水電站廠房進水壓力鋼管固定結構的製作方法

2023-05-05 19:03:11 1

專利名稱：水電站廠房進水壓力鋼管固定結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及水電站廠房進水壓力鋼管固定結構，尤其是高水頭水電站無鎮墩的鋼岔管和彎管在進入廠房前不設鎮墩的一種結構型式。
背景技術：
高水頭水電站壓力鋼管進入廠房前的鋼岔管或彎管，一般都要設置混凝土鎮墩，以抵抗不平衡水推力，保持鋼管的穩定。鋼岔管或彎管的混凝土鎮墩，結構受力十分複雜，一直是困擾高水頭水電站鋼岔管結構設計的一個技術難題。鋼岔管鎮墩混凝土的結構分析需要建立三維數學模型，採用有限元或非線性有限元進行分析。鎮墩混凝土結構與鋼岔管結構聯合受力，需要配置大量的鋼筋。工程經驗表明，在工程投入運行後，鎮墩混凝土結構容易開裂，影響鎮墩的使用壽命。高水頭水電站的鋼岔管鎮墩混凝土在施工時，為減少外包混凝土的鋼筋，需要採取保壓措施，有時還需要保溫措施，這為鋼岔管的安裝、混凝土澆築施工造成困難，甚至影響工程工期。為了使鋼管沿管軸線方向能夠自由變形，一般在鎮墩間或鎮墩下遊側設置伸縮節以抵消溫度作用的影響，伸縮節結構造價高，製造、安裝比較困難。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種能協調變形的鋼岔管和彎管結構，以減小鋼管因溫度變化產生的溫度應力，維持鋼岔管和彎管的整體穩定的水電站廠房進水壓力鋼管固定結構。為了解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是:一種水電站廠房進水壓力鋼管固定結構，包括壓力鋼管、與壓力鋼管連接的鋼岔管、與鋼岔管連接的彎管、埋入彎管頂端的廠房混凝土牆體，在壓力鋼管直管段底部設置限制垂直向位移的滑動支撐，鋼岔管和彎管周圍設置有用級配料回填的保護層，保護層的外圍設置有蓋重層，埋入廠房混凝土牆體的彎管頂端的外圍設置加肋環。在鋼岔管與彎管之間還連接一段直管，直管底部也設置限制垂直向位移的滑動支撐。所述滑動支撐頂部為與壓力鋼管或直管外徑相匹配的彎曲鋼板，壓力鋼管或直管搭在彎曲鋼板中，滑動支撐下部為坐落在基巖上的素混凝土基礎。所述保護層採用最大粒徑20mm的沙礫石回填，不含有機質，細顆粒含量大於30%，最小厚度200mm，壓實度不小於0.95。所述蓋重層，採用不含泥炭土、有機質土和有機質沉泥材料的砂礫石回填，壓實度不小於0.92，最小厚度2m。所述彎曲鋼板為1/4圓弧板。[0013]本實用新型的有益效果是:在岔管前和直管段布置一個滑動支撐，限制鋼管垂直方向的位移，在水平方向可以自由滑動。減小因沉陷產生的自重應力，本實用新型結構簡單，鋼岔管的安裝施工方便，可以加快施工進度，不設鎮墩，大大降低工程造價，具有很好的經濟效益和社會效益。

