[发明专利]分缝式闸墩和分缝式桥墩

说明书

本发明提供的分缝式闸墩或桥墩是在传统闸墩或桥墩基础上进行的改进，分为纵向分缝式、横向分缝式和十字分缝式三种类型。纵向分缝式闸墩或桥墩由墩体组成，所述墩体具有顶面、底面、上游端面、下游端面、前侧面和后侧面，墩体上设置有一条纵向分缝，该纵向分缝贯穿墩体的顶面及上游端面和下游端面，其中心线与墩体的纵向中心线重合。横向分缝式和十字分缝式闸墩或桥墩结构与纵向分缝式闸墩或桥墩结构的不同之处在于墩体上设置的分缝分别为横向分缝和十字分缝。本发明提供的分缝式闸墩或桥墩，能进一步降低水流受到的来自闸墩或桥墩的阻力，增加过水建筑物的泄流能力，降低工程失事的风险。

技术领域

本发明属于水利水电工程中使用的泄洪消能设施领域，特别涉及应用在低佛氏数、大单宽流量下的拦水建筑物的闸墩以及桥墩。

背景技术

闸墩或桥墩设计的不合理，会增加过水建筑物对水流的阻力，降低泄水建筑物的泄流能力，更有甚者造成墩前雍水和墩后水翅等恶劣水力学现象，加剧对墩座基础的冲刷，可能造成支撑基础破坏导致工程失事。

传统的闸墩或桥墩，其墩体为全实体结构，墩体的上游端通常为半圆形或椭圆形、下游端通常为流线形或圆弧曲线。相关研究表明，传统闸墩或桥墩虽然可以使水流受到的阻力减小到一定程度，但墩前会产生明显的雍水现象，墩后会出现水翅。一旦遭遇超标洪水，传统的闸墩或桥墩的阻水效应大大增加，会加剧墩前与墩后的绕流冲刷，冲刷严重时将会破坏墩体附近的地基基础，极大可能造成工程失去稳定性而发生事故。因此，传统的闸墩或桥墩无法保证工程实际的安全运行，有必要对其进行改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供分缝式闸墩和分缝式桥墩，以进一步降低水流受到的来自闸墩或桥墩的阻力，增加过水建筑物的泄流能力，降低工程失事的风险。

本发明提供的分缝式闸墩或桥墩是在传统闸墩或桥墩基础上进行的改进，分为纵向分缝式、横向分缝式和十字分缝式三种类型，这三种类型属于一个总的发明构思。

本发明所述纵向分缝式闸墩或桥墩，由墩体组成，所述墩体具有顶面、底面、上游端面、下游端面、前侧面和后侧面，墩体上设置有一条纵向分缝，该纵向分缝贯穿墩体的顶面及上游端面和下游端面，其中心线与墩体的纵向中心线重合；

当为闸墩时，纵向分缝的宽度b1＝(0.05～0.3)B，式中，B为墩体的宽度，纵向分缝的深度h1＝(0.8～0.9)H，式中，H为墩体的高度；

当为桥墩时，纵向分缝的宽度b1＝(0.05～0.3)B，式中，B为墩体的宽度，纵向分缝的深度h1＝(0.5～0.8)Y，式中，Y为河流最大水深。

上述纵向分缝式闸墩或桥墩，所述墩体的宽度B与长度L之比为1︰(3～10)。

本发明所述纵向分缝式闸墩或桥墩适用于比较顺直河道处过水建筑物闸室的中间墩体，或顺直河道处的大桥桥墩。

本发明所述横向分缝式闸墩或桥墩，由墩体组成，所述墩体具有顶面、底面、上游端面、下游端面、前侧面和后侧面，墩体上设置有一条横向分缝，该横向分缝贯穿墩体的顶面及前侧面和后侧面，其中心线与墩体的横向中心线重合；

当为闸墩时，横向分缝的宽度b2＝(0.2～0.5)B，式中，B为墩体的宽度，横向分缝的深度h2＝(0.8～0.9)H，式中，H为墩体的高度；

当为桥墩时，横向分缝的宽度b2＝(0.2～0.5)B，式中，B为墩体的宽度，横向分缝的深度h2＝(0.5～0.8)Y，式中，Y为河流最大水深。

上述横向分缝式闸墩或桥墩，所述墩体的宽度B与长度L之比为1︰(3～10)。

本发明所述横向分缝式闸墩或桥墩适用于处于弯曲河道处的过水建筑物闸室中间墩体，或弯曲河道处大桥桥墩。