自平衡防洪挡水装置及挡水方法
【专利摘要】本发明提供一种自平衡防洪挡水装置及挡水方法，其中的装置包括挡板、立柱、压板和加劲梁；其中，立柱沿地面竖向设置，在立柱上焊接有挡板槽，通过挡板槽竖向连接挡板；压板沿地面横向设置，在压板的上表面焊接有加劲梁，加劲梁的一端与立柱连接；其中，压板紧贴地面，通过竖向水压力、压板及加劲梁自重的共同作用，抵消横向水压力在立柱与加劲梁的连接处产生的向外弯矩，以保持竖向水压力与横向水压力的弯矩自平衡，同时通过压板与地面的摩擦力平衡横向水压力产生的向外推力。通过本发明能够安全有效的抵挡洪水，同时劳动量消耗低、工作效率高，当出现洪水短暂消退时，无需拆除，极大的减轻抗洪人员的体能消耗。
【专利说明】
自平衡防洪挡水装置及挡水方法
技术领域
[0001]本发明涉及防洪技术领域，尤其涉及一种自平衡防洪挡水装置及挡水方法。【背景技术】
[0002]全球变暖已成为一个越来越重要的全球性话题。全球变暖的重要影响之一就是洪水问题。目前洪水发生更为频繁，并且洪水量级也越来越大。无论大小城市，洪水问题都已经变得越来越严重。
[0003]传统的用砂袋填筑的方法一方面存在劳动量消耗大、工作效率低的问题；另一方面，坝顶若是堆载过宽的砂袋会增加坝面荷载，容易引起坝体失稳，尤其是在退水的时候， 因此，退水时须将砂袋及时运走，当出现反复退水与涨水时，这无疑会加重劳动量，致使抗洪人员无法承受。
[0004]一项申请号为CN2009200617650的实用新型专利公开了一种防汛挡水装置，其采用多个防水单元相互连接达到防水的目的，但该防汛挡水装置结构复杂，防水单元内置水袋，若洪水来时，水袋自重不够则该挡水装置很容易被冲垮，致使防洪任务失败。
[0005]另一项申请号为CN2009202743380的实用新型专利公开了一种活动防汛挡板装置，其采用至少两块左右依次铰接在一起的挡水板以及密封条达到防水的目的，但若是密封条安装不到位，铰接处容易漏水，防洪效果不佳。
【发明内容】
[0006]鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种自平衡防洪挡水装置及挡水方法，以解决现有的防洪挡水装置防洪挡水效果不好的问题。
[0007]本发明提供的自平衡防洪挡水装置，包括挡板、立柱、压板和加劲梁;其中，立柱沿地面竖向设置，在立柱上焊接有挡板槽，通过挡板槽竖向连接挡板;压板沿地面横向设置， 在压板的上表面焊接有加劲梁，加劲梁的一端与立柱连接;其中，压板紧贴地面，通过竖向水压力、压板及加劲梁自重的共同作用，抵消横向水压力在立柱与加劲梁的连接处产生的向外弯矩，同时通过压板与地面的摩擦力平衡横向水压力产生的向外推力，以保持竖向水压力与横向水压力的自平衡。
[0008]此外，优选的结构为:在压板的中心开设有测压孔，测压孔与透明胶管相连，通过透明胶管对压板底部的水压进行实时监测。
[0009]此外，优选的结构为:在压板的边缘设置有垂板，垂板伸入地面，通过垂板阻止水进入压板底部。
[0010]此外，优选的结构为:在压板的底部间隔设置有锚钉，锚钉的一端焊接在压板底部，另一端插入地面。
[0011]此外，优选的结构为:挡板为冷弯薄壁镀锌C型钢挡板、冷弯薄壁镀锌U型钢挡板或者冷弯薄壁镀锌Z型钢挡板。
[0012]此外，优选的结构为:立柱与加劲梁的一端通过焊接或者螺栓连接。
[0013]此外，优选的结构为:在挡板槽与挡板的连接处设置有密封胶条，通过密封胶条将挡板槽与挡板的连接处进行密封。
[0014]此外，优选的结构为:根据洪水水位确定挡板的数量，当挡板的数量为至少两块时，各挡板的连接处通过泡沫双面胶或者密封胶条进行密封。
