一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于水利水電工程設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種壩后背管，尤其是涉及一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]水電站壓力管道是指從水庫、前池或調(diào)壓室向發(fā)電廠房水輪機輸送水量的管道，其中壩后背管是指敷設(shè)在大壩下游壩面的一種輸水管道。根據(jù)水電工程建設(shè)發(fā)展情況，目前常用的壩后背管有不嵌入(全背式)和部分嵌入(半埋式)兩種。
[0003]傳統(tǒng)型式的壩后背管布置雖可避免管道安裝與壩體混凝土施工之間的干擾，但管道外露面較大，防寒效果差，不利于管道保溫，且不利于抵抗橫河向地震，因此限制了其推廣應(yīng)用范圍。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為解決上述問題，本實用新型提供了一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)，從而達到了提高工程安全性，增強壩后背管的防寒抗震能力的效果。
[0005]本實用新型是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的。
[0006]一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)，包括大壩和設(shè)置于大壩下游壩面預(yù)留槽內(nèi)的壓力鋼管，所述壓力鋼管與大壩之間設(shè)有外包混凝土層，所述外包混凝土層中設(shè)置有環(huán)向鋼筋和縱向鋼筋，所述外包混凝土層靠近大壩下游壩面一側(cè)的外露面與壩面重合。
[0007]所述壓力鋼管布置于大壩的壩段中央，壓力鋼管管徑多壩段寬度的1/3，<壩段寬度的1/2。
[0008]所述外包混凝土層的厚度為I?2m，強度等級采用C20或C25。
[0009]所述環(huán)向鋼筋包括內(nèi)圈環(huán)向鋼筋和外圈環(huán)向鋼筋，內(nèi)圈環(huán)向鋼筋位于外包混凝土層中靠近壓力鋼管一側(cè)，外圈環(huán)向鋼筋位于外包混凝土層中遠離壓力鋼管一側(cè)。
[0010]所述縱向鋼筋包括內(nèi)圈縱向鋼筋和外圈縱向鋼筋，內(nèi)圈縱向鋼筋位于外包混凝土層中靠近壓力鋼管一側(cè)，外圈縱向鋼筋位于外包混凝土層中遠離壓力鋼管一側(cè)。
[0011]所述壓力鋼管縱縫與內(nèi)圈環(huán)向鋼筋和外圈環(huán)向鋼筋接頭間的中心角多15°或弧線距離多800mm;所述內(nèi)圈環(huán)向鋼筋和外圈環(huán)向鋼筋接頭與壓力鋼管兩腰間的中心角^ 15°或弧線距離多800mm;所述內(nèi)圈環(huán)向鋼筋和外圈環(huán)向鋼筋接頭與壓力鋼管管頂間的中心角彡15°或弧線距離彡800mm。
[0012]所述內(nèi)圈環(huán)向鋼筋與外圈環(huán)向鋼筋之間的間距多500mm;內(nèi)圈縱向鋼筋和外圈縱向鋼筋的截面積對應(yīng)與內(nèi)圈環(huán)向鋼筋和外圈環(huán)向鋼筋之間的截面積之比為20%?40%。
[0013]本實用新型的有益效果是:
[0014]本實用新型所述的一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)，通過在大壩填筑時預(yù)留溝槽，將壩后背管全埋入槽中，僅一面外露，達到了良好的防寒和保溫效果；通過綜合壩后背管布置優(yōu)越性和壩內(nèi)埋管整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的優(yōu)點，同時在壓力鋼管外的外包混凝土層中加設(shè)環(huán)向鋼筋和縱向鋼筋，提高了壩后背管的韌性，使其具備了良好的抗震性能，提高了整個大壩工程的安全性，還節(jié)省了壩體混凝土用量，可在水利水電工程技術(shù)領(lǐng)域廣泛推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為圖1中A-A的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1_大壩，2-進水口，3-壓力鋼管，4-外包混凝土層，5-內(nèi)圈環(huán)向鋼筋，6-內(nèi)圈縱向鋼筋，7-外圈環(huán)向鋼筋，8-外圈縱向鋼筋，9-發(fā)電廠房。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖進一步描述本實用新型的技術(shù)方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。
