[发明专利]一种水力自控拉索挡水坝

说明书

技术领域

本发明涉及水利工程中的挡水坝，特别是一种水力自控拉索挡水坝。

背景技术

近年来，以水环境和水生态保护以及景观和娱乐环境营造为目的的河流综合整治需求日益增加。为保障人民的生命财产安全，我国大多数河流在设计洪水条件下，流量大、水深且水面宽，而在非洪水期，则流量较小，水浅且水面窄，从而较高的堤防和较低的水面之间形成了数米的高差，严重影响了河道景观观赏性，不利于人民群众的亲水、近水活动。为了在保障行洪安全的前提条件下，提升河道两岸生态美化效果，针对河流洪枯流量差较大的特点，研发具备多功能的低影响生态水工建筑物是当前发展的重点。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种水力自控拉索挡水坝，该挡水坝采取钢坝结合钢拉索的方式承担挡水功能，在挡水期，钢坝逐渐抬升、挡水；在洪水期，钢坝在钢拉索的拉力作用下恢复至初始状态，减小对行洪的影响，该结构原理简单，施工简便，具有显著的经济实用性。

本发明的技术方案：

一种水力自控拉索挡水坝，横向设置于河床上并采用单段或多段设置，单段挡水坝由挡水钢板、弹性钢拉索、拉杆筒和绞支座组成，挡水钢板为由两块长方体钢板组成的夹层结构，两层钢板之间设有垂直的加强筋，挡水钢板通过绞支座横向铰接于河床上，弹性钢拉索的一端通过绞支座铰接于挡水钢板上游侧河床上，弹性钢拉索的另一端与挡水钢板的上部固定；拉杆筒套在弹性钢拉索外，下端与钢拉索河床绞支座连接。

本发明的工作原理：

初始状态，丰水期或遭遇洪水时，挡水钢板以最小角度在拉杆筒的支撑下倾斜于河底。进入枯水期，河道上游流量减小，下游水位随之减小，挡水钢板两侧出现水位差，当水位差大于升坝临界水位差后，挡水钢板在两侧水压力差的作用下，克服钢拉索拉力逐渐抬升，雍高上游水位，发挥挡水坝的功能。如果再次进入丰水期，或者遇到洪水时，挡水钢坝下游水位将随河道流量的增加而升高，挡水钢板两侧水压力差逐渐减小，当两侧水压力差减小至塌坝临界水位差后，挡水钢板在钢拉索拉力和两侧水压力差的作用下，自动下降高度恢复至初始状态，以降低对河道行洪的影响。拉杆筒在行洪过程中保护钢拉索。

本发明的有益效果是：

该拉索式自升降挡水坝具有标准化生产、质量可靠的特点，采用的技术成熟且施工简单，具有较高的承载力；在挡水期，挡水钢坝能按照设计水位自动升高挡水；在洪水期，挡水钢坝自动降低至初始状态，对河道行洪影响较小，具有显著的经济实用性。

附图说明

图1为该水力自控拉索挡水坝初始状态时结构示意图。

图2为该水力自控拉索挡水坝抬升临界状态结构示意图。

图3为该水力自控拉索挡水坝挡水状态时结构示意图。

图4为该水力自控拉索挡水坝下降临界状态结构示意图。

图5为该水力自控拉索挡水坝俯视结构示意图。

图中：1.挡水钢板，2.弹性钢拉索，3.拉杆筒，4a、4b.绞支座，5.河床。

具体实施方式

实施例：

一种水力自控拉索挡水坝，如图1-5所示，横向设置于河床5上并采用八段设置，单段挡水坝由挡水钢板1、弹性钢拉索2、拉杆筒3和绞支座4a、4b组成，挡水钢板1为由两块长方体钢板组成的夹层结构，两层钢板之间设有垂直的加强筋，挡水钢板1通过绞支座4a横向铰接于河床5上，弹性钢拉索2的一端通过绞支座4b铰接于挡水钢板上游侧河床5上，弹性钢拉索2的另一端与挡水钢板1的上部固定；拉杆筒3套在弹性钢拉索2外，下端与钢拉索河床绞支座4b连接。

该实施例中，挡水钢板宽5.0m，高2.5m，厚0.3m，挡水钢板初始角度为17°；弹性钢拉索弹性系数10⁴N/m；拉杆筒直径0.1m、长度1.2m、初始角度25°。