圖1為本實用新型水電站廠房進水壓力鋼管固定結構的平面圖。圖2為本實用新型水電站廠房進水壓力鋼管固定結構的下部支撐及回填土斷面圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明:如圖1、2所示，本實用新型的水電站廠房進水壓力鋼管固定結構，包括壓力鋼管
5、與壓力鋼管5連接的鋼岔管2、與鋼岔管2連接的彎管1、埋入彎管I頂端的廠房混凝土牆體4，其特徵在於，在壓力鋼管5直管段底部設置限制垂直向位移的滑動支撐6，鋼岔管2和彎管3周圍設置有用級配料回填的保護層10，保護層10的外圍設置有蓋重層8，埋入廠房混凝土牆體4的彎管I頂端的外圍設置加肋環3。在鋼岔管2與彎管I之間還連接一段直管7，直管7底部也設置限制垂直向位移的滑動支撐6。所述滑動支撐6頂部為與壓力鋼管5或直管7外徑相匹配的彎曲鋼板11，壓力鋼管5或直管7搭在彎曲鋼板11中，滑動支撐6下部為坐落在基巖上的素混凝土基礎9。所述保護層7採用最大粒徑20mm的沙礫石回填，不含有機質，細顆粒含量大於30%，最小厚度200mm，壓實度不小於0.95。所述蓋重層8採用不含泥炭土、有機質土和有機質沉泥材料的砂礫石回填，壓實度不小於0.92，最小厚度2m。所述彎曲鋼板為1/4圓弧板。簡單地說，本實用新型用於高水頭水電站，其目的是鋼管在進入廠房前，在鋼岔管和彎管段不設鎮墩，依靠周圍回填的土體、廠房邊牆及鋼管自身結構抵抗來自鋼管的不平衡水推力。具體地說，鋼岔管2與壓力鋼管5安裝就位後焊接，鋼岔管2與彎管I焊接連接，或通過一段直管7與彎管I焊接連接。所述壓力鋼管5和直管7下部設置滑動支撐6，該滑動支撐6隻限制壓力鋼管5和彎管6的垂直向位移，而在水平方向則可以自由滑動。所述滑動支撐6頂部為一塊彎曲鋼板11，該鋼板與壓力鋼管5或直管7之間為滑動墊層，滑動支撐下部為坐落在基巖上的素混凝土基礎9。所述彎管I埋入廠房混凝土牆體4中，周圍設置加肋環3，作為岔管和彎管的固定端。保護層7採用最大粒徑20_的沙礫石回填，不含有機質，細顆粒含量大於30%，最小厚度200mm。手動設備碾壓，壓實度不小於0.95。保護層7的外圍為蓋重層8，採用不含泥炭土、有機質土和有機質沉泥材料的砂礫石回填，壓實度不小於0.92，最小厚度2m。以上所述的實施例僅用於說明本實用新型的技術思想及特點，其目的在於使本領域內的技術人員能夠理解本實用新型的內容並據以實施，不能僅以本實施例來限定本實用新型的專利範圍，即凡本實用新型所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍落在本實用新型的專利範圍內。
權利要求1.一種水電站廠房進水壓力鋼管固定結構，包括壓力鋼管(5)、與壓力鋼管(5)連接的鋼岔管(2)、與鋼岔管(2)連接的彎管(I)、埋入彎管(I)頂端的廠房混凝土牆體(4)，其特徵在於，在壓力鋼管(5)直管段底部設置限制垂直向位移的滑動支撐(6)，鋼岔管(2)和彎管(3)周圍設置有用級配料回填的保護層(10)，保護層(10)的外圍設置有蓋重層(8)，埋入廠房混凝土牆體(4)的彎管(I)頂端的外圍設置加肋環(3)。
2.根據權利要求1所述的水電站廠房進水壓力鋼管固定結構，其特徵在於，在鋼岔管(2)與彎管(I)之間還連接一段直管(7)，直管(7)底部也設置限制垂直向位移的滑動支撐(6)。
3.根據權利要求1或2所述的水電站廠房進水壓力鋼管固定結構，其特徵在於，所述滑動支撐(6)頂部為與壓力鋼管(5)或直管(7)外徑相匹配的彎曲鋼板(11)，壓力鋼管(5)或直管(7)搭在彎曲鋼板中，滑動支撐(6)下部為坐落在基巖上的素混凝土基礎(9)。
4.根據權利要求1所述的水電站廠房進水壓力鋼管固定結構，其特徵在於，所述保護層(10)採用最大粒徑20mm的沙礫石回填，不含有機質，細顆粒含量大於30%，最小厚度200mm，壓實度不小於0.95。
5.根據權利要求1所述的水電站廠房進水壓力鋼管固定結構，其特徵在於，所述蓋重層(8)採用不含泥炭土、有機質土和有機質沉泥材料的砂碌石回填，壓實度不小於0.92,最小厚度2m。
6.根據權利要求3所述的水電站廠房進水壓力鋼管固定結構，其特徵在於，所述彎曲鋼板(11)為1/4圓弧板。
專利摘要本實用新型公開了一種水電站廠房進水壓力鋼管固定結構，包括壓力鋼管、與壓力鋼管連接的鋼岔管、與鋼岔管連接的彎管、埋入彎管頂端的廠房混凝土牆體，在壓力鋼管直管段底部設置限制垂直向位移的滑動支撐，鋼岔管和彎管周圍設置有用級配料回填的保護層，保護層的外圍設置有蓋重層，埋入廠房混凝土牆體的彎管頂端的外圍設置加肋環。本實用新型提供的岔管和彎管結構不設鎮墩，埋藏在土體中，直接進入廠房，通過周圍土體和廠房的牆體及鋼管自身結構維持鋼岔管和彎管的穩定。本實用新型安裝、施工工藝簡單，降低鋼岔管的施工難度，減少工期，節約混凝土、鋼筋等材料工程量，降低工程造價等優點，可以給工程帶來很大的經濟效益和社會效益。
文檔編號F16L3/01GK202955333SQ201220652158
公開日2013年5月29日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者張忠輝, 林德金, 於玉森, 楊海燕, 朱方君, 黃建文, 屈文杰 申請人:中水北方勘測設計研究有限責任公司