一种抗水毁的小桥涵出水口结构的制作方法

1.本发明涉及小桥涵出水口结构技术领域，具体为一种抗水毁的小桥涵出水口结构。


背景技术：

2.桥涵是公路的重要组成部分，尤其是大中型桥梁，对公路和施工工期、工程造价有较大影响。公路桥涵建设与农田水利及人民生活关系密切，应综合考虑各方面因素进行设计与施工。桥涵分类采用两个指标，一个是单孔跨径，另一个是多孔跨径总长。公路小桥涵是公路跨越沟渠时，为渲泄沟渠水流而设置的横穿公路的小型排水构造物。
3.由于公路修建后造成水流汇集至小桥涵处通过，小桥涵处的水深和水流速度均比自然情况下增大。在小桥涵出水口处，水流流经涵洞出口后突然扩散，失去了涵洞侧壁的约束，水面会出现明显下降，重力势能转变为动能，水流速度明显加快，会对天然沟渠的河床进行冲刷破坏，由于水流瞬间向水面扩散，尤其是对桥涵出水口位置的两侧会产生较大的冲刷，长时间的侵蚀会导致桥涵出水口逐渐变大，影响桥涵整体的结构稳定性，甚至出现坍塌的情况。为此，我们提出一种抗水毁的小桥涵出水口结构。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种便于对桥涵出水口两侧进行自动卸力和自适应控制水流流速的抗水毁的小桥涵出水口结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗水毁的小桥涵出水口结构，包括卸力机构、抬升机构和控制机构和两组侧挡，两组所述侧挡之间的上方固定连接有拱顶，两组所述侧挡之间的下方固定连接有底板，所述卸力机构包括两组分别安装于两侧所述侧挡上的驱动轴，所述驱动轴的侧面均匀固定连接有多组扇叶，所述侧挡上开设有转角槽，所述驱动轴的上下两端与所述转角槽转动连接，所述卸力机构用于通过在小桥涵出水口位置的两侧增加能够进行转动卸力的所述扇叶，使得对转角处的冲击力被所述扇叶的转动进行导向，减缓对所述侧挡转角处的冲击磨损，所述抬升机构包括多组安装于两侧所述侧挡之间的抬升板，所述抬升机构用于在水流平缓时控制所述抬升板处于水平状态，减缓对水流的阻力，当水流增大时，逐渐抬起所述抬升板的一端，使得水流出现上坡流动的阻力，减缓部分水流的同时使得水流的竖向高度增加，水流竖向截面增大，水流呈现减速的趋势，所述控制机构包括固定安装于所述侧挡内的充气箱，所述控制机构用于通过所述扇叶带动所述驱动轴的转速变化，改变所述充气箱的充气速率，从而使得所述抬升板被顶起的高度产生相应的变化，水流越大则所述驱动轴转速越快，则所述充气箱充气速率越大，所述抬升板被顶起产生的坡度越大，便于对桥涵出水口两侧进行自动卸力和自适应控制水流流速的。
6.优选的，所述抬升机构还包括固定安装于所述抬升板侧面的转动轴，所述转动轴的两端分别与两侧所述侧挡转动连接，所述侧挡上开设有升降槽，所述升降槽内沿竖直方向滑动连接有抬升杆，所述抬升杆的侧面均匀固定连接有多组抬升轴，所述抬升板的两侧
均开设有与所述抬升轴滑动连接的抬升槽，所述控制机构用于控制所述抬升杆的升降状态，便于控制抬升板的抬升角度。
7.优选的，所述控制机构还包括与所述侧挡转动连接的第一齿轮，所述第一齿轮侧面非圆心位置转动连接有充气杆，所述充气箱内滑动连接有与所述充气杆一端转动连接的充气板，所述侧挡内设有用于在所述驱动轴转速达到设定值后联动所述第一齿轮进行转动的驱动件，所述充气箱上设有用于进行吸气的吸气件，所述充气箱上设有用于将气体排出使得所述抬升杆被顶起的顶起件，便于感知水流速度并联动抬升板进行抬起。