[0019]如圖1、圖2所示，本實用新型所述的一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)，包括大壩I和設(shè)置于大壩I下游壩面預(yù)留槽內(nèi)的壓力鋼管3，所述壓力鋼管3與大壩I之間設(shè)有外包混凝土層4，所述外包混凝土層4中設(shè)置有環(huán)向鋼筋和縱向鋼筋，所述外包混凝土層4靠近大壩I下游壩面一側(cè)的外露面與壩面重合。
[0020]所述壓力鋼管3布置于大壩I的壩段中央，壓力鋼管3管徑多壩段寬度的1/3，(壩段寬度的1/2 ;所述外包混凝土層4的厚度為I?2m，強度等級采用C20或C25。
[0021]所述環(huán)向鋼筋包括內(nèi)圈環(huán)向鋼筋5和外圈環(huán)向鋼筋7，內(nèi)圈環(huán)向鋼筋5位于外包混凝土層4中靠近壓力鋼管3 —側(cè)，外圈環(huán)向鋼筋7位于外包混凝土層4中遠離壓力鋼管3 一側(cè)，所述內(nèi)圈環(huán)向鋼筋5與外圈環(huán)向鋼筋7之間的間距彡500mm。
[0022]所述縱向鋼筋包括內(nèi)圈縱向鋼筋6和外圈縱向鋼筋8，內(nèi)圈縱向鋼筋6位于外包混凝土層4中靠近壓力鋼管3 —側(cè)，外圈縱向鋼筋8位于外包混凝土層4中遠離壓力鋼管3一側(cè)，所述內(nèi)圈縱向鋼筋6和外圈縱向鋼筋8的截面積對應(yīng)與內(nèi)圈環(huán)向鋼筋5和外圈環(huán)向鋼筋7之間的截面積之比為20%?40%。
[0023]所述壓力鋼管3縱縫與內(nèi)圈環(huán)向鋼筋5和外圈環(huán)向鋼筋7接頭間的中心角多15°或弧線距離多800mm ;所述內(nèi)圈環(huán)向鋼筋5和外圈環(huán)向鋼筋7接頭與壓力鋼管3兩腰間及管頂間的中心角彡15°或弧線距離彡800mm ；
[0024]實施例
[0025]在大壩I填筑過程中，沿壩面傾斜方向預(yù)留槽體，槽體上端延伸到進水口 2內(nèi)，下端延伸到發(fā)電廠房9下部與廠房內(nèi)發(fā)電設(shè)備連接，槽體設(shè)置于壩段中央。待壓力鋼管3安裝完成后，先在壓力鋼管3外圍布設(shè)內(nèi)圈環(huán)向鋼筋5和內(nèi)圈縱向鋼筋6，再進行混凝土澆筑，并在澆筑過程中在澆筑最外層前布設(shè)外圈環(huán)向鋼筋7和外圈縱向鋼筋8，然后澆筑最外層混凝土，形成外包混凝土層4，使外包混凝土 4靠近大壩I下游壩面一側(cè)的外露面與壩面重合。內(nèi)圈環(huán)向鋼筋5與外圈環(huán)向鋼筋7之間的間距不小于500mm，內(nèi)圈縱向鋼筋6和外圈縱向鋼筋8所采用的鋼筋截面積對應(yīng)與內(nèi)圈環(huán)向鋼筋5和外圈環(huán)向鋼筋7所采用的鋼筋截面積之比為20%?40%。
[0026]外包混凝土層4的厚度一般為I?2m，在滿足施工要求的條件下，視水頭高低、管道直徑大小和最大凍土深度而定，宜薄不宜厚，其強度等級宜采用C20或C25，抗凍等級應(yīng)與鋼管運行環(huán)境相適應(yīng)。
[0027]在施工時，可根據(jù)壩后背管各種工況和荷載組合進行設(shè)計，由壓力鋼管3和外包混凝土層4聯(lián)合承載，按解析計算方法、彈性力學(xué)法或三維有限元法進行鋼襯鋼筋的的承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分析計算，考慮鋼襯鋼筋承擔(dān)內(nèi)水壓比例，確定壓力鋼管3的鋼板厚度及內(nèi)圈環(huán)向鋼筋5、外圈環(huán)向鋼筋7截面積。
[0028]本技術(shù)方案已應(yīng)用于西藏扎曲河果多水電站大壩與發(fā)電廠房之間的輸水管道，采用此種結(jié)構(gòu)布置，防寒效果和管道保溫較好，具有良好的抗震性能，提高了工程安全性，而且節(jié)省了壩體混凝土用量，具有良好的推廣應(yīng)用價值。
【主權(quán)項】
