CN112554139A - 高土石坝坝内抗震梁柔性连接结构 - Google Patents

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金伟
杜妍平
朱先文
姜媛媛
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Abstract

本发明涉及一种高土石坝坝内抗震梁柔性连接结构，属于水电水利工程中的高土石坝坝内抗震梁技术领域。本发明包括至少两件抗震梁,抗震梁为预制钢筋混凝土结构，抗震梁内设置有钢筋笼,相邻两件抗震梁在对接端的端面位置分别预埋有钢丝绳,钢丝绳为U形构件,U形构件的两端与钢筋笼固定连接,U形构件的弯曲部伸出抗震梁的外端部作为连接接头,两个连接接头之间通过钢丝绳绳卡进行连接。钢丝绳为镀锌钢丝绳。本发明施工方便，且可更好的适应地震情况下的坝体变形。

Description

高土石坝坝内抗震梁柔性连接结构
技术领域
本发明涉及一种高土石坝坝内抗震梁柔性连接结构，属于水电水利工程中的高土石坝坝内抗震梁技术领域。
背景技术
我国水能资源分布丰富的西部是地震的强震区，发震频率和强度都很高，高土石坝的抗震安全问题是我国西部强震区水电工程建设最突出的问题之一。
在高土石坝抗震设计中，坝顶部是抗震设计的关键部位。一是因为坝顶部的地震加速度响应最为强烈，高土石坝在地震中的“鞭鞘效应”会导致坝顶部堆石出现松动、滚落、坍塌、甚至局部浅层滑动，这些局部破坏可能会危及大坝的整体抗震安全；二是因为坝顶部的地震沉降是坝体总沉降的主要部分。
根据以往相似工程经验，在国内外强震区修建的高土石坝工程中，一般在坝顶一定高程范围内采用加筋结构以增加坝体的抗震性能及整体稳定性。在坝体堆石区布置抗震梁系的抗震结构型式已成功运用于多个实际工程中。地震情况下，由于坝顶堆石振松后地震作用效果会显著增加，而抗震梁系可将散粒体堆石料约束成一个整体，可有效限制坝顶堆石料松动，增强坝体的抗震整体性，具有减震及隔震的效果。抗震梁系由多组单根钢筋混凝土预制梁连接而成，梁与梁之间的连接通过钢丝绳将预埋入抗震预制梁内的U型钢筋外露的端头绕行多股，并用钢丝绳绳卡卡住形成死扣。这种结构型式的连接存在的问题有：在大坝蓄水以后，位于上游的抗震梁大多数处于正常蓄水位以下，抗震梁中外露钢筋表面没有保护层，长期浸泡于库水位中，首先存在的问题就是钢筋的锈蚀，影响钢筋的抗拉强度，以致降低抗震梁系的整体抗震效果，且抗震梁系在坝体发生变形后修复困难；此种通过钢筋连接的结构型式近乎于刚性连接,对地震情况下的坝体变形适应性还不够好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种方便施工、且对地震情况下的坝体变形适应性更好的高土石坝坝内抗震梁柔性连接结构。
为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：高土石坝坝内抗震梁柔性连接结构，包括至少两件抗震梁,抗震梁为预制钢筋混凝土结构，抗震梁内设置有钢筋笼,相邻两件抗震梁在对接端的端面位置分别预埋有钢丝绳,该钢丝绳为U形构件,U形构件的两端与钢筋笼固定连接,U形构件的弯曲部伸出抗震梁的外端部作为连接接头,两个连接接头之间通过钢丝绳绳卡进行连接。
进一步地是：钢丝绳预埋入抗震梁内的锚固长度不小于30cm。
进一步地是：U形构件的两条侧边沿水平向布置；U形构件设置在抗震梁端面的中心位置。
进一步地是：钢丝绳为镀锌钢丝绳。
本发明的有益效果是：梁与梁之间通过预埋入抗震梁内的镀锌钢丝绳连接，并用绳卡卡住。此种柔性连接结构方便施工，无需再进行钢筋弯折等加工步骤，直接截取设计长度将镀锌钢丝绳两头埋入抗震梁、并露出半圆的弯曲部即可，并且节约了对钢筋绕行多股的钢丝绳的工程量，有利于控制成本；该柔性连接结构采用镀锌钢丝绳，抗老化、耐腐蚀、耐久性强，解决了在库水位的作用下钢筋的锈蚀问题；由于钢丝绳较钢筋更为柔性，此种柔性连接结构使得抗震梁系形成柔性加筋体系，可更好的适应坝体变形，增大结构的允许变形量，有效避免坝体产生的永久性纵、横向裂缝或拉脱同刚性建筑物之间的连接，可解决钢筋混凝土梁无法适应大坝建成以后的不均匀自然沉降及地震造成的不均匀永久变形，从而有效降低强震区高土石坝坝体震害的风险。
附图说明