8.优选的，所述驱动件包括同轴固定安装于所述驱动轴上端的主动轮，所述侧挡内转动连接有转动柱，所述转动柱上同轴固定连接有从动轮，所述主动轮的外壁传动连接有与所述从动轮传动连接的传动带，所述转动柱上设有用于根据所述转动柱的转速改变与所述第一齿轮啮合状态的啮合件，便于在驱动轴转速达到设定值后联动第一齿轮进行转动。
9.优选的，所述啮合件包括多组安装于所述转动柱上的齿块，所述转动柱上均匀开设有多组滑动槽，所述滑动槽内固定连接有弹性拉绳，多组所述齿块分别与所述滑动槽沿水平方向滑动连接，所述弹性拉绳的一端与所述齿块固定连接，所述齿块能够与所述第一齿轮相啮合，便于根据转动柱的转速改变与第一齿轮啮合状态。
10.优选的，所述顶起件包括固定安装于所述充气箱上的排气管，所述排气管内固定连接有单向排气阀，所述排气管的一端连通连接有固定管，所述固定管内沿竖直方向滑动连接有升降杆，所述升降杆的上端固定连接有与所述抬升杆侧面固定连接的连接杆，所述固定管上设有用于将气体排出的排气件，便于将气体排出使得抬升杆被顶起。
11.优选的，所述排气件包括固定安装于所述侧挡和所述拱顶内的连通管，所述固定管的侧面沿竖直方向均匀连通连接有多组连接管，多组所述连接管均与所述连通管相连通，所述拱顶内开设有用于与外界气体相连通的输气管，便于将气体排出。
12.优选的，所述吸气件包括与所述充气箱连通连接的进气管，所述进气管的一端与所述输气管连通连接，所述进气管内固定连接有单向进气阀，便于进行吸气。
13.优选的，所述抬升杆的上下两端均设有用于对所述升降槽进行阻挡的挡板，便于防止升降槽的上下两端在抬升板升降过程中积攒泥沙。
14.优选的，所述输气管内固定连接有过滤网，防止外界的污染进入到输气管内部。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明解决了现有的小桥涵出水口结构使用时在出水口的两侧容易出现冲损，且难以根据水流速度进行自适应调节降速的问题，通过设置卸力机构、抬升机构和控制机构，便于通过在小桥涵出水口位置的两侧增加能够进行转动卸力的扇叶，使得对转角处的冲击力被扇叶的转动进行导向，减缓对侧挡转角处的冲击磨损，在水流平缓时控制抬升板处于水平状态，减缓对水流的阻力，当水流增大时，逐渐抬起抬升板的一端，使得水流出现上坡流动的阻力，减缓部分水流的同时使得水流的竖向高度增加，在该位置的水流竖向截面增大，水流呈现减速的趋势，通过控制机构利用扇叶带动驱动轴的转速变化，改变充气箱的充气速率，从而使得抬升板被顶起的高度产生相应的变化，水流越大则驱动轴转速越快，则充气箱充气速率越大，抬升板被顶起产生的坡度越大，该装置表面相对平整，对水流的阻力较小，无需电机等驱动源即可通过水流自身的流速变化切换装置整体的运行模式，安装便捷高效，提升了小桥涵出水口的使用寿命，方便使用。
附图说明
16.图1为本发明整体结构示意图；图2为本发明结构示意图；图3为本发明内部结构示意图；图4为本发明控制机构结构示意图；图5为本发明卸力机构结构示意图；图6为图5中a区域放大图；图7为本发明抬升机构结构示意图；图8为图7中b区域放大图；图9为本发明排气件结构示意图；图10为图9中c区域放大图。
17.图中：1-侧挡；2-拱顶；3-底板；4-卸力机构；5-驱动轴；6-扇叶；7-转角槽；8-抬升机构；9-抬升板；10-控制机构；11-充气箱；12-转动轴；13-升降槽；14-抬升杆；15-抬升轴；16-抬升槽；17-第一齿轮；18-充气杆；19-充气板；20-驱动件；21-吸气件；22-顶起件；23-主动轮；24-转动柱；25-从动轮；26-传动带；27-啮合件；28-齿块；29-滑动槽；30-弹性拉绳；31-排气管；32-单向排气阀；33-固定管；34-升降杆；35-连接杆；36-排气件；37-连通管；38-连接管；39-输气管；40-进气管；41-单向进气阀；42-挡板；43-过滤网。
