翼檣概述

翼墻為保證涵洞或重力式橋臺(tái)兩側(cè)路基邊坡穩(wěn)定并起引導(dǎo)河流的作用而設(shè)置的一種擋土結(jié)構(gòu)物。翼墻有直墻式（垂直于端墻）或八字式（敞開斜置）兩種。后者又稱八字墻，是最常用的一種形式，斜置的角度一般習(xí)慣采用30度。翼墻的構(gòu)造形式與地形、填土高度和接線密切相關(guān)。

翼墻的平面布置主要考慮導(dǎo)流的要求。有擋水任務(wù)的過水建筑物，擋水側(cè)翼墻的平面布置還要考慮岸邊防滲的要求。順?biāo)鞣较虻耐队伴L(zhǎng)度不小于鋪蓋長(zhǎng)度。無論進(jìn)口或出口，冀墻在平面上要力求平順，進(jìn)口兩側(cè)擴(kuò)散，避免墻前出現(xiàn)回流、旋渦等不利流態(tài)。翼墻的平面布置型式有直線式、折線式和曲線式等，可根據(jù)進(jìn)出口的流速和地形條件選擇。一般進(jìn)口翼墻可用直線、折線或圓弧線；出口宜采用橢圓或其他曲率漸變的曲線，曲率可從出口向下游逐漸增大。翼墻迎水面的立面布置有直立式、傾斜式、扭曲面式等直立式和扭曲面式的水流情況較好，傾斜式翼墻在與過水孔口連接處，過水?dāng)嗝姘l(fā)生突變，常引起旋渦甚至回流。大型翼墻多用直立式，中小型翼墻可用扭曲式。翼墻墻頂高程根據(jù)過水建筑物的運(yùn)用要求確定。原則上需高于過流時(shí)的水位。流速較低時(shí)也可低于過流水位。當(dāng)有擋水任務(wù)時(shí)，擋水側(cè)翼墻頂應(yīng)高于最高擋水位。

翼檣翼墻的布置對(duì)水流的影響

上游翼墻的擴(kuò)散角度不宜過大，過大則閘門進(jìn)口過水寬度收縮太快，在兩側(cè)邊墩處容易產(chǎn)生渦流，對(duì)閘身及閘門的安全均為不利。如果地有一節(jié)制閘，30孔凈寬300米，上游水面寬闊，曾對(duì)上游翼墻的擴(kuò)散角作過整體模型比較試驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)指出，當(dāng)擴(kuò)散角為14°30′時(shí)，邊墩的渦流始得改善。下游翼墻擴(kuò)散角對(duì)出閘水流的影響很大。出閘高速水流要求盡可能地?cái)U(kuò)散，以減少單寬流量，并在全部寬度上均勻分布。

因此不論擴(kuò)散本身是否結(jié)合消能和消能的形式如何，而平面擴(kuò)散總是消能的一個(gè)必要步驟。尤其是水頭差較小的閘下消能，平面擴(kuò)散較為重要。翼墻擴(kuò)散對(duì)閘下消能影響巨大，如果翼墻擴(kuò)散角度太大或擴(kuò)散不良，使水流不能順著翼墻擴(kuò)散面擴(kuò)散，可能形成回流區(qū)域，壓縮主流，使單寬流量集中并容易造成偏流，同時(shí)在翼墻末端與河渠相接處，因斷面放大而形成甚強(qiáng)之回流，淘刷岸坡及河底。

翼墻擴(kuò)散角度太大，還常常引致主流脫離翼墻，集中沖向下游形成折沖水流。反之，如翼墻擴(kuò)散角擴(kuò)散得太緩，將增加擴(kuò)散段長(zhǎng)度，造成建筑材料的浪費(fèi)。翼墻擴(kuò)散角度愈小，長(zhǎng)度愈長(zhǎng)，則水流情形愈為順適。從水工模型試驗(yàn)證明，以翼墻長(zhǎng)度L=20m及30m進(jìn)行比較試驗(yàn)，結(jié)果認(rèn)為30m長(zhǎng)之翼墻在增加有效過水面積，減少平均流速等方面均較20m之翼墻為佳。介在設(shè)計(jì)時(shí)，為求經(jīng)濟(jì)起見，一般并不采取太長(zhǎng)的翼墻，以求節(jié)省工程投資。

下游翼墻末端宜與護(hù)坦末端齊平，同時(shí)出擴(kuò)坦后翼墻不宜急轉(zhuǎn)，而應(yīng)以漸變曲線或扭曲面與岸坡聯(lián)結(jié)，這樣布置可大大改善岸坡的水流條件。

翼檣翼墻的最佳形式選擇

翼墻的迎水面最好采用扭曲面，從閘身開始，擴(kuò)散角應(yīng)該很小，并且墻的迎水面是垂直的，因?yàn)檫@樣，可使水流更為順適。其次為圓弧面，再其次是直立的八字式翼墻。翼墻的擴(kuò)散應(yīng)該是平滑的曲線或直線，但不要做成折線形狀。國(guó)因?yàn)樵谝韷D(zhuǎn)折點(diǎn)后，會(huì)出現(xiàn)水流分離現(xiàn)象，產(chǎn)生低壓區(qū)域，該區(qū)域擴(kuò)散能力較弱，而在低壓區(qū)域的下游擴(kuò)散能力又過強(qiáng)，因而造成極不均勻的水深分布。試驗(yàn)證明，翼墻墻壁如果偏轉(zhuǎn)過快，將使有限的波浪傳播速度所允許的水流偏轉(zhuǎn)不能立即跟上，造成急流脫離邊墻。

