[實(shí)用新型]拉索支墩鋼構(gòu)壩

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220561423.7
• 申請(qǐng)日: 2012-10-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202881911U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔溦;張社榮;郭千里;林喆;譚森明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): E02B7/14
• 分類號(hào): E02B7/14;E02B8/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 宋潔瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及水利工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋼構(gòu)壩。

背景技術(shù)

鋼構(gòu)壩作為一種擋水建筑物，至今已有百余年歷史。在最初期的鋼構(gòu)壩中，面板與構(gòu)件間采用焊接或螺栓連接，它充分利用鋼材強(qiáng)度高、柔性好的特點(diǎn)，使壩體具有非常好的整體性與柔韌性，可以更適應(yīng)水體的變形要求，是一種先進(jìn)的壩工新技術(shù)。美國(guó)曾于1897年10月7日建成了Ashfork?steel?dam，該壩總長(zhǎng)91.4m，鋼構(gòu)壩部分高14m，長(zhǎng)56m，鋼構(gòu)壩兩端設(shè)砌石重力壩，為世界上最早的鋼構(gòu)壩之一。1900～1960年，在澳大利亞、英國(guó)等相繼建成幾座鋼構(gòu)壩，最大壩高在20m以上。上述所建鋼構(gòu)壩均為斜面壩，壩面后采用桁架支撐系統(tǒng)。由于對(duì)基礎(chǔ)要求較高，且樞紐布置不靈活，加之鋼結(jié)構(gòu)加工和施工技術(shù)限制，此后鋼構(gòu)壩的發(fā)展受到了較大限制，僅針對(duì)較低水頭（<20m）進(jìn)行了嘗試。直到1997年，在荷蘭建成的梅斯蘭大壩前，2道可開(kāi)啟式扇形浮動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)壩體高達(dá)22米，400多米的長(zhǎng)度相當(dāng)于一座埃菲爾鐵塔，重量卻是埃菲爾鐵塔的2倍。2003年日本還出現(xiàn)一種支墩壩，壩高在36m左右，是已建的世界最高鋼構(gòu)壩。實(shí)質(zhì)上，近期出現(xiàn)的這種巨型鋼結(jié)構(gòu)更多的類似于閘門，而與壩工結(jié)構(gòu)相差較遠(yuǎn)，其不可能適應(yīng)于較高水頭（>40m）和較大泄量（>1000m³）情況。

在我國(guó)，目前鋼構(gòu)壩方面的研究和實(shí)踐都還處于起步階段，已有的有關(guān)鋼構(gòu)壩（或鋼壩）的報(bào)道主要針對(duì)景觀河道等的低水頭工程，這種類型的鋼構(gòu)壩與鋼閘門類似，主要通過(guò)支墩固定鋼結(jié)構(gòu)，底部則通過(guò)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)相連，其應(yīng)用只能局限于較低水頭，泄水則是自動(dòng)溢流或通過(guò)專門的泄水建筑物。魏群等對(duì)以鋼結(jié)構(gòu)為主的擋水建筑物進(jìn)行了較多探索性研究，其提出鋼構(gòu)壩新形式容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化制造安裝，能夠加快工程進(jìn)度，具有一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，但適應(yīng)性仍局限于較低水頭。

總體來(lái)看，隨著擋水水頭和下泄水量的增加，鋼構(gòu)壩在壩體設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等方面出現(xiàn)了很多新問(wèn)題，目前尚沒(méi)有能滿足高水頭（>70m）的鋼構(gòu)壩形式。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種拉索支墩鋼構(gòu)壩，克服現(xiàn)有鋼構(gòu)壩形式在擋水水頭較高時(shí)難以滿足壩體應(yīng)力、變形控制要求，鋼構(gòu)壩的穩(wěn)定性能突出的問(wèn)題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種拉索支墩鋼構(gòu)壩，包括支墩、擋水鋼結(jié)構(gòu)以及墊座，支墩和支墩之間的鋼結(jié)構(gòu)面板組成一個(gè)壩段，鋼構(gòu)壩由多個(gè)壩段組成，壩段之間設(shè)縫，所述支墩包括鋼筋混凝土墩體、拉索、泄水結(jié)構(gòu)物，拉索在支墩上游面布置，利用錨固結(jié)構(gòu)錨固在支墩內(nèi)部，泄水結(jié)構(gòu)物布置在中間河床壩段的支墩上，所述鋼筋混凝土墊座設(shè)置在基礎(chǔ)上，墊座上設(shè)置底孔。

所述支墩高度為70~120m，沿壩軸線長(zhǎng)度為8~20m；沿水流向底寬為25~40m；支墩間距為6~10m。

所述泄水結(jié)構(gòu)物采用表孔或倒虹吸形式泄洪，寬度為6~18m；支墩下游坡度在1：0.5~1:1間取值。

所述支墩上布置拉索排數(shù)在6~14排，每排2~4根，避免布置單根拉索，拉索的長(zhǎng)度在100~400m之間。

所述擋水鋼結(jié)構(gòu)主要由面板、主梁、次梁、橫隔板組成，次梁支撐橫隔板，與主梁間隔布置，主梁、次梁、橫隔板交叉形成梁格，鋼結(jié)構(gòu)的形式為拱形、半圓弧形或平面形式。

單壩段擋水鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度為6~10m，高度為68~118m；主梁為8~16根，采用實(shí)腹式組合梁，次梁采用槽鋼截面形式，布置4~8根，橫隔板按1.0~2.0m等間距布置，選用鋼面板厚度在20~30mm之間。

所述擋水鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置斜向桿進(jìn)行支撐。

所述擋水鋼結(jié)構(gòu)與支墩采用鉸接的方式，采用類似閘門槽的形式，在鋼結(jié)構(gòu)端部適當(dāng)加大截面面積，并在門槽附近加強(qiáng)配筋，槽內(nèi)設(shè)止水。

所述墊座內(nèi)設(shè)有基礎(chǔ)灌漿廊道，墊座和支墩之間采用整體澆筑，并采用鋼筋進(jìn)行貫通連接；墊座與上部鋼結(jié)構(gòu)之間采用輪式支承或滑動(dòng)支承進(jìn)行連接。

墊座底高度為10~20m，底寬為25~40m，其上游面鉛直，下游坡度比為1:0.5~1:1之間，所述基礎(chǔ)灌漿廊道斷面形狀采用城門洞型，廊道的上游壁離上游側(cè)面的距離取4~10m；基礎(chǔ)灌漿廊道距基巖面距離取3~6m。