实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
19.请参阅图1-图10，图示中的一种抗水毁的小桥涵出水口结构，包括卸力机构4、抬升机构8和控制机构10和两组侧挡1，两组侧挡1之间的上方固定连接有拱顶2，两组侧挡1之间的下方固定连接有底板3，卸力机构4包括两组分别安装于两侧侧挡1上的驱动轴5，驱动轴5的侧面均匀固定连接有多组扇叶6，侧挡1上开设有转角槽7，驱动轴5的上下两端与转角槽7转动连接，卸力机构4用于通过在小桥涵出水口位置的两侧增加能够进行转动卸力的扇叶6，使得对转角处的冲击力被扇叶6的转动进行导向，减缓对侧挡1转角处的冲击磨损，抬升机构8包括多组安装于两侧侧挡1之间的抬升板9，抬升机构8用于在水流平缓时控制抬升板9处于水平状态，减缓对水流的阻力，当水流增大时，逐渐抬起抬升板9的一端，使得水流出现上坡流动的阻力，减缓部分水流的同时使得水流的竖向高度增加，水流竖向截面增大，水流呈现减速的趋势，控制机构10包括固定安装于侧挡1内的充气箱11，控制机构10用于通过扇叶6带动驱动轴5的转速变化，改变充气箱11的充气速率，从而使得抬升板9被顶起的高度产生相应的变化，水流越大则驱动轴5转速越快，则充气箱11充气速率越大，抬升板9被顶起产生的坡度越大。
20.请参阅图1-图8，图示中的抬升机构8还包括固定安装于抬升板9侧面的转动轴12，
转动轴12的两端分别与两侧侧挡1转动连接，侧挡1上开设有升降槽13，升降槽13内沿竖直方向滑动连接有抬升杆14，抬升杆14的侧面均匀固定连接有多组抬升轴15，抬升板9的两侧均开设有与抬升轴15滑动连接的抬升槽16，抬升杆14的上下两端均设有用于对升降槽13进行阻挡的挡板42，控制机构10用于控制抬升杆14的升降状态。
21.本实施方案中，将侧挡1、底板3和拱顶2整体安装在小桥涵出水口的位置相对齐，小桥涵内的水流在输出时会推动两侧的扇叶6进行转动，使得对转角处的冲击力被扇叶6的转动进行导向，减缓对侧挡1转角处的冲击磨损，在水流平缓时控制抬升板9处于水平状态，减缓对水流的阻力，当水流增大时，通过控制机构10利用扇叶6带动驱动轴5的转速变化，改变充气箱11的充气速率，从而使得抬升板9被顶起的高度产生相应的变化，水流越大则驱动轴5转速越快，则充气箱11充气速率越大，抬升杆14在升降槽13内上移的高度就越大，逐渐推动抬升槽16使得抬升板9的一端被抬起，另一端绕着转动轴12进行转动下摆，使得水流出现上坡流动的阻力，减缓部分水流的同时使得水流的竖向高度增加，在该位置的水流竖向截面增大，水流呈现减速的趋势，该装置表面相对平整，对水流的阻力较小，无需电机等驱动源即可通过水流自身的流速变化切换装置整体的运行模式，安装便捷高效，提升了小桥涵出水口的使用寿命，方便使用。
实施例
22.请参阅图1-图8说明实施例2，本实施例对实施例1作进一步说明，图示中的控制机构10还包括与侧挡1转动连接的第一齿轮17，第一齿轮17侧面非圆心位置转动连接有充气杆18，充气箱11内滑动连接有与充气杆18一端转动连接的充气板19，侧挡1内设有用于在驱动轴5转速达到设定值后联动第一齿轮17进行转动的驱动件20，充气箱11上设有用于进行吸气的吸气件21，充气箱11上设有用于将气体排出使得抬升杆14被顶起的顶起件22。