[0015]此外，优选的结构为:位于底部的挡板插入地面3cm至5cm〇
[0016]另一方面，本发明还提供一种利用上述自平衡防洪挡水装置进行防洪挡水的方法，该方法包括:
[0017]坝面用粘土压实平整后，将立柱竖直打入地面，根据立柱的宽度确定立柱打入地面的深度；
[0018]将挡板放入挡板槽，并对挡板与挡板槽的连接处进行密封；
[0019]将加劲梁焊接在压板的上表面；
[0020]将压板贴紧地面，并将加劲梁的一端与立柱连接;其中，当洪水水位上涨时，横向水压力作用在挡板上，通过挡板槽将横向水压力传递给立柱，横向水压力在立柱与加劲梁的连接处产生一个向外的弯矩，向外的弯矩传递至加劲梁上;竖向水压力作用在压板上，压板将竖向水压力传递给加劲梁，在竖向水压力、压板及加劲梁自重的共同作用下，抵消向外的弯矩，同时通过压板与地面的摩擦力平衡横向水压力产生的向外推力，使防洪挡水装置保持平衡。
[0021]本发明提供的自平衡防洪挡水装置具有安装快捷、结构简单，使用方便的特点，通过本发明提供的自平衡防洪挡水装置及挡水方法，能够安全有效的抵挡洪水，同时劳动量消耗低、工作效率高，当出现洪水短暂消退时，无需拆除，极大的减轻抗洪人员的体能消耗。【附图说明】
[0022]图1为根据本发明实施例的自平衡防洪挡水装置的平面结构示意图；
[0023]图2为根据本发明实施例的自平衡防洪挡水装置的剖面结构示意图；
[0024]图3为根据本发明实施例的自平衡防洪挡水装置的平面连接结构示意图。[〇〇25]图中:挡板1、立柱2、压板3、加劲梁4、地面5、挡板槽6、锚钉7、垂板8、测压孔9、透明胶管10。【具体实施方式】
[0026]以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
[0027]为详细的说明本发明提供的自平衡防洪挡水装置，图1示出了根据本发明实施例的自平衡防洪挡水装置的平面结构，图2示出了根据本发明实施例的自平衡防洪挡水装置的剖面结构，图3示出了根据本发明实施例的自平衡防洪挡水装置的平面连接结构。
[0028]如图1至图3所示，本发明提供的自平衡防洪挡水装置包括挡板1、立柱2、压板3和加劲梁4。其中，立柱沿地面5竖向设置，在立柱2上焊接有挡板槽6，通过挡板槽6竖向连接挡板1;压板3沿地面5横向设置，在压板的上面面焊接有加劲梁4,加劲梁4的一端与立柱2连接。其中，立柱2与加劲梁4可通过焊接或者螺栓进行连接;压板3需紧贴地面5,通过竖向水压力、压板及加劲梁自重的共同作用，抵消横向水压力在立柱与加劲梁的连接处产生的向外弯矩，同时通过压板与地面的摩擦力平衡横向水压力产生的向外推力，以保持竖向水压力与横向水压力的自平衡。
[0029]进一步地，为了阻止水进入压板3的底部，在压板3的边缘设置有垂板8，通过压板3与垂板8通过焊接实现连接;将垂板8伸入地面5，通过垂板8能够将压板3贴紧地面5，以达到阻止水进入压板底部的目的，从而降低压板底部的水压，进而有效提高防洪挡水装置的稳定性。
[0030]另外，为了增强压板与地面的摩擦力，在压板的底部间隔设置有若干锚钉7，锚钉7的长度在5cm左右，其在压板底部梅花形布置，设置有压板底部的各锚钉之间的间距在20cm?30cm之间，将锚钉7的一端焊接在压板底部，另一端插入地面，从而使得压板与地面的摩擦力得到增强，进而有效平衡横向水压力产生的向外推力。
[0031]此外，在压板3的中心开设有测压孔9，测压孔9与透明胶管10相连，通过透明胶管10对压板底部的水压进行实时监测。透明胶管10穿过立柱2，穿入点用胶进行密封，以防止水进入立柱2。