图1是本发明中的抗震梁结构钢筋平切剖面布置图。
图2是图1的A-A剖面布置图。
图3是本发明中抗震梁的连接结构示意图。
图中零部件标记：1-抗震梁，2-钢丝绳，3-钢丝绳绳卡，4-受力纵筋，5-箍筋，6-吊环，7-抗震梁底部，8-抗震梁顶部。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
如图1至图3所示，本发明包括至少两件抗震梁1,抗震梁1为预制钢筋混凝土结构，抗震梁1内设置有钢筋笼,相邻两件抗震梁1在对接端的端面位置分别预埋有钢丝绳2,钢丝绳2为U形构件,U形构件的两端与钢筋笼固定连接,U形构件的弯曲部伸出抗震梁1的外端部作为连接接头,两个连接接头之间通过钢丝绳绳卡3进行连接。为解决在库水位的作用下钢筋的锈蚀问题，钢丝绳2优选采用镀锌钢丝绳。为有效保证结构强度，并且便于连接，钢丝绳2预埋入抗震梁1内的锚固长度不小于30cm。U形构件的两条侧边沿水平向布置；U形构件设置在抗震梁1端面的中心位置。具体地，钢筋笼一般包括受力纵筋4和箍筋5，由于钢丝绳2连接在抗震梁1高度方向的中部位置，该位置一般对应于箍筋5所在位置，因此，钢丝绳2一般是与箍筋5固定在一起。为了方便吊装，抗震梁1一般还预埋有吊环6。
实施例
本发明在实施时，可以通过以下步骤实现：
第一步：抗震预制梁的梁内钢筋及钢丝绳的预埋。先将抗震梁内部的受力纵筋与箍筋下料并绑扎好，再将镀锌钢丝绳与圈型箍筋绑扎好，其中钢丝绳预埋入抗震梁内的锚固长度为不小于30cm，抗震梁端头预留出镀锌钢丝绳半圆形露头。
第二步：预制梁的立模与养护。采用适合尺寸的模板用钢筋将其固定好并浇筑混凝土，待强度达到要求后拆模，后期持续洒水保湿养护28d以上。
第三步：抗震梁的连接。将外露钢丝绳用Ф22的钢丝绳绳卡对钢丝绳单股连接，使单根抗震梁形成坝内抗震框格梁。
第四步：抗震梁的吊装铺设。当大坝抗震梁安放平台填筑完成后，先检测高程。若局部平整度不满足铺设要求，则采用细料人工平整，以确保抗震梁铺设基础的平整度。由16t吊机吊装至载重汽车上，将梁运送至坝面，并且直接卸至工作面，反铲平整场地后再安放。安放完成后，再次进行测量校核，人工局部调整，以使抗震梁的放置位置符合设计要求，且保证抗震梁不存在架空现象。
第五步：抗震梁的覆盖。对已经安装好的抗震梁进行填料覆盖，填料时将料倒在卸料平台上，反铲填筑框格内部，填装时避免梁移位，避免大块石砸坏抗震梁。本层堆石料填筑完成后，开始进行碾压。碾压时采用静碾的方式进行，避免抗震梁被震断。碾压完成并在实验合格后方可进行上一层填筑。
梁与梁之间通过预埋入预制梁内镀锌钢丝绳的柔性连接结构施工方便，无需再进行钢筋弯折等加工步骤，直接截取设计长度镀锌钢丝绳，将镀锌钢丝绳两头埋入预制梁并露出半圆弯曲部即可，并且有利于节约成本；该柔性连接结构采用镀锌钢丝绳，抗老化、耐腐蚀、耐久性强，解决了在库水位的作用下钢筋的锈蚀问题；由于钢丝绳较钢筋更为柔性，此种柔性连接结构使得抗震梁系形成柔性加筋体系，可更好的适应坝体变形，增大结构的允许变形量，有效避免坝体产生的永久性纵、横向裂缝或拉脱同刚性建筑物之间的连接，可解决钢筋混凝土梁无法适应大坝建成以后的不均匀自然沉降及地震造成的不均匀永久变形。

Claims (4)

1.高土石坝坝内抗震梁柔性连接结构，包括至少两件抗震梁(1),抗震梁(1)为预制钢筋混凝土结构，抗震梁(1)内设置有钢筋笼,其特征在于：相邻两件抗震梁(1)在对接端的端面位置分别预埋有钢丝绳(2),钢丝绳(2)为U形构件,U形构件的两端与钢筋笼固定连接,U形构件的弯曲部伸出抗震梁(1)的外端部作为连接接头,两个连接接头之间通过钢丝绳绳卡(3)进行连接。
2.如权利要求1所述的高土石坝坝内抗震梁柔性连接结构，其特征在于：钢丝绳(2)预埋入抗震梁(1)内的锚固长度不小于30cm。
3.如权利要求1所述的高土石坝坝内抗震梁柔性连接结构，其特征在于：U形构件的两条侧边沿水平向布置；U形构件设置在抗震梁(1)端面的中心位置。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的高土石坝坝内抗震梁柔性连接结构，其特征在于：钢丝绳(2)为镀锌钢丝绳。
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