支墩式鋼構壩的製作方法
2023-08-01 06:48:51 1
專利名稱：支墩式鋼構壩的製作方法
技術領域：
本發明涉及水利工程技術領域，特別是涉及一種支墩式鋼構壩。
背景技術：
目前，水利水電工程中的擋水建築物主要重力壩、土石壩和拱壩三大壩型。這三種 壩型的水利工程都具有投資大，施工周期長，施工難度大，對環境影響比較大的特點。針對 不同的建築物型式，下面具體分析一下存在的不足。重力壩的工作特點是依靠壩體自重產生的抗滑力來滿足壩體穩定要求，依靠壩體 自重產生的壓應力來抵消由於水壓力所引起的拉應力。這就決定了重力壩要有足夠大的壩 體斷面尺寸，導致築壩材料(砂石料、水泥、鋼筋)用量大，由於壩體積龐大，使得築壩材料混 凝土的強度不能充分發揮，使得建成後的壩體應力較低。而且，由於壩體斷面大，壩體與地 基接觸面積大，導致壩底揚壓力大，對壩體自身的穩定又相當不利；同時，為避免壩體產生 不均勻沉降，必需對壩基進行固結灌漿處理，導致地基處理費用高。土石壩是土石材料構成的壩，可以利用當地材料築壩。同樣，土石壩也要有足夠的 壩體斷面才能維持穩定。而土石壩的安全是取決於壩體的邊坡和壩基的穩定。因此，在結構 設計時，要充分考慮設置良好的防滲和排水設施以控制滲流；保證壩體、壩基的穩定。但是， 由於土石壩的壩身不宜過流，在樞紐布置時，需要設置專門的洩洪設施，才能保證工程的安 全運行，增加了工程投資；同時，也增加了施工期導流、度汛的難度和投資。而重力壩、土石壩的施工是在河流上進行的，受水文、氣象、地形、地質等因素影響 很大，施工時必須要進行施工導流，才能保證工程施工的順利進行；而且在冬季、夏季或冰 凍、降雪、雨天施工時，必須採取相應的措施，避免氣候影響，保證施工質量和施工進度。如， 混凝土在冬季、夏季施工時均要採取相應的溫控措施，避免壩體出現危害性裂縫，增加了施 工的難度和投資。土石料的施工冬季、雨季施工也要採取相應的防凍、雨季施工的工程措 施，保證壩體填築施工質量。另外，水工建築物的修建往往是位於交通不便的山區，施工的準備工作量相當大， 不僅要修建場內外交通道路(鐵路、公路、水路)，布置為施工服務的輔助企業(如混凝土骨 料開採加工系統、土石料場和土石料加工系統、混凝土拌和及製冷系統、機械修配系統、汽 車修配廠、鋼筋加工廠、預製構件廠、風、水、電、通信、照明系統等)，而且要修建辦公和生活 用房。這些設施的修建，將增大工程的投資。
發明內容
為了克服重力壩、土石壩的斷面尺寸大，材料強度不能充分發揮，施工周期長，施 工難度大，投資大，材料用量大，對環境影響大的缺點，本發明提出了一種新的壩型一支墩 式鋼構壩。
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本發明的技術方案是一種支墩式鋼構壩，含有擋水板、基礎、支撐桁架，所述的基 礎裡設有錨固件，該錨固件與上部的桁架底部固定連接；所述的桁架包括與擋水板近似垂 直的一定數量的主杆、跟主杆垂直連接的副杆、以及對角連接的斜杆；所述的主杆為長杆， 所述的副杆為短杆，副杆的兩端連接在主杆上；所述的相鄰的主杆之間的間距為L，該間距 L從擋水板下部向上逐漸變大；所述的桁架的兩端設有邊墩，邊墩的形狀與該鋼構壩橫截 面形狀匹配。所述的基礎和邊墩均為混凝土結構，邊墩與基礎為一體結構。所述的錨固件為近似「L」形的錨栓，該錨栓的下部為折彎的錨固根，上部為螺栓 頭。所述的主杆的下端與基礎接觸的部位設有連接板，該連接板固定連接在主杆下 端，並設有相應的副杆連接在主杆端部並與該連接板連接，該連接板上設有與所述的錨固 件連接的螺栓孔。所述的每個連接板的四角均設有螺栓孔，所述的基礎中的錨栓為四個，其分布位 置與連接板上的四個螺栓孔位置對應，匹配安裝。所述的擋水板的邊緣設有止水條，該止水條固定連接在擋水板表面邊緣上。所述的基礎內在擋水板下端的設有擋水幕。所述的擋水板與水平面的夾角為a，40°彡a彡60°。該鋼構壩的豎直高度小於70米。