[0032]需要说明的是，本发明中的挡板为冷弯薄壁镀锌C型钢挡板、冷弯薄壁镀锌U型钢挡板或者冷弯薄壁镀锌Z型钢挡板。即，本发明采用冷弯薄壁镀锌C型钢、U型钢或者Z型钢材质作为挡板，既质轻又价廉，还能够保证足够的承载力。
[0033]另外，在挡板槽与挡板的连接处设置有密封胶条，通过密封胶条将挡板槽与挡板的连接处进行密封。进一步地，可根据洪水水位确定挡板的数量，当挡板的数量为至少两块时，各挡板的连接处通过泡沫双面胶或者密封胶条进行密封。其中，位于底部的挡板需插入地面3 cm至5 cm。通过实验，在挡板插入地面5 cm时，防洪挡水的效果达到最佳。
[0034]此外，本发明还提供一种利用上述自平衡防洪挡水装置进行防洪挡水的方法，下述将对本发明提供的自平衡防洪挡水方法的挡水过程进行说明。
[0035]本发明提供的自平衡防洪挡水方法具体包括:
[0036]1、坝面用粘土压实平整后，将立柱竖直打入地面，根据立柱的宽度确定立柱打入地面的深度；
[0037]2、将挡板放入挡板槽，并对挡板与挡板槽的连接处进行密封；
[0038]3、将加劲梁焊接在压板的上表面；
[0039]4、将压板贴紧地面，并将加劲梁的一端与立柱连接;其中，当洪水水位上涨时，横向水压力作用在挡板上，通过挡板槽将横向水压力传递给立柱，横向水压力在立柱与加劲梁的连接处产生一个向外的弯矩，向外的弯矩传递至加劲梁上;竖向水压力作用在压板上，压板将竖向水压力传递给加劲梁，在竖向水压力、压板及加劲梁自重的共同作用下，抵消向外的弯矩，同时通过压板与地面的摩擦力平衡横向水压力产生的向外推力，使防洪挡水装置保持平衡。
[0040]为了使本发明更为清楚，下面将对本发明提供的自平衡防洪挡水装置及挡水方法进行示例性说明。
[0041 ]由于冷弯薄壁镀锌C型钢具有质量轻且受弯性能好的特点，因此，在本发明的一个示例中，采用冷弯薄壁镀锌C型钢作为挡板，立柱采用方形钢管，压板厚度在5mm左右，垂板的厚度在Imm左右，高5cm左右，垂板沿压板边缘采用间隔角焊，焊点间采用玻璃胶密封。加劲梁焊接在压板的上表面，立柱间距取1.5m?2.0m，立柱与加劲梁可采用焊接或现场螺栓连接。压板的大小与所要抵挡的水位相关，其中，所要抵挡的水位越高，所需的要压板的面积也就越大;透明胶管从立柱中心穿出，穿入点用胶进行密封。
[0042]洪水水位上涨之前，坝面用粘土压实平整，将立柱竖直打入土中一定深度(立柱宽度的2-3倍)，保证压板紧贴地面且垂板伸入土中，
[0043]将挡板沿挡板槽从顶部开口处放入，最下面的一块挡板应插入土中一定深度(如5cm),挡板槽与挡板间夹有密封胶条，同时可将泡沫双面胶(3mm厚)粘在下挡板的上侧面，以保证挡板之间的封水效果。挡板可根据洪水位的上涨情况调整放入块数。
[0044]随着洪水位的上涨，横向水压力作用在挡板上，通过挡板槽传递给立柱，此时，横向水压力在立柱与加劲梁连接处会产生一个向外的弯矩，该弯矩传递至加劲梁上，而竖向水压力直接作用于压板上，压板又将竖向压力传递给加劲梁，在该竖向压力和压板及加劲梁自重的共同作用下，向外的弯矩得到了抵消，同时通过压板与地面的摩擦力平衡横向水压力产生的向外推力，挡水装置得以保持平稳。
[0045]挡水过程中，可通过透明胶管直观监测压板底部的水压变化，当压板底部的水压出现异常升高时，可立即查找原因，并及时采取加固措施，确保挡水装置的稳定。
[0046]如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明的自平衡防洪挡水装置及挡水方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的自平衡防洪挡水装置及挡水方法，还可以在不脱离本
【发明内容】
的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