23.请参阅图4-图8，图示中的驱动件20包括同轴固定安装于驱动轴5上端的主动轮23，侧挡1内转动连接有转动柱24，转动柱24上同轴固定连接有从动轮25，主动轮23的外壁传动连接有与从动轮25传动连接的传动带26，转动柱24上设有用于根据转动柱24的转速改变与第一齿轮17啮合状态的啮合件27，啮合件27包括多组安装于转动柱24上的齿块28，转动柱24上均匀开设有多组滑动槽29，滑动槽29内固定连接有弹性拉绳30，多组齿块28分别与滑动槽29沿水平方向滑动连接，弹性拉绳30的一端与齿块28固定连接，齿块28能够与第一齿轮17相啮合。
24.本实施方案中，扇叶6带动驱动轴5转动即可使得主动轮23进行转动，主动轮23带动传动带26使得从动轮25转动，从而带动转动柱24转动，当水流较小时，驱动轴5和转动柱24的转速较慢，齿块28在弹性拉绳30的拉动下处于滑动槽29内部位置，与第一齿轮17不啮合，随着水流的加速会带动驱动轴5和转动柱24的转速加快，齿块28转动角速度增加，离心力增大，从而将齿块28甩出，弹性拉绳30被拉伸，齿块28伸出后与第一齿轮17啮合转动，即可使得充气杆18带动充气板19进行抽吸，通过吸气件21将气体抽入充气箱11内，再被充气板19挤压推出到顶起件22内对抬升杆14进行顶起操作，实现对抬升板9一端高度的自动调整，可将主动轮23的直径设置大于从动轮25，使得从动轮25能够带动转动柱24更快转动，同时第一齿轮17的分度圆半径可设置较小，使得充气杆18能够更加快速的推拉充气板19，同时减少推拉的路程，充气板19与充气箱11内壁之间通过润滑油进行润滑，降低摩擦的同时
提升密封性。
实施例
25.请参阅图4-图10说明实施例3，本实施例对实施例1作进一步说明，图示中的顶起件22包括固定安装于充气箱11上的排气管31，排气管31内固定连接有单向排气阀32，排气管31的一端连通连接有固定管33，固定管33内沿竖直方向滑动连接有升降杆34，升降杆34的上端固定连接有与抬升杆14侧面固定连接的连接杆35，固定管33上设有用于将气体排出的排气件36。
26.请参阅图4-图10，图示中的排气件36包括固定安装于侧挡1和拱顶2内的连通管37，固定管33的侧面沿竖直方向均匀连通连接有多组连接管38，多组连接管38均与连通管37相连通，拱顶2内开设有用于与外界气体相连通的输气管39，输气管39内固定连接有过滤网43，吸气件21包括与充气箱11连通连接的进气管40，进气管40的一端与输气管39连通连接，进气管40内固定连接有单向进气阀41。
27.本实施方案中，通过单向进气阀41能够控制进气管40内的气流在充气板19抽吸时单向流入到充气箱11内，随着充气板19的推动，气体通过单向排气阀32推出到排气管31内进入到固定管33的底端位置，推动升降杆34上移，升降杆34上移的过程中会逐个打开侧面连接管38与固定管33的连通，当气压较低时，则只需打开少数的连接管38即可完成排气，当充气速率增大时，此时充入的气体通过连接管38难以实时排出，此时升降杆34则会被顶起更大距离，从而打开更多的连接管38，完成排气，升降杆34上移即可使得连接杆35带动抬升杆14一起上移，此时抬升板9被抬起的坡度越大，通过输气管39能够控制内部的气压平衡，外界的气体能够通过拱顶2上方的输气管39开口进入到输气管39内部对进气管40进行供气，连通管37内的气体也可通过输气管39