專利名稱：支墩式鋼構(gòu)壩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水利工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種支墩式鋼構(gòu)壩。
背景技術(shù)：
目前，水利水電工程中的擋水建筑物主要重力壩、土石壩和拱壩三大壩型。這三種 壩型的水利工程都具有投資大，施工周期長，施工難度大，對環(huán)境影響比較大的特點。針對 不同的建筑物型式，下面具體分析一下存在的不足。重力壩的工作特點是依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力來滿足壩體穩(wěn)定要求，依靠壩體 自重產(chǎn)生的壓應(yīng)力來抵消由于水壓力所引起的拉應(yīng)力。這就決定了重力壩要有足夠大的壩 體斷面尺寸，導(dǎo)致筑壩材料(砂石料、水泥、鋼筋)用量大，由于壩體積龐大，使得筑壩材料混 凝土的強度不能充分發(fā)揮，使得建成后的壩體應(yīng)力較低。而且，由于壩體斷面大，壩體與地 基接觸面積大，導(dǎo)致壩底揚壓力大，對壩體自身的穩(wěn)定又相當(dāng)不利；同時，為避免壩體產(chǎn)生 不均勻沉降，必需對壩基進行固結(jié)灌漿處理，導(dǎo)致地基處理費用高。土石壩是土石材料構(gòu)成的壩，可以利用當(dāng)?shù)夭牧现?。同樣，土石壩也要有足夠?壩體斷面才能維持穩(wěn)定。而土石壩的安全是取決于壩體的邊坡和壩基的穩(wěn)定。因此，在結(jié)構(gòu) 設(shè)計時，要充分考慮設(shè)置良好的防滲和排水設(shè)施以控制滲流；保證壩體、壩基的穩(wěn)定。但是， 由于土石壩的壩身不宜過流，在樞紐布置時，需要設(shè)置專門的泄洪設(shè)施，才能保證工程的安 全運行，增加了工程投資；同時，也增加了施工期導(dǎo)流、度汛的難度和投資。而重力壩、土石壩的施工是在河流上進行的，受水文、氣象、地形、地質(zhì)等因素影響 很大，施工時必須要進行施工導(dǎo)流，才能保證工程施工的順利進行；而且在冬季、夏季或冰 凍、降雪、雨天施工時，必須采取相應(yīng)的措施，避免氣候影響，保證施工質(zhì)量和施工進度。如， 混凝土在冬季、夏季施工時均要采取相應(yīng)的溫控措施，避免壩體出現(xiàn)危害性裂縫，增加了施 工的難度和投資。土石料的施工冬季、雨季施工也要采取相應(yīng)的防凍、雨季施工的工程措 施，保證壩體填筑施工質(zhì)量。另外，水工建筑物的修建往往是位于交通不便的山區(qū)，施工的準(zhǔn)備工作量相當(dāng)大， 不僅要修建場內(nèi)外交通道路(鐵路、公路、水路)，布置為施工服務(wù)的輔助企業(yè)(如混凝土骨 料開采加工系統(tǒng)、土石料場和土石料加工系統(tǒng)、混凝土拌和及制冷系統(tǒng)、機械修配系統(tǒng)、汽 車修配廠、鋼筋加工廠、預(yù)制構(gòu)件廠、風(fēng)、水、電、通信、照明系統(tǒng)等)，而且要修建辦公和生活 用房。這些設(shè)施的修建，將增大工程的投資。

發(fā)明內(nèi)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(fā)揮，施工周期長，施 工難度大，投資大，材料用量大，對環(huán)境影響大的缺點，本發(fā)明提出了一種新的壩型一支墩 式鋼構(gòu)壩。
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本發(fā)明的技術(shù)方案是一種支墩式鋼構(gòu)壩，含有擋水板、基礎(chǔ)、支撐桁架，所述的基 礎(chǔ)里設(shè)有錨固件，該錨固件與上部的桁架底部固定連接；所述的桁架包括與擋水板近似垂 直的一定數(shù)量的主桿、跟主桿垂直連接的副桿、以及對角連接的斜桿；所述的主桿為長桿， 所述的副桿為短桿，副桿的兩端連接在主桿上；所述的相鄰的主桿之間的間距為L，該間距 L從擋水板下部向上逐漸變大；所述的桁架的兩端設(shè)有邊墩，邊墩的形狀與該鋼構(gòu)壩橫截 面形狀匹配。所述的基礎(chǔ)和邊墩均為混凝土結(jié)構(gòu)，邊墩與基礎(chǔ)為一體結(jié)構(gòu)。所述的錨固件為近似“L”形的錨栓，該錨栓的下部為折彎的錨固根，上部為螺栓 頭。所述的主桿的下端與基礎(chǔ)接觸的部位設(shè)有連接板，該連接板固定連接在主桿下 端，并設(shè)有相應(yīng)的副桿連接在主桿端部并與該連接板連接，該連接板上設(shè)有與所述的錨固 件連接的螺栓孔。所述的每個連接板的四角均設(shè)有螺栓孔，所述的基礎(chǔ)中的錨栓為四個，其分布位 置與連接板上的四個螺栓孔位置對應(yīng)，匹配安裝。所述的擋水板的邊緣設(shè)有止水條，該止水條固定連接在擋水板表面邊緣上。所述的基礎(chǔ)內(nèi)在擋水板下端的設(shè)有擋水幕。所述的擋水板與水平面的夾角為a，40°彡a彡60°。該鋼構(gòu)壩的豎直高度小于70米。