【主权项】
1.一种自平衡防洪挡水装置，包括挡板，其特征在于，还包括:立柱、压板和加劲梁；其 中，所述立柱沿地面竖向设置，在所述立柱上焊接有挡板槽，通过所述挡板槽竖向连接所 述挡板；所述压板沿地面横向设置，在所述压板的上表面焊接有加劲梁，所述加劲梁的一端与 所述立柱连接;其中，所述压板紧贴所述地面，通过竖向水压力、所述压板及加劲梁自重的共同作用，抵消横 向水压力在所述立柱与所述加劲梁的连接处产生的向外弯矩，以保持所述竖向水压力与横 向水压力的弯矩自平衡，同时通过压板与地面的摩擦力平衡横向水压力产生的向外推力。2.如权利要求1所述的自平衡防洪挡水装置，其特征在于，在所述压板的中心开设有测压孔，所述测压孔与透明胶管相连，通过所述透明胶管对 所述压板底部的水压进行实时监测。3.如权利要求1所述的自平衡防洪挡水装置，其特征在于，在所述压板的边缘设置有垂板，所述垂板伸入所述地面，通过所述垂板阻止水进入所 述压板底部。4.如权利要求1所述的自平衡防洪挡水装置，其特征在于，在所述压板的底部间隔设置有锚钉，所述锚钉的一端焊接在压板底部，另一端插入所 述地面。5.如权利要求1所述的自平衡防洪挡水装置，其特征在于，所述挡板为冷弯薄壁镀锌C型钢挡板、冷弯薄壁镀锌U型钢挡板或者冷弯薄壁镀锌Z型 钢挡板。6.如权利要求1所述的自平衡防洪挡水装置，其特征在于，所述立柱与所述加劲梁的一端通过焊接或者螺栓连接。7.如权利要求1所述的自平衡防洪挡水装置，其特征在于，在所述挡板槽与所述挡板的连接处设置有密封胶条，通过所述密封胶条将所述挡板槽 与所述挡板的连接处进行密封。8.如权利要求1所述的自平衡防洪挡水装置，其特征在于，根据洪水水位确定所述挡板的数量，当所述挡板的数量为至少两块时，各挡板的连接 处通过泡沫双面胶或者密封胶条进行密封。9.如权利要求8所述的自平衡防洪挡水装置，其特征在于，位于底部的挡板插入所述地面3cm至5cm。10.—种自平衡防洪挡水方法，利用如权利要求1?9中任意一项所述的自平衡防洪挡 水装置进行防洪挡水，所述方法包括:坝面用粘土压实平整后，将所述立柱竖直打入地面，根据所述立柱的宽度确定所述立 柱打入地面的深度；将所述挡板放入所述挡板槽，并对所述挡板与所述挡板槽的连接处进行密封；将所述加劲梁焊接在所述压板的上表面；将所述压板贴紧所述地面，并将所述加劲梁的一端与所述立柱连接;其中，当洪水水位上涨时，横向水压力作用在所述挡板上，通过所述挡板槽将所述横向水压力传递给所述立柱，所述横向水压力在所述立柱与所述加劲梁的连接处产生一个向外的弯 矩，所述向外的弯矩传递至所述加劲梁上；竖向水压力作用在所述压板上，所述压板将所述竖向水压力传递给所述加劲梁，在所 述竖向水压力、所述压板及加劲梁自重的共同作用下，抵消所述向外的弯矩，同时通过压板 与地面的摩擦力平衡横向水压力产生的向外推力，使所述防洪挡水装置保持平衡。
【文档编号】E02B3/10GK106087867SQ201610642988
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月8日 公开号201610642988.0, CN 106087867 A, CN 106087867A, CN 201610642988, CN-A-106087867, CN106087867 A, CN106087867A, CN201610642988, CN201610642988.0
【发明人】许年春, 况龙川, 晏致涛, 吴同情, 赵宝云, 冯桥木, 万虹宇, 陈小英, 陈明政, 黄伟, 朱浪涛, 周兆银
【申请人】重庆科技学院, 许年春