排出，过滤网43能够有效的过滤气体中的杂质，避免污染装置内部空间，一般情况下水面的高度不会超过到拱顶2的位置，一旦水面没过拱顶2输气管39开口位置，桥涵内水面与外部水面几乎处于平齐状态，则此时的水流在小桥涵出水口的位置不会产生过大的水流冲击，扇叶6也不会快速转动，充气箱11也不会继续充气和抽气操作，输气管39内设置能够对水流进行阻挡但能够透气的阻挡物（未示出），因此此时外界的水难以通过输气管39进入到装置内部，且此时无需进行输气的操作，输气管39的开口可不与外界相连通，仅通过输气管39内部的气体供应实现气体的循环使用，减少外界的污染进入。
28.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
29.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种抗水毁的小桥涵出水口结构，其特征在于，包括：两组侧挡（1），两组所述侧挡（1）之间的上方固定连接有拱顶（2），两组所述侧挡（1）之间的下方固定连接有底板（3）；还包括：卸力机构（4），所述卸力机构（4）包括两组分别安装于两侧所述侧挡（1）上的驱动轴（5），所述驱动轴（5）的侧面均匀固定连接有多组扇叶（6），所述侧挡（1）上开设有转角槽（7），所述驱动轴（5）的上下两端与所述转角槽（7）转动连接，所述卸力机构（4）用于通过在小桥涵出水口位置的两侧增加能够进行转动卸力的所述扇叶（6），使得对转角处的冲击力被所述扇叶（6）的转动进行导向，减缓对所述侧挡（1）转角处的冲击磨损；抬升机构（8），所述抬升机构（8）包括多组安装于两侧所述侧挡（1）之间的抬升板（9），所述抬升机构（8）用于在水流平缓时控制所述抬升板（9）处于水平状态，减缓对水流的阻力，当水流增大时，逐渐抬起所述抬升板（9）的一端，使得水流出现上坡流动的阻力，减缓部分水流的同时使得水流的竖向高度增加，水流竖向截面增大，水流呈现减速的趋势；控制机构（10），所述控制机构（10）包括固定安装于所述侧挡（1）内的充气箱（11），所述控制机构（10）用于通过所述扇叶（6）带动所述驱动轴（5）的转速变化，改变所述充气箱（11）的充气速率，从而使得所述抬升板（9）被顶起的高度产生相应的变化，水流越大则所述驱动轴（5）转速越快，则所述充气箱（11）充气速率越大，所述抬升板（9）被顶起产生的坡度越大。2.根据权利要求1所述的一种抗水毁的小桥涵出水口结构，其特征在于：所述抬升机构（8）还包括固定安装于所述抬升板（9）侧面的转动轴（12），所述转动轴（12）的两端分别与两侧所述侧挡（1）转动连接，所述侧挡（1）上开设有升降槽（13），所述升降槽（13）内沿竖直方向滑动连接有抬升杆（14），所述抬升杆（14）的侧面均匀固定连接有多组抬升轴（15），所述抬升板（9）的两侧均开设有与所述抬升轴（15）滑动连接的抬升槽（16），所述控制机构（10）用于控制所述抬升杆（14）的升降状态。3.根据权利要求2所述的一种抗水毁的小桥涵出水口结构，其特征在于：所述控制机构（10）还包括与所述侧挡（1）转动连接的第一齿轮（17），所述第一齿轮（17）侧面非圆心位置转动连接有充气杆（18），所述充气箱（11）内滑动连接有与所述充气杆（18）一端转动连接的充气板（19），所述侧挡（1）内设有用于在所述驱动轴（5）转速达到设定值后联动所述第一齿轮（17）进行转动的驱动件（20），所述充气箱（11）上设有用于进行吸气的吸气件（21），所述充气箱（11）上设有用于将气体排出使得所述抬升杆（14）被顶起的顶起件（22）。