[發明專利]組合連拱式鋼構壩

無效

• 申請號: 201010181877.7
• 申請日: 2010-05-25
• 公開（公告）號: CN101881016A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 魏群;張國新;劉尚蔚;魏魯雙;楊小薈;尹偉波
• 申請（專利權）人: 華北水利水電學院
• 主分類號: E02B7/12
• 分類號: E02B7/12;E02B8/00
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳大通

一、技術領域：

本發明涉及水利水電工程的壩結構改進技術，特別涉及一種組合連拱式鋼構壩。

二、背景技術：

目前，水利水電工程中的主要擋水建筑物有重力壩、土石壩和拱壩。各種壩型的主要特點如下：

重力壩的工作原理是依靠壩體自重產生的抗滑力來滿足壩體穩定要求，并依靠壩體自重產生的壓應力來抵消由于水壓力所引起的拉應力。重力壩的壩體剖面尺寸大，材料用量大，壩體應力較低，材料強度不能充分發揮。而且，壩體與地基接觸面積大，導致壩底揚壓力大，對壩體自身穩定不利。

土石壩是利用當地材料筑成的壩，壩體要有足夠的斷面才能保持穩定。而土石壩的邊坡和壩基穩定是土石壩安全的基本保證。因此，壩體構造必須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。土石壩的壩身不宜過流，需要設置專門的泄洪設施，才能保證工程安全運行。

拱壩主要依靠兩岸拱端的反力作用維持壩身的穩定。因此拱壩對壩址的地形、地質條件要求較高，對地基的要求也較嚴格。而且，拱壩剖面較薄，壩體幾何形狀復雜，因此，對施工質量、筑壩材料強度和防滲要求都要比重力壩高。

三、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，施工期長，投資大的不足；彌補拱壩對地基的適應性不強的不足，發明了一種新的壩型——組合連拱式鋼構壩。

技術方案：

一種組合連拱式鋼構壩，含有壩底鋼筋混凝土承臺及預埋固定件、兩岸鋼筋混凝土結構筑成的邊墩及預埋固定件，根據鋼構壩主體設計的整體實際形狀、壩底寬度、壩體高度、壩主體拱度和設計要求對壩底承臺和兩側邊墩進行規范化設計，鋼構壩主體包括一個箱式拱形支撐主體和固定在該拱形支撐主體的凸面迎水面上有n個小跨度拱形支撐面板，所述拱形支撐主體是沿徑向被分割為n個小拱形支撐體的組合體，每個小拱形支撐體的徑向截面為直角梯形，其中斜邊靠近迎水面、直角邊為背水面，將該直角梯形的斜邊m等分，沿斜邊的各等分點和斜邊最上端頂點共m個點在小拱形支撐體內腔分別做水平分割面和豎向分割面，從而小拱形支撐體被分成一定數量的箱式矩截面小拱形單元體A和箱式三角截面小拱形單元體B；組成小拱形支撐體的每個箱式矩截面小拱形單元體A和箱式三角截面小拱形單元體B的相鄰側邊固定在一起，形成雙層公共相鄰邊，相鄰的小拱形支撐體對接固定即相鄰處的每個箱式矩截面小拱形單元體A和箱式三角截面小拱形單元體B分別對接固定；鋼構壩主體最底層的箱式矩截面小拱形單元體A和箱式三角截面小拱形單元體B與壩底鋼筋混凝土承臺中預埋固定件固定，鋼構壩主體兩端的箱式矩截面小拱形單元體A和箱式三角截面小拱形單元體B與鋼筋混凝土邊墩中預埋固定件固定，其中m和n為大于1的自然數。

所述小跨度拱形支撐面板與壩底水平面夾角為40°～55°。

在矩截面小拱形單元體A的側面開口端還固定有斜支撐桿。

在壩體主體上端還固定有與壩體輪廓匹配的上端板。

相鄰兩個小拱形支撐體對接的公共邊上設有凹槽，相鄰兩個小跨度拱形支撐面板的相鄰側邊匹配固定于所述凹槽內。最外側的小拱形支撐體的側邊上設有邊凹槽，最外側的小跨度拱形支撐板的外側壁匹配固定于所述邊凹槽內。所述凹槽可以為普通的矩形凹槽，也可以為燕尾形凹槽。小拱形支撐體的側邊設有與凹槽匹配的翻邊。

所述箱式拱形支撐主體為拋物線拱，或者為橢圓拱，或者為弓形拱，或者為半圓形拱。

所述壩底混凝土承臺和兩側混凝土邊墩的下部分別通過錨桿固定在基巖深處。

壩主體后端的相互連通的各矩截面小拱形單元體A內設有發電廠房設施、電梯井、檢修廊道，在庫區地形合適處設置泄洪通道。

根據實際需要，鋼構壩主體的上端面和底面可以向背水面一側適當加寬，這樣鋼構壩主體的最后側的單元體A的寬度將可能大于其他單元體A的寬度。當然也可以在鋼構壩主體最后側再增加一層由單元體A組成的附加層，以便加厚壩體只需。