對于支墩式鋼構(gòu)壩的基礎(chǔ)設(shè)計，除了需要保證基礎(chǔ)本身具有足夠的剛度和強度外，同 時根據(jù)鋼構(gòu)壩的基礎(chǔ)面選擇合理的布置方案，布置連接螺栓與上部結(jié)構(gòu)連接，同時要做好 地基、基礎(chǔ)與壩體結(jié)合處的防滲措施。地基處理的方法和措施可以多樣化，根據(jù)壩址不同的地質(zhì)條件和支墩式鋼構(gòu)壩的 工作條件，采取相應(yīng)的地基處理措施，如改善地基的剪切特性，提高地基土的抗剪強度； 改善地基的壓縮特性，減少地基土的沉降；改善地基的透水特性和動力特性?？梢圆扇⊥临|(zhì) 的改良、土質(zhì)的置換、土質(zhì)的補強和加固等一系列措施來提高地基的承載力。并且做好地基 與支墩式鋼構(gòu)壩的連接承臺，在承臺上埋設(shè)連接螺栓，并做好防滲措施。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的支墩式鋼構(gòu)壩的支撐桁架主桿與擋水板近似垂直布置，并且主桿采用長桿， 突出了主桿的支撐能力，與擋水板所受推力的方向一直，能夠充分發(fā)揮鋼材的材料性能，
該發(fā)明的鋼構(gòu)壩的相鄰的主桿之間的間距為L從擋水板下部向上逐漸變大；復(fù)合擋水 板的受力情況，最下部水的壓強最大，其桁架的密度自然要加大，間距要小，上部水壓小，桁 架的密度自然可以小，間距要大，將有限的鋼材用到最需要的地方，使其結(jié)構(gòu)合理。該發(fā)明鋼構(gòu)壩的桁架的兩端設(shè)有邊墩，在該邊墩上能夠加裝其他水利設(shè)施，諸如 放水閘門，或者過船閘門等，使該鋼構(gòu)壩除了具備攔水蓄水的功能外，還具備一些其它功 能。本發(fā)明的支墩式鋼構(gòu)壩的工作機理是利用穩(wěn)定的擋水板和桁架支撐系統(tǒng)，將其承 受的荷載一部分通過桁架支撐系統(tǒng)的聯(lián)合作用傳遞到地基，另外，擋水板與水平面的夾角 為40°飛0°左右，能夠有效利用傾斜的擋水板上的水體的自重來維持壩體穩(wěn)定。


圖1為該支墩式鋼構(gòu)壩的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為該支墩式鋼構(gòu)壩的俯視結(jié)構(gòu)示意圖3為圖1的A-A向結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式參見圖1-圖3，圖中1.基礎(chǔ)、2.擋水幕、3.擋水板、4.桁架的主桿、5.桁架的副 桿、6.桁架的斜桿、7.連接板、8.錨固件、9.邊墩、10. GW系列隔離開關(guān)的軸頭。實施例一種支墩式鋼構(gòu)壩，含有擋水板、基礎(chǔ)、支撐桁架，所述的基礎(chǔ)里設(shè)有錨固 件，該錨固件與上部的桁架底部固定連接；所述的桁架包括與擋水板近似垂直的一定數(shù)量 的主桿、跟主桿垂直連接的副桿、以及對角連接的斜桿；所述的主桿為長桿，所述的副桿為 短桿，副桿的兩端連接在主桿上；所述的相鄰的主桿之間的間距為L，該間距L從擋水板下 部向上逐漸變大；所述的桁架的兩端設(shè)有邊墩，邊墩的形狀與該鋼構(gòu)壩橫截面形狀匹配。所 述的基礎(chǔ)和邊墩均為混凝土結(jié)構(gòu)，邊墩與基礎(chǔ)為一體結(jié)構(gòu)。所述的錨固件為近似“L”形的錨 栓，該錨栓的下部為折彎的錨固根，上部為螺栓頭。所述的主桿的下端與基礎(chǔ)接觸的部位設(shè) 有連接板，該連接板固定連接在主桿下端，并設(shè)有相應(yīng)的副桿連接在主桿端部并與該連接 板連接，該連接板上設(shè)有與所述的錨固件連接的螺栓孔。所述的每個連接板的四角均設(shè)有 螺栓孔，所述的基礎(chǔ)中的錨栓為四個，其分布位置與連接板上的四個螺栓孔位置對應(yīng)，匹配 安裝。所述的擋水板的邊緣設(shè)有止水條，該止水條固定連接在擋水板表面邊緣上。所述的基 礎(chǔ)內(nèi)在擋水板下端的設(shè)有擋水幕。所述的擋水板與水平面的夾角為a，40° < a <60°。 該鋼構(gòu)壩的豎直高度小于70米。