對於支墩式鋼構壩的基礎設計，除了需要保證基礎本身具有足夠的剛度和強度外，同 時根據鋼構壩的基礎面選擇合理的布置方案，布置連接螺栓與上部結構連接，同時要做好 地基、基礎與壩體結合處的防滲措施。地基處理的方法和措施可以多樣化，根據壩址不同的地質條件和支墩式鋼構壩的 工作條件，採取相應的地基處理措施，如改善地基的剪切特性，提高地基土的抗剪強度； 改善地基的壓縮特性，減少地基土的沉降；改善地基的透水特性和動力特性。可以採取土質 的改良、土質的置換、土質的補強和加固等一系列措施來提高地基的承載力。並且做好地基 與支墩式鋼構壩的連接承臺，在承臺上埋設連接螺栓，並做好防滲措施。本發明的有益效果
本發明的支墩式鋼構壩的支撐桁架主杆與擋水板近似垂直布置，並且主杆採用長杆， 突出了主杆的支撐能力，與擋水板所受推力的方向一直，能夠充分發揮鋼材的材料性能，
該發明的鋼構壩的相鄰的主杆之間的間距為L從擋水板下部向上逐漸變大；複合擋水 板的受力情況，最下部水的壓強最大，其桁架的密度自然要加大，間距要小，上部水壓小，桁 架的密度自然可以小，間距要大，將有限的鋼材用到最需要的地方，使其結構合理。該發明鋼構壩的桁架的兩端設有邊墩，在該邊墩上能夠加裝其他水利設施，諸如 放水閘門，或者過船閘門等，使該鋼構壩除了具備攔水蓄水的功能外，還具備一些其它功 能。本發明的支墩式鋼構壩的工作機理是利用穩定的擋水板和桁架支撐系統，將其承 受的荷載一部分通過桁架支撐系統的聯合作用傳遞到地基，另外，擋水板與水平面的夾角 為40°飛0°左右，能夠有效利用傾斜的擋水板上的水體的自重來維持壩體穩定。
圖1為該支墩式鋼構壩的橫截面結構示意圖； 圖2為該支墩式鋼構壩的俯視結構示意圖3為圖1的A-A向結構示意圖。
具體實施例方式參見圖1-圖3，圖中1.基礎、2.擋水幕、3.擋水板、4.桁架的主杆、5.桁架的副 杆、6.桁架的斜杆、7.連接板、8.錨固件、9.邊墩、10. GW系列隔離開關的軸頭。實施例一種支墩式鋼構壩，含有擋水板、基礎、支撐桁架，所述的基礎裡設有錨固 件，該錨固件與上部的桁架底部固定連接；所述的桁架包括與擋水板近似垂直的一定數量 的主杆、跟主杆垂直連接的副杆、以及對角連接的斜杆；所述的主杆為長杆，所述的副杆為 短杆，副杆的兩端連接在主杆上；所述的相鄰的主杆之間的間距為L，該間距L從擋水板下 部向上逐漸變大；所述的桁架的兩端設有邊墩，邊墩的形狀與該鋼構壩橫截面形狀匹配。所 述的基礎和邊墩均為混凝土結構，邊墩與基礎為一體結構。所述的錨固件為近似「L」形的錨 栓，該錨栓的下部為折彎的錨固根，上部為螺栓頭。所述的主杆的下端與基礎接觸的部位設 有連接板，該連接板固定連接在主杆下端，並設有相應的副杆連接在主杆端部並與該連接 板連接，該連接板上設有與所述的錨固件連接的螺栓孔。所述的每個連接板的四角均設有 螺栓孔，所述的基礎中的錨栓為四個，其分布位置與連接板上的四個螺栓孔位置對應，匹配 安裝。所述的擋水板的邊緣設有止水條，該止水條固定連接在擋水板表面邊緣上。所述的基 礎內在擋水板下端的設有擋水幕。