將產(chǎn)生局部的擾動(dòng)及促使沖擊波的形成，使得水流呈現(xiàn)不均勻分布。因此水體的側(cè)面邊介應(yīng)避免突然急驟的變化，如果是一個(gè)有效的擴(kuò)散邊介時(shí)應(yīng)當(dāng)在曲度上連續(xù)變換。

如果采用直線型的八字式翼墻，其擴(kuò)散角度一般以12°左右為宜。這一合理指標(biāo)的提出，已經(jīng)在水工模型試驗(yàn)及實(shí)際運(yùn)用觀測(cè)中所證實(shí)。

翼墻不宜采用90°轉(zhuǎn)角，以水工模型試驗(yàn)結(jié)果，水流出閘孔口集中于河道中心線上，以致兩岸坡上產(chǎn)生直軸回流，影響流量系數(shù)，且對(duì)岸坡及河床有沖刷作用。

閘門的旋倒未能達(dá)到統(tǒng)一步調(diào)，有先有后，加上缺乏專人管理，使多股水流速不平穩(wěn)地相繼進(jìn)入下游河渠，引起橫向水流折沖，方向混亂。

翼墻未端90°轉(zhuǎn)角進(jìn)入下游開闊水面，使兩岸壁產(chǎn)生立軸回流，造成沖刷潭。

1、在設(shè)計(jì)水工建筑物過程中，設(shè)計(jì)者往往容易忽視上下游翼墻的合理布局，多是根據(jù)建筑物上下游河床寬度進(jìn)行帶有任意性的連接，缺乏精細(xì)的理論計(jì)算，側(cè)重于考慮閘室結(jié)構(gòu)的安全計(jì)算，造成顧此失彼的現(xiàn)象，給工程的安全帶來不應(yīng)有的損失。

2、沒有籌備足夠的資金，盲目地采取遷就的因陋就簡(jiǎn)辦法，或改變?cè)瓉砗侠淼脑O(shè)計(jì)尺寸，以圖節(jié)省工程費(fèi)，但往往又適得其反。

3、缺乏對(duì)水流特性的理解，特別是如何防止對(duì)建筑物有危害作用的折沖水流的形成，在工程布置上考慮得較少。

4、由于管理不善，對(duì)于多孔閘門的啟閉操作規(guī)程沒有明確的規(guī)定，或者運(yùn)用管理人員根本未能掌握，形成設(shè)計(jì)與運(yùn)轉(zhuǎn)相對(duì)立。2100433B

噴射飛航的金星水翼船需要的技術(shù)跟航空十分相似，因此美國(guó)的波音公司在60年代便開始研究水翼船。1974年，波音建造了6首131呎長(zhǎng)的PHM型全浸式水翼船軍艦。艦上裝有反艦導(dǎo)彈、75亳米快速炮。航速超過45節(jié)。發(fā)動(dòng)機(jī)為2部800匹柴油引擎(飛航前用)，及2部17,000匹GE海事用燃?xì)庖?飛航時(shí)用)，用噴水器推進(jìn)。同時(shí)波音亦發(fā)展了民用的水翼船渡輪，稱為JetFoil929型。929型亦為全浸式水翼船，水翼可以收起，以進(jìn)入淺水的地區(qū)。船身長(zhǎng)90呎，以鋁合金制造，凈重約100噸，載客量可達(dá)250人，航速逹45節(jié)。推進(jìn)的動(dòng)力，來自2部勞斯萊斯Allison 501k燃?xì)庖?，用噴水器推進(jìn)。波音總共生產(chǎn)了26艘929型水翼船，買家有日本、英國(guó)、印尼等地的渡輪公司。當(dāng)中香港的信德集團(tuán)旗下的遠(yuǎn)東水翼船(1999年7月與中旅僑福(CTS-Parkview Ferry Service Co. Ltd.)的港澳飛航 TurboCat 合并后改稱噴射飛航)是最大的用戶，曾擁有16艘用來提供往來香港及澳門之間的服務(wù)(有3艘已售予韓國(guó))。波音停止生產(chǎn)JetFoil后，將生產(chǎn)專利賣給日本川崎重工(Kawasaki Heavy Industries, Co. Ltd.)，大約生產(chǎn)了15艘。90年代中期，中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)旗下的上海新南船廠(CSSC Shanghai Simmo)亦曾短暫授權(quán)生產(chǎn)2艘(型號(hào)為 PS-30)予香港的遠(yuǎn)東水翼船(其中1艘已售予韓國(guó))。

從前看，左:半浸式水翼；右:全浸式水翼早期的水翼船在采用U型的水翼。這種水翼被稱為“半浸式”或“割劃式”水翼。因?yàn)樵谒盹w航時(shí)，U型水翼會(huì)有部份是浸在水中，而部份則會(huì)割破水面露在空中。半浸式水翼的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，推進(jìn)一般用船尾浸在水中的螺旋槳及方向舵。較新的水翼船則是采用倒 T 型的水翼，這種水翼被稱為“全浸式”，因?yàn)樗?jīng)常保持在水下?！叭健钡乃硎芎＠说挠绊懕取鞍虢健毙?，因此全浸式水翼船在大浪的海上行走時(shí)更為穏定，亦更為舒適。但是因?yàn)槿剿碓O(shè)計(jì)不具自我穏定的特性；故此必須要由自動(dòng)控制系統(tǒng)就海面情況、船身姿態(tài)、速度、加速等參數(shù)不斷改變水翼的攻角，以維持水翼飛航的狀態(tài)。如果水翼船突然失速(例如發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重故障，或者因碰撞而突然減速)，飛航中的船身可能會(huì)突然掉回水中，造成意外。部份全浸式水翼船的推進(jìn)采用燃?xì)鉁u輪引擎，配以噴水系統(tǒng)，避免了螺旋槳及方向舵帶來的阻力。船在航行時(shí)，船體受水的阻力較大，影響船的航行速度