[發明專利]面板堆石壩的預應力加筋結構及其施工方法

在審

• 申請號: 202010147278.7
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111335270A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 何亮;李雄威;張瑛;蘇琳
• 申請（專利權）人: 常州工學院
• 主分類號: E02B7/06
• 分類號: E02B7/06;E02B3/12
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 王昊

本發明公開了一種面板堆石壩的預應力加筋結構及其施工方法。該加筋結構包括彈簧筒、加筋梁、擋梁、綁扎線、土工格柵，土工格柵平鋪在相鄰的堆石料層之間，彈簧筒固定于堆石料層的一端，彈簧筒內設置有彈簧，彈簧的端部與加筋梁的一端固定連接，加筋梁的另一端設有擋梁孔，加筋梁上沿軸線延伸方向布置有若干個孔洞，綁扎線穿過加筋梁上的孔洞將土工格柵綁扎連接在一起，當彈簧伸長產生預應力后，在堆石料層的另一端將擋梁穿過同一堆石料層的加筋梁的擋梁孔將該層所有的加筋梁連接為整體，產生預應力嵌鎖。本發明通過外部預應力裝置對加筋梁施加拉力，傳遞到彈簧筒從而施加預應力，增強了格柵網孔和堆石料的嵌鎖效應，整體性好。

技術領域

本發明涉及一種用于石壩的預應力加筋結構和施工方法，特別涉及一種用于面板堆石壩的預應力加筋結構和施工方法。

背景技術

鋼筋混凝土面板堆石壩(簡稱面板堆石壩)具有良好的穩定性、防滲性和抗震性，在水利工程中應用廣泛，其以堆石料為壩體支承結構，上游坡面現澆鋼筋混凝土面板作為防滲結構，下游坡面常采用漿砌石護坡。

高面板堆石壩遭受到強震的作用時，由于鞭梢效應，受到往復地震慣性力可能會使壩頂區域的堆石料松動，從而導致上游面板和下游漿砌石出現開裂、滲漏和錯臺，嚴重威脅大壩的安全和經濟效應。因此，有必要對壩頂區域采取合理的抗震加固措施，提高大壩的抗震穩定性。

壩頂堆石料中分層鋪設筋材(鋼塑土工格柵、鋼筋網、混凝土格構梁)作為一種有效的高面板堆石壩抗震加固措施，近年來已被實際應用于筑壩水利工程中。然而不同的加筋材料組成的加筋結構有著各自的優缺點，主要體現在：(1)鋼筋網、鋼筋混凝土格構梁組成的此類加筋結構具有強度高、網孔與堆石料能形成牢固嵌鎖效應等優點，但缺點是成本過高。(2)鋼塑土工格柵雖然成本低，但是由單一的鋼塑土工格柵組成的加筋結構自由鋪設在堆石料上，過于柔軟，其網孔無法與堆石料形成牢固的嵌鎖效應，且加筋結構難以與鋼筋混凝土面板連接在一起。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種面板堆石壩的預應力加筋結構及其施工方法。

本發明的技術方案如下：

本發明提供一種面板堆石壩的預應力加筋結構，所述堆石壩包括若干層堆石料，所述預應力加筋結構包括彈簧筒、加筋梁、擋梁、綁扎線、土工格柵，所述土工格柵平鋪在相鄰的堆石料層之間，所述彈簧筒固定于堆石料層一端的鋼筋混凝土面板中，彈簧筒內設置有彈簧，所述彈簧的端部與加筋梁的一端固定連接，加筋梁的另一端設有擋梁孔，所述加筋梁上沿軸線延伸方向布置有若干個孔洞，所述綁扎線穿過加筋梁上的孔洞將所述土工格柵綁扎連接在一起，當彈簧伸長產生預應力后，在堆石料層的另一端將所述擋梁穿過同一堆石料層的加筋梁的擋梁孔將該層所有的加筋梁連接為整體，產生預應力嵌鎖。

更進一步的，所述彈簧的端部連接有帶肋鋼筋，所述加筋梁的一端設置有套筒，所述帶肋鋼筋旋轉固定于套筒中。

更進一步的，所述彈簧筒為中空結構，外殼為金屬，內設彈簧，所述彈簧的一端與筒壁固定連接，另一端與帶肋鋼筋固定連接，帶肋鋼筋伸出筒壁的端部設有絲扣。

更進一步的，所述彈簧筒的直徑為100mm～300mm，長度為面板堆石壩面板厚度的1/2～1/3。

更進一步的，所述加筋梁為中空結構，外殼為金屬，加筋梁的斷面為正方形，邊長與彈簧筒的直徑一致，梁側孔洞對稱分布，直徑略大于綁扎線直徑。

更進一步的，所述擋梁為現澆鋼筋混凝土結構，擋梁將該平面所有的加筋梁連接為整體，所述擋梁的斷面尺寸與擋梁孔露出下游坡面的尺寸一致。

更進一步的，所述土工格柵為鋼塑土工格柵，其網孔為正方形，網孔邊長500mm～2000mm，格柵邊緣設有孔洞，直徑略大于綁扎線直徑。

更進一步的，所述綁扎線為鋼絞線，所述綁扎線穿過鋼塑土工格柵邊緣的孔洞和加筋梁側壁孔洞，將鋼塑土工格柵綁扎在加筋梁上。