所述的擋水板與水平面的夾角為a，40° < a <60°。 該鋼構壩的豎直高度小於70米。對於支墩式鋼構壩的基礎設計，除了需要保證基礎本身具有足夠的剛度和強度 外，同時根據鋼構壩的基礎面選擇合理的布置方案，布置連接螺栓與上部結構連接，同時要 做好地基、基礎與壩體結合處的防滲措施。地基處理的方法和措施可以多樣化，根據壩址不同的地質條件和支墩式鋼構壩的 工作條件，採取相應的地基處理措施，如改善地基的剪切特性，提高地基土的抗剪強度； 改善地基的壓縮特性，減少地基土的沉降；改善地基的透水特性和動力特性。可以採取土質 的改良、土質的置換、土質的補強和加固等一系列措施來提高地基的承載力。並且做好地基 與支墩式鋼構壩的連接承臺，在承臺上埋設連接螺栓，並做好防滲措施。
權利要求
一種支墩式鋼構壩，含有擋水板、基礎、支撐桁架，所述的基礎裡設有錨固件，該錨固件與上部的桁架底部固定連接；其特徵是所述的桁架包括與擋水板近似垂直的一定數量的主杆、跟主杆垂直連接的副杆、以及對角連接的斜杆；所述的主杆為長杆，所述的副杆為短杆，副杆的兩端連接在主杆上；所述的相鄰的主杆之間的間距為L，該間距L從擋水板下部向上逐漸變大；所述的桁架的兩端設有邊墩，邊墩的形狀與該鋼構壩橫截面形狀匹配。
2.根據權利要求1所述的支墩式鋼構壩，其特徵是所述的基礎和邊墩均為混凝土結 構，邊墩與基礎為一體結構。
3.根據權利要求1所述的支墩式鋼構壩，其特徵是所述的錨固件為近似「L」形的錨 栓，該錨栓的下部為折彎的錨固根，上部為螺栓頭。
4.根據權利要求3所述的支墩式鋼構壩，其特徵是所述的主杆的下端與基礎接觸的 部位設有連接板，該連接板固定連接在主杆下端，並設有相應的副杆連接在主杆端部並與 該連接板連接，該連接板上設有與所述的錨固件連接的螺栓孔。
5.根據權利要求1所述的支墩式鋼構壩，其特徵是所述的每個連接板的四角均設有 螺栓孔，所述的基礎中的錨栓為四個，其分布位置與連接板上的四個螺栓孔位置對應，匹配 安裝。
6.根據權利要求1所述的支墩式鋼構壩，其特徵是所述的擋水板的邊緣設有止水條， 該止水條固定連接在擋水板表面邊緣上。
7.根據權利要求1所述的支墩式鋼構壩，其特徵是所述的基礎內在擋水板下端的設 有擋水幕。
8.根據權利要求1所述的支墩式鋼構壩，其特徵是所述的擋水板與水平面的夾角為 a，40° ^ a ^ 60°。
9.根據權利要求1所述的支墩式鋼構壩，其特徵是該鋼構壩的豎直高度小於70米。
全文摘要
一種支墩式鋼構壩，含有擋水板、基礎、支撐桁架，所述的基礎裡設有錨固件，該錨固件與上部的桁架底部固定連接；所述的桁架包括與擋水板近似垂直的一定數量的主杆、跟主杆垂直連接的副杆、以及對角連接的斜杆；所述的主杆為長杆，所述的副杆為短杆，副杆的兩端連接在主杆上；所述的相鄰的主杆之間的間距為L，該間距L從擋水板下部向上逐漸變大；所述的桁架的兩端設有邊墩，邊墩的形狀與該鋼構壩橫截面形狀匹配。該支墩式鋼構壩的桁架支撐能力強，桁架結構設計合理，該發明鋼構壩的桁架的兩端設有邊墩，在該邊墩上能夠加裝其他水利設施，諸如放水閘門，或者過船閘門等，使該鋼構壩除了具備攔水蓄水的功能外，還具備一些其它功能。
文檔編號E02B7/14GK101974896SQ20101052159
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月27日 優先權日2010年10月27日
發明者劉尚蔚, 尹偉波, 張國新, 楊小薈, 王裕彪, 魏群, 魏魯雙 申請人:華北水利水電學院