4.根据权利要求3所述的一种抗水毁的小桥涵出水口结构，其特征在于：所述驱动件（20）包括同轴固定安装于所述驱动轴（5）上端的主动轮（23），所述侧挡（1）内转动连接有转动柱（24），所述转动柱（24）上同轴固定连接有从动轮（25），所述主动轮（23）的外壁传动连接有与所述从动轮（25）传动连接的传动带（26），所述转动柱（24）上设有用于根据所述转动柱（24）的转速改变与所述第一齿轮（17）啮合状态的啮合件（27）。5.根据权利要求4所述的一种抗水毁的小桥涵出水口结构，其特征在于：所述啮合件（27）包括多组安装于所述转动柱（24）上的齿块（28），所述转动柱（24）上均匀开设有多组滑动槽（29），所述滑动槽（29）内固定连接有弹性拉绳（30），多组所述齿块（28）分别与所述滑动槽（29）沿水平方向滑动连接，所述弹性拉绳（30）的一端与所述齿块（28）固定连接，所述齿块（28）能够与所述第一齿轮（17）相啮合。
6.根据权利要求5所述的一种抗水毁的小桥涵出水口结构，其特征在于：所述顶起件（22）包括固定安装于所述充气箱（11）上的排气管（31），所述排气管（31）内固定连接有单向排气阀（32），所述排气管（31）的一端连通连接有固定管（33），所述固定管（33）内沿竖直方向滑动连接有升降杆（34），所述升降杆（34）的上端固定连接有与所述抬升杆（14）侧面固定连接的连接杆（35），所述固定管（33）上设有用于将气体排出的排气件（36）。7.根据权利要求6所述的一种抗水毁的小桥涵出水口结构，其特征在于：所述排气件（36）包括固定安装于所述侧挡（1）和所述拱顶（2）内的连通管（37），所述固定管（33）的侧面沿竖直方向均匀连通连接有多组连接管（38），多组所述连接管（38）均与所述连通管（37）相连通，所述拱顶（2）内开设有用于与外界气体相连通的输气管（39）。8.根据权利要求7所述的一种抗水毁的小桥涵出水口结构，其特征在于：所述吸气件（21）包括与所述充气箱（11）连通连接的进气管（40），所述进气管（40）的一端与所述输气管（39）连通连接，所述进气管（40）内固定连接有单向进气阀（41）。9.根据权利要求2所述的一种抗水毁的小桥涵出水口结构，其特征在于：所述抬升杆（14）的上下两端均设有用于对所述升降槽（13）进行阻挡的挡板（42）。10.根据权利要求7所述的一种抗水毁的小桥涵出水口结构，其特征在于：所述输气管（39）内固定连接有过滤网（43）。

技术总结
本发明公开了一种抗水毁的小桥涵出水口结构，涉及桥涵出水口结构领域，解决了现有的小桥涵出水口结构使用时在出水口的两侧容易出现冲损，且难以根据水流速度进行自适应调节降速的问题，包括卸力机构、抬升机构和控制机构和两组侧挡，两组侧挡之间的上方固定连接有拱顶，卸力机构包括两组驱动轴，驱动轴的侧面固定连接有扇叶，抬升机构包括抬升板，控制机构包括充气箱，此抗水毁的小桥涵出水口结构，便于通过在小桥涵出水口位置的两侧增加能够进行转动卸力的扇叶，使得对转角处的冲击力被扇叶的转动进行导向，减缓对侧挡转角处的冲击磨损，利用扇叶带动驱动轴的转速变化，改变充气箱的充气速率，使得抬升板被顶起的高度产生相应的变化。相应的变化。相应的变化。


技术研发人员：李国嫒 李海峰 杜利鹏 侯东
受保护的技术使用者：山西省交通规划勘察设计院有限公司
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/8/13