一種網狀纖維混凝土結構的輔助消能結構的製作方法

2023-08-11 17:14:01 2

本實用新型涉及水利水電工程洩洪消能減振技術領域，涉及一種網狀纖維混凝土結構的輔助消能工。

背景技術：

在水利水電工程中，修建水工建築物使得上下遊形成水位落差，從而具有很大的能量，宣洩至下遊時大部分勢能必然轉化為動能，必須妥善進行處理。否則勢必導致下遊河床被嚴重衝刷，甚至造成岸坡坍塌和大壩失事。所以，消能措施的合理選擇和設計，對樞紐布置、大壩安全及工程量都有重要意義。

消力池是水躍消能工的主體，在消力池內設置輔助消能工，可增強消能效果，縮短池長，降低工程造價。消能措施的主要任務是儘量使能量消耗於水流內部阻力和外部阻力，最大限度的限制其衝刷破壞的作用，或採取控制水流的措施將水流挑離洩水建築物，使其衝刷河床但不致影響建築物和附近岸坡的安全。目前常用的消能工型式有：挑流式消能、底流式消能、面流式消能和消力戽消能等四種方式。挑流消能是利用洩水建築物出口處的挑流鼻坎，將下洩急流拋向空中，然後落入離建築物較遠的河床，與下遊水流相銜接的消能方式。但挑流消能對下遊衝刷嚴重，堆積物較多，尾水波動與霧化都較大。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本實用新型針對高壩洩洪特點，提出了一種能夠提高消能率、保護消力池底板、減少洩洪水霧產生、減小洩洪振動的網狀纖維混凝土結構的輔助消能工。

為了解決上述技術問題，本實用新型提出以下技術方案：一種網狀纖維混凝土結構的輔助消能結構，在洩流堰下遊的消力池上方等距離等高差設置有三級網狀結構，形成空間結構交錯的網狀纖維混凝土錯位布置，使水流衝擊網狀結構，達到多級輔助消能的效果；所述網狀纖維混凝土結構均由平面網狀纖維混凝土及其四個鋼筋混凝土支墩組成，等高等距布置於消力池底板上方。

所述三級網狀結構由第一級網狀結構、第二級網狀結構和第三級網狀結構組成；所述第一級網絡結構由第一級平面網狀結構及其架設的第一級支墩組成，所述第二級網絡結構由第二級平面網狀結構及其架設的第二級支墩組成，所述第三級網絡結構由第三級平面網狀結構及其架設的第三級支墩組成；所述第一級支墩、第二級支墩、第三級支墩的高度按梯度遞減，分別為洩洪口與消力池底板高度的3/4、1/2、1/4。

所述第一級平面網狀結構、第二級平面網狀結構、第三級平面網狀結構是由高強度的纖維混凝土澆築而成的平面網狀結構，其厚度視工程規模及洩洪量而定；所述第一級支墩、第二級支墩、第三級支墩是由高鋼筋強度混凝土澆築而成的立方體柱狀結構，其大小尺寸視工程布置及洩洪量而定。

所述第一級平面網狀結構、第二級平面網狀結構、第三級平面網狀結構均分別與第一級支墩、第二級支墩、第三級支墩的上部相連，所述三級支墩高度不同而形成立體的錯位空間布置。

所述第一級平面網狀結構、第二級平面網狀結構、第三級平面網狀結構所用的網狀纖維混凝土是鋼筋纖維增強的混凝土。

所述鋼筋纖維採用一種以 0.9㎜鋼絲，網眼尺寸是10㎜ ×10㎜的編織網。

本實用新型有如下有益效果：

1、水流劇烈撞擊平面網狀結構，通過多次撞擊消除大部分能量，消力池尾坎消除剩餘一部分能量；

2、多級等高等距差布置的網狀結構改變了原水流方向，降低了水流流速，逐級消除水流能量，使消力池中水流平穩流動，從而達到提高消能率、保護消力池底板、減少洩洪水霧產生的目的；

