作状态下，拱形挡水结构3的下边缘止水橡皮与底板凹槽段12的上游顶端挤压形成水封止水；在行洪期间，拱形挡水结构3转动下降至底板凹槽段12内，形成无障碍行洪状态。拱形挡水结构3在回落至凹槽段12内时的状态下，拱形挡水结构3与凹槽段12之间的下游侧之间的孔隙比上游侧之间的孔隙大。

所述的底板凹槽段12由弧形凹槽121、凹槽底止水预埋件122以及冲淤踏步123组成；凹槽底止水预埋件122布置于弧形凹槽121的上游侧顶端；冲淤踏步123布置于弧形凹槽121的下游内侧的凹槽中；所述的弧形挡水体31由弧形挡水面板311、主梁结构312、次梁结构313、底止水结构314以及侧止水结构315组成；弧形挡水面板311布置于所述的弧形挡水体31的上游外侧面上；次梁结构313横向布置于弧形挡水面板311的弧形内侧面上；主梁结构312纵向布置于弧形挡水面板311的弧形内侧面上，主梁结构312与次梁结构313交叉连接；主梁结构312与所述的支腿结构32的首端连接；所述的动力设备41通过所述的传动结构42与弧形挡水体31的主梁结构312顶端连接；底止水结构314与所述的底板凹槽段12的凹槽底止水预埋件122连接；侧止水结构315与所述的闸墩结构2的内侧面连接。

弧形挡水面板311采用2cm厚的Q235钢面板结构，主梁结构312以及次梁结构313均采用Q235工字钢结构，底止水结构314以及侧止水结构315均采用P型橡皮止水结构。

底板凹槽段12采用圆弧形凹槽结构，采用C30钢筋混凝土结构现浇而成，冲淤踏步123是为了便于管理人员步行到凹槽内进行冲淤处理。

所述的拱形挡水结构3设置两个以上，组成多孔挡水坝结构。

上述实施例结合附图对本发明进行了描述，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种摇篮式挡水坝结构，其特征在于：它包括底板结构(1)、闸墩结构(2)、拱形挡水结构(3)以及动力系统(4)，闸墩结构(2)布置在底板结构(1)的两侧侧面上；所述的底板结构(1)由上游底板平直段(11)、底板凹槽段(12)以及下游底板平直段(13)组成；底板凹槽段(12)的首端与上游底板平直段(11)连接；底板凹槽段(12)的末端与下游底板平直段(13)连接；所述的拱形挡水结构(3)由弧形挡水体(31)、支腿结构(32)以及铰接结构(33)组成；弧形挡水体(31)与支腿结构(32)的首端连接；支腿结构(32)的末端与铰接结构(33)连接；所述的拱形挡水结构(3)通过铰接结构(33)与闸墩结构(2)连接；所述的动力系统(4)由动力设备(41)和传动结构(42)组成；动力设备(41)通过传动结构(42)与拱形挡水结构(3)的弧形挡水体(31)上端连接，拱形挡水结构(3)通过动力系统(4)的牵引调节作用绕铰接结构(33)转动，进而形成挡水和通畅泄水。

2.根据权利要求1所述的摇篮式挡水坝结构，其特征在于：所述的闸墩结构(2)由闸墩主体(21)、牛腿支墩(22)、设备槽(23)、检修门槽(24)以及侧止水预埋件(25)组成；牛腿支墩(22)布置于闸墩主体(21)内侧侧面上，设备槽(23)布置于闸墩主体(21)的顶面上；检修门槽(24)布置于闸墩主体(21)的上游内侧侧面上；侧止水预埋件(25)布置于闸墩主体(21)的内侧侧面上；所述的拱形挡水结构(3)通过铰接结构(33)与牛腿支墩(22)连接；所述的拱形挡水结构(3)的弧形挡水体(31)的侧面与侧止水预埋件(25)连接；所述的拱形挡水结构(3)的弧形挡水体(31)的底面与底板凹槽段(12)上游侧的顶端连接；所述的动力设备(41)布置于设备槽(23)内。

3.根据权利要求1所述的摇篮式挡水坝结构，其特征在于：所述的底板凹槽段(12)由弧形凹槽(121)、凹槽底止水预埋件(122)以及冲淤踏步(123)组成；凹槽底止水预埋件(122)布置于弧形凹槽(121)的上游侧顶端；冲淤踏步(123)布置于弧形凹槽(121)的下游内侧的凹槽中；所述的弧形挡水体(31)由弧形挡水面板(311)、主梁结构(312)、次梁结构(313)、底止水结构(314)以及侧止水结构(315)组成；弧形挡水面板(311)布置于所述的弧形挡水体(31)的上游外侧面上；次梁结构(313)横向布置于弧形挡水面板(311)的弧形内侧面上；主梁结构(312)纵向布置于弧形挡水面板(311)的弧形内侧面上，主梁结构(312)与次梁结构(313)交叉连接；主梁结构(312)与所述的支腿结构(32)的首端连接；所述的动力设备(41)通过所述的传动结构(42)与弧形挡水体(31)的主梁结构(312)顶端连接；底止水结构(314)与所述的底板凹槽段(12)的凹槽底止水预埋件(122)连接；侧止水结构(315)与所述的闸墩结构(2)的内侧面连接。

4.根据权利要求1所述的摇篮式挡水坝结构，其特征在于：所述的拱形挡水结构(3)设置两个以上，组成多孔挡水坝结构。