[實用新型]預應力混凝土蝸殼結構

有效

• 申請號: 201821986593.3
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN209429077U
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 張志川
• 申請（專利權）人: 中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E02B9/00
• 分類號: E02B9/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 羅明理

本實用新型公開的是水利水電工程技術領域的一種預應力筋布置形式的預應力混凝土蝸殼結構，包括由鋼筋混凝土澆筑的蝸殼和位于蝸殼壁面內的預應力筋，所述預應力筋包括環向預應力筋和外側豎向預應力筋，所述環向預應力筋沿垂直水流方向斷面環形布置，布設范圍從蝸殼進口斷面到蝸殼90°斷面范圍內，所述外側豎向預應力筋豎直設置在蝸殼左邊墻外側，布設范圍為蝸殼左邊墻的直墻段。通過設置環向預應力筋和外側豎向預應力筋，能使混凝土蝸殼結構薄弱部位產生較大的預壓應力，改善結構薄弱部位的受力，減輕蝸殼外圍混凝土的損傷，從而控制裂縫的開展，達到防滲的目的。同時該裝置技術可靠，結構合理，施工方便，有利于縮短工期，經濟效益顯著。

技術領域

本實用新型涉及水利水電工程技術領域，尤其涉及一種預應力筋布置形式的預應力混凝土蝸殼結構。

背景技術

混凝土蝸殼結構在運行中承受復雜荷載作用，蝸殼部位混凝土容易開裂，由于裂縫的產生，蝸殼防滲設計是一個需要重點關注的問題。根據現行國內規范的要求，混凝土蝸殼結構應進行限裂驗算。當水電站設計水頭較高時，采用普通鋼筋混凝土蝸殼配筋量過大，混凝土澆筑困難。而采用在蝸殼內表面設置防滲鋼襯的鋼筋混凝土蝸殼，一則鋼襯安裝占一定的直線工期，二則直面鋼襯與混凝土之間的接觸灌漿技術難度高，側墻鋼襯與混凝土之間的密實性、整體性較差，容易導致蝸殼在運行期間產生鋼襯鼓包和漏水現象，進而影響機組的正常運行。至于其它防滲措施，如提高蝸殼部位混凝土的強度等級、使用鋼纖維或環氧砂漿等抗(限)裂纖維材料等，都有比較明顯的缺陷。因此，提出采用預應力加固措施來解決較高水頭下混凝土蝸殼的防滲問題。

由于混凝土蝸殼結構的復雜性，真正將預應力技術運用于蝸殼中的實例非常少。高壩洲水電站是國內最早使用也是極少數使用預應力對混凝土蝸殼進行加固的工程，其預應力混凝土蝸殼中預應力筋由水平向、豎向錨索經用后張法張拉形成。水平蝸向預應力錨索共八束，沿蝸殼側墻內壁環向布置。豎向預應力錨索共9束，從進口斷面～90°斷面范圍沿側墻內壁布置。預應力筋的布置形式對結構的受力影響很大，對于混凝土蝸殼這種復雜的結構而言，是否選擇合理的預應力筋布置形式，將直接影響能否減小控制截面的彎矩值，達到改善結構受力、減少配筋、限制裂縫寬度、滿足防滲要求的目的。而仿照高壩洲水電站預應力混凝土蝸殼的預應力筋布置形式來布置預應力筋效果不顯著。

實用新型內容

為克服現有預應力混凝土蝸殼中預應力筋布置不合理，導致蝸殼局部受力較大等不足，本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種有利于改善蝸殼結構薄弱部位受力情況的預應力混凝土蝸殼結構。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

預應力混凝土蝸殼結構，包括由鋼筋混凝土澆筑的蝸殼和位于蝸殼壁面內的預應力筋，所述預應力筋包括環向預應力筋和外側豎向預應力筋，所述環向預應力筋沿垂直水流方向斷面環形布置，布設范圍從蝸殼進口斷面到蝸殼90°斷面范圍內，所述外側豎向預應力筋豎直設置在蝸殼左邊墻外側，布設范圍為蝸殼左邊墻的直墻段。

進一步的是，所述環向預應力筋包括環形段和槽形段，從蝸殼進口斷面到蝸殼0°斷面采用環形段進行全斷面布置，從蝸殼0°斷面到蝸殼90°斷面采用槽形端布置，所述槽形段的上下兩端延伸到蝸殼機井處。

進一步的是，所述環形段的預應力筋包括至少5根，布設間距為1.5～2m，所述槽形段的預應力筋包括至少16根，在90°范圍內均勻間隔布設。

進一步的是，所述外側豎直預應力筋的布置間距為1.5～2m。

本實用新型的有益效果是：通過設置環向預應力筋和外側豎向預應力筋，能使混凝土蝸殼結構薄弱部位產生較大的預壓應力，改善結構薄弱部位的受力，減輕蝸殼外圍混凝土的損傷，從而控制裂縫的開展，達到防滲的目的。同時該裝置技術可靠，結構合理，施工方便，有利于縮短工期，經濟效益顯著。

附圖說明

圖1為預應力混凝土蝸殼中預應力筋常規布置平面圖。