3、水流因衝擊每級等高等距差布置的網狀結構而消除能量，撞擊消力池底板的能量較小，從而因對底板的衝擊力小而減小對消力池及其下遊產生的振動；

4、相比於平面布置的消力池及輔助消能工，本實用新型中立體布置的消能工結構更穩定，消能防振效果更好。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1為本實用新型實施例的消能工布置三維簡圖。

圖2為本實用新型實施例的消能工布置主視圖。

圖3為本實用新型的俯視結構示意圖。

圖4為本實用新型的第1級平面網狀結構示意圖。

圖中：第一級平面網狀結構1、第一級支墩2、第二級平面網狀結構3、第二級支墩4、第三級平面網狀結構5、第三級支墩6、洩槽段7、消能池8、鼻坎9。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的實施方式做進一步的說明。

如圖1-4，一種網狀纖維混凝土結構的輔助消能結構，在洩流堰7下遊的消力池8上方等距離等高差設置有三級網狀結構，形成空間結構交錯的網狀纖維混凝土錯位布置，使水流衝擊網狀結構，達到多級輔助消能的效果；所述網狀纖維混凝土結構均由平面網狀纖維混凝土及其四個鋼筋混凝土支墩組成，等高等距布置於消力池底板上方。

進一步的，所述三級網狀結構由第一級網狀結構、第二級網狀結構和第三級網狀結構組成；所述第一級網絡結構由第一級平面網狀結構1及其架設的第一級支墩2組成，所述第二級網絡結構由第二級平面網狀結構3及其架設的第二級支墩4組成，所述第三級網絡結構由第三級平面網狀結構5及其架設的第三級支墩6組成；所述第一級支墩2、第二級支墩4、第三級支墩6的高度按梯度遞減，分別為洩洪口與消力池底板高度的3/4、1/2、1/4。

進一步的，所述第一級平面網狀結構1、第二級平面網狀結構3、第三級平面網狀結構5是由高強度的纖維混凝土澆築而成的平面網狀結構，其厚度視工程規模及洩洪量而定；所述第一級支墩2、第二級支墩4、第三級支墩6是由高鋼筋強度混凝土澆築而成的立方體柱狀結構，其大小尺寸視工程布置及洩洪量而定。

進一步的，所述第一級平面網狀結構1、第二級平面網狀結構3、第三級平面網狀結構5均分別與第一級支墩2、第二級支墩4、第三級支墩6的上部相連，所述三級支墩高度不同而形成立體的錯位空間布置。

進一步的，所述第一級平面網狀結構1、第二級平面網狀結構3、第三級平面網狀結構5所用的網狀纖維混凝土是鋼筋纖維增強的混凝土。

進一步的，所述鋼筋纖維採用一種以 0.9㎜鋼絲，網眼尺寸是10㎜ ×10㎜的編織網。

本實施例工程設計時包括以下步驟：

步驟1：根據洩流堰7的下洩水流特徵去確定消力池8的長度L及洩洪口與消力池底板的高度H等；

步驟2：根據消力池8的高度等高差澆築三級支墩的高度，第一級支墩2的高度設置為3H/4，第二級支墩4的高度設置為H/2，第三級支墩6的高度設置為H/4；

步驟3：根據消力池8的長度L等距布置三級網狀結構的四個支墩；

步驟4：根據消力池8的寬度確定第一級支墩2、第二級支墩4、第三級支墩6的支墩間距及平面網狀結構1、3、5的平面大小；

步驟5：：本實施例澆築的高強度纖維混凝土試件材料及配合比如下：

1材料

網狀纖維：單絲直徑 0.9㎜的鋼絲編製成的網，網眼尺寸10㎜ ×10㎜，單絲抗拉強度為400MPa；

鋼筋：應用直徑為6和直徑為 8的軟鋼，為I級鋼，10和20為II級鋼；

水泥：標號525的普通矽酸鹽水泥；

砂：中偏粗砂。

2配合比及成型

全部試件用幹硬性砂漿或細粒混凝土，配合比為1：1：6，水灰比為0.38～0.45。全部試件經振搗成型。

通過上述的說明內容，本領域技術人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改都在本實用新型的保護範圍之內。本實用新型的未盡事宜，屬於本領域技術人員的公知常識。