專利名稱：一種有壓隧洞漸變段結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及有壓泄水或引水隧洞，特別是有壓泄水或引水隧洞的漸變段結(jié)構(gòu)。
二背景技術(shù)：
在有壓泄水或者引水隧洞中，漸變結(jié)構(gòu)一般由進(jìn)口段、出口段和漸變段組成，其中漸變段是進(jìn)口段到出口段的過(guò)渡段。漸變段常常被用來(lái)在不同形狀的隧洞過(guò)流斷面之間起平順連接的作用，通常包括兩種型式，一種型式是由矩形過(guò)流斷面過(guò)渡到圓形過(guò)流斷面的漸變段；另一種型式是由圓形過(guò)流斷面過(guò)渡到矩形過(guò)流斷面的漸變段。漸變段在有壓泄水或引水隧洞中得到廣泛使用。目前通常使用的漸變段結(jié)構(gòu)是在矩形斷面的四個(gè)轉(zhuǎn)角處采用斜圓錐面將矩形斷面或圓形斷面逐漸過(guò)渡到圓形斷面或矩形斷面。如圖1所示。在順?biāo)鞣较?，這種采用斜圓錐面的漸變段表面存在一定的突變，對(duì)于高速泄水隧洞，容易造成沖蝕現(xiàn)象，引起隧洞襯砌的破壞；對(duì)于引水隧洞，則加大了水頭損失，造成了更多的能量損耗。
三
實(shí)用新型內(nèi)容鑒于現(xiàn)有漸變段結(jié)構(gòu)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種在順?biāo)鞣较蚋悠巾樀剡B接不同形狀的隧洞漸變段結(jié)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)所述目的，本實(shí)用新型依據(jù)了如下的技術(shù)方案。有壓隧洞漸變段具有矩形口、圓形口以及置于兩者之間的連接曲面，所述的曲面是由漸變段某斷面上四段圓弧，首尾連接并且沿隧洞軸線方向連續(xù)變化、等比例縮放移動(dòng)所形成。將矩形口的四個(gè)頂點(diǎn)和四條邊的四個(gè)中點(diǎn)，與將圓形口按比例分為八份后形成的八個(gè)節(jié)點(diǎn)之間，一一對(duì)應(yīng)連接為直線；所述的漸變段某斷面上四段圓弧，首尾連接后形成的連接點(diǎn)及每段圓弧的中點(diǎn)，均在上述的直線之間等比例縮放移動(dòng)。所述的矩形口是水流進(jìn)口，圓形口是水流出口。所述的矩形口是水流出口，圓形口是水流進(jìn)口。本實(shí)用新型的優(yōu)越之處在于它在順?biāo)鞣较蛏细悠巾?，?duì)于高速泄水隧洞，能夠減輕沖蝕現(xiàn)象的發(fā)生，盡可能地避免因沖蝕而引起的隧洞破壞情況的發(fā)生；對(duì)于引水隧洞，則可以減小水頭損失，提供更多的水頭用于發(fā)電或其它用途。
四
附圖1是漸變段矩形變圓形四個(gè)轉(zhuǎn)角處采用斜圓錐面過(guò)渡的示意圖。附圖2-1、附圖2-2是漸變段矩形變圓形采用本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的示意圖。附圖3-1、附圖3-2是漸變段圓形變矩形采用本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的示意圖。五具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)請(qǐng)參照附圖1和附圖2。有壓隧洞漸變段具有矩形口 1、圓形口 2以及置于兩者之間的連接曲面3，所述的曲面是由漸變段某斷面上四段圓弧4，首尾連接并且沿隧洞軸線的方向連續(xù)變化、等比例縮放移動(dòng)所形成。對(duì)于矩形口 1變圓形口 3結(jié)構(gòu)，通過(guò)合理的計(jì)算和設(shè)計(jì)，確定出漸變段的長(zhǎng)度Ip 矩形口 1斷面的高度hi、寬度bi和中心位置Op圓形口 2斷面的半徑Γι和中心位置02。在上述參數(shù)都確定后，漸變段橫斷面的具體做法如下①將矩形口 1四個(gè)頂點(diǎn)Α、B、C、D及四條邊各自的中點(diǎn)E作為矩形的八個(gè)節(jié)點(diǎn)，按照矩形兩節(jié)點(diǎn)間線段長(zhǎng)度所占周長(zhǎng)比例，遵循一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，做出圓形口的八個(gè)節(jié)點(diǎn) 』。Cp Dp E1 ；②將矩形口和圓形口的等分節(jié)點(diǎn)以直線段A-Ap B-B1, C-C1, D-D1, E-E1 一一對(duì)應(yīng)連接；③對(duì)于連接節(jié)點(diǎn)的直線段按照橫斷面距離矩形口和圓形口的長(zhǎng)度比例進(jìn)行劃分，確定每段圓弧的端點(diǎn)與中點(diǎn)；④如圖1所示，三點(diǎn)定位一圓弧，共四個(gè)圓弧，即組成所需漸變段橫斷面；可以證明，橫斷面為軸對(duì)稱圖形。類似地，對(duì)于圓形口 2變矩形口 1結(jié)構(gòu)，通過(guò)合理的計(jì)算和設(shè)計(jì)，確定出漸變段的長(zhǎng)度I2、圓形口斷面的半徑r2和中心位置O2，矩形口斷面的高度Ii2、寬度ID2和中心位置O1, 在上述參數(shù)都確定后，按照前述類似步驟即可確定漸變段曲面。
權(quán)利要求1.一種有壓隧洞漸變段結(jié)構(gòu)，具有矩形口(1)、圓形口(2)以及置于兩者之間的連接曲面(3)，所述的曲面(3)是由漸變段某斷面上四段圓弧G)，首尾連接并且沿隧洞軸線的方向等比例移動(dòng)縮放所形成的。
2.如權(quán)利要求1所述的一種有壓隧洞漸變段結(jié)構(gòu)，其特征在于將矩形口(1)的四個(gè)頂點(diǎn)及四條邊的四個(gè)中點(diǎn)與將圓形口( 按比例分為八份后形成的八個(gè)節(jié)點(diǎn)之間，一一對(duì)應(yīng)連接為直線；所述的漸變段某斷面上的四段圓弧(4)首尾連接后形成的連接點(diǎn)及每段圓弧 (4)的中點(diǎn)，均在上述直接之間等比例移動(dòng)縮放。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種有壓隧洞漸變段結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的矩形口(1) 是水流的進(jìn)口，圓形口(2)是水流的出口。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種有壓隧洞漸變段結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的矩形口(1) 是水流的出口，圓形口(2)是水流的進(jìn)口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種有壓隧洞漸變段結(jié)構(gòu)，該漸變段具有矩形口(1)、圓形口(2)以及置于兩者之間的連接曲面(3)，所述的曲面是由漸變段某斷面上四段圓弧(4)，首尾連接并且沿隧洞軸線的方向等比例移動(dòng)縮放所形成的。本實(shí)用新型的優(yōu)越之處在于它在順?biāo)鞣较蛏细悠巾槪瑢?duì)于高速泄水隧洞，能夠減輕沖蝕現(xiàn)象的發(fā)生，盡可能地避免因沖蝕而引起的隧洞破壞情況的發(fā)生；對(duì)于引水隧洞，則可以減小水頭損失，提供更多的水頭用于發(fā)電或其它用途。
文檔編號(hào)E02B9/06GK202039332SQ20112010258
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者吳建軍, 吳昊, 田豐, 耿波, 耿莉, 范雪寧, 陳昭友 申請(qǐng)人:黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司