對于支墩式鋼構(gòu)壩的基礎(chǔ)設(shè)計，除了需要保證基礎(chǔ)本身具有足夠的剛度和強度 外，同時根據(jù)鋼構(gòu)壩的基礎(chǔ)面選擇合理的布置方案，布置連接螺栓與上部結(jié)構(gòu)連接，同時要 做好地基、基礎(chǔ)與壩體結(jié)合處的防滲措施。地基處理的方法和措施可以多樣化，根據(jù)壩址不同的地質(zhì)條件和支墩式鋼構(gòu)壩的 工作條件，采取相應(yīng)的地基處理措施，如改善地基的剪切特性，提高地基土的抗剪強度； 改善地基的壓縮特性，減少地基土的沉降；改善地基的透水特性和動力特性。可以采取土質(zhì) 的改良、土質(zhì)的置換、土質(zhì)的補強和加固等一系列措施來提高地基的承載力。并且做好地基 與支墩式鋼構(gòu)壩的連接承臺，在承臺上埋設(shè)連接螺栓，并做好防滲措施。
權(quán)利要求
一種支墩式鋼構(gòu)壩，含有擋水板、基礎(chǔ)、支撐桁架，所述的基礎(chǔ)里設(shè)有錨固件，該錨固件與上部的桁架底部固定連接；其特征是所述的桁架包括與擋水板近似垂直的一定數(shù)量的主桿、跟主桿垂直連接的副桿、以及對角連接的斜桿；所述的主桿為長桿，所述的副桿為短桿，副桿的兩端連接在主桿上；所述的相鄰的主桿之間的間距為L，該間距L從擋水板下部向上逐漸變大；所述的桁架的兩端設(shè)有邊墩，邊墩的形狀與該鋼構(gòu)壩橫截面形狀匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支墩式鋼構(gòu)壩，其特征是所述的基礎(chǔ)和邊墩均為混凝土結(jié) 構(gòu)，邊墩與基礎(chǔ)為一體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支墩式鋼構(gòu)壩，其特征是所述的錨固件為近似“L”形的錨 栓，該錨栓的下部為折彎的錨固根，上部為螺栓頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的支墩式鋼構(gòu)壩，其特征是所述的主桿的下端與基礎(chǔ)接觸的 部位設(shè)有連接板，該連接板固定連接在主桿下端，并設(shè)有相應(yīng)的副桿連接在主桿端部并與 該連接板連接，該連接板上設(shè)有與所述的錨固件連接的螺栓孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支墩式鋼構(gòu)壩，其特征是所述的每個連接板的四角均設(shè)有 螺栓孔，所述的基礎(chǔ)中的錨栓為四個，其分布位置與連接板上的四個螺栓孔位置對應(yīng)，匹配 安裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支墩式鋼構(gòu)壩，其特征是所述的擋水板的邊緣設(shè)有止水條， 該止水條固定連接在擋水板表面邊緣上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支墩式鋼構(gòu)壩，其特征是所述的基礎(chǔ)內(nèi)在擋水板下端的設(shè) 有擋水幕。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支墩式鋼構(gòu)壩，其特征是所述的擋水板與水平面的夾角為 a，40° ^ a ^ 60°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支墩式鋼構(gòu)壩，其特征是該鋼構(gòu)壩的豎直高度小于70米。
全文摘要
一種支墩式鋼構(gòu)壩，含有擋水板、基礎(chǔ)、支撐桁架，所述的基礎(chǔ)里設(shè)有錨固件，該錨固件與上部的桁架底部固定連接；所述的桁架包括與擋水板近似垂直的一定數(shù)量的主桿、跟主桿垂直連接的副桿、以及對角連接的斜桿；所述的主桿為長桿，所述的副桿為短桿，副桿的兩端連接在主桿上；所述的相鄰的主桿之間的間距為L，該間距L從擋水板下部向上逐漸變大；所述的桁架的兩端設(shè)有邊墩，邊墩的形狀與該鋼構(gòu)壩橫截面形狀匹配。該支墩式鋼構(gòu)壩的桁架支撐能力強，桁架結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，該發(fā)明鋼構(gòu)壩的桁架的兩端設(shè)有邊墩，在該邊墩上能夠加裝其他水利設(shè)施，諸如放水閘門，或者過船閘門等，使該鋼構(gòu)壩除了具備攔水蓄水的功能外，還具備一些其它功能。
文檔編號E02B7/14GK101974896SQ20101052159
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者劉尚蔚, 尹偉波, 張國新, 楊小薈, 王裕彪, 魏群, 魏魯雙 申請人:華北水利水電學(xué)院