1.一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)，包括大壩(I)和設(shè)置于大壩(I)下游壩面預(yù)留槽內(nèi)的壓力鋼管(3)，其特征在于:所述壓力鋼管(3)與大壩(I)之間設(shè)有外包混凝土層(4)，所述外包混凝土層⑷中設(shè)置有環(huán)向鋼筋和縱向鋼筋，所述外包混凝土層⑷靠近大壩⑴下游壩面一側(cè)的外露面與壩面重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述壓力鋼管(3)布置于大壩(I)的壩段中央，壓力鋼管(3)管徑多壩段寬度的1/3，<壩段寬度的1/2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述外包混凝土層(4)的厚度為I?2m，強度等級采用C20或C25。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述環(huán)向鋼筋包括內(nèi)圈環(huán)向鋼筋(5)和外圈環(huán)向鋼筋(7)，內(nèi)圈環(huán)向鋼筋(5)位于外包混凝土層(4)中靠近壓力鋼管(3) —側(cè)，外圈環(huán)向鋼筋(7)位于外包混凝土層(4)中遠離壓力鋼管(3) —側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述縱向鋼筋包括內(nèi)圈縱向鋼筋(6)和外圈縱向鋼筋(8)，內(nèi)圈縱向鋼筋(6)位于外包混凝土層(4)中靠近壓力鋼管(3) —側(cè)，外圈縱向鋼筋(8)位于外包混凝土層(4)中遠離壓力鋼管(3) —側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述壓力鋼管(3)縱縫與內(nèi)圈環(huán)向鋼筋(5)和外圈環(huán)向鋼筋(7)接頭間的中心角多15°或弧線距離^ 800mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述內(nèi)圈環(huán)向鋼筋(5)和外圈環(huán)向鋼筋(7)接頭與壓力鋼管(3)兩腰間的中心角彡15°或弧線距離彡800mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述內(nèi)圈環(huán)向鋼筋(5)和外圈環(huán)向鋼筋(7)接頭與壓力鋼管(3)管頂間的中心角多15°或弧線距離^ 800mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述內(nèi)圈環(huán)向鋼筋(5)與外圈環(huán)向鋼筋(7)之間的間距彡500mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述內(nèi)圈縱向鋼筋(6)和外圈縱向鋼筋⑶的截面積對應(yīng)與內(nèi)圈環(huán)向鋼筋(5)和外圈環(huán)向鋼筋(7)之間的截面積之比為20 %?40 %。
【專利摘要】本實用新型公開了一種全埋式壩后背管結(jié)構(gòu)，屬于水利水電工程設(shè)施技術(shù)領(lǐng)域，包括大壩和設(shè)置于大壩下游壩面預(yù)留槽內(nèi)的壓力鋼管，所述壓力鋼管與大壩之間設(shè)有外包混凝土層，所述外包混凝土層中設(shè)置有環(huán)向鋼筋和縱向鋼筋，所述外包混凝土層靠近大壩下游壩面一側(cè)的外露面與壩面重合。本技術(shù)方案通過在大壩填筑時預(yù)留溝槽，將壩后背管全埋入槽中，僅一面外露，達到了良好的防寒和保溫效果；通過綜合壩后背管布置優(yōu)越性和壩內(nèi)埋管整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的優(yōu)點，同時在壓力鋼管外的外包混凝土層中加設(shè)環(huán)向鋼筋和縱向鋼筋，提高了壩后背管的韌性，使其具備了良好的抗震性能，提高了整個大壩工程的安全性。
【IPC分類】E02B9-06
【公開號】CN204491546
【申請?zhí)枴緾N201420745704
【發(fā)明人】申顯柱, 羅玉霞, 陳敬, 李曉彬
【申請人】中國電建集團貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2014年12月2日