螺栓壓板式錨固堵頭橡膠壩的設(shè)計(jì)與施工

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關(guān)鍵詞： 橡膠壩 橡膠壩設(shè)計(jì) 壩袋錨固 橡膠壩施工  徐州

    1、概況
    橡膠壩是一種隨著高分子合成纖維和橡膠工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的新型低水頭建筑物。它以高強(qiáng)力合成纖維為骨架，內(nèi)外涂敷橡膠為保護(hù)層，制成壩袋。袋內(nèi)注水或充氣充脹后控制上游水位用以發(fā)揮灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、防洪、擋潮等效益。目前，橡膠壩技術(shù)的推廣與應(yīng)用，無(wú)論在國(guó)際上還是在國(guó)內(nèi)都受到極大的重視。
徐州地區(qū)已建的橡膠壩，壩袋錨固有兩種型式，一種為混凝土楔塊錨固，另一種為螺栓壓板錨固。前者在更換壩袋時(shí)楔塊及錨固槽都易被破壞，給以后施工帶來(lái)困難。后者安全性能高、壩袋更換時(shí)快捷，因而近幾年所建的橡膠壩錨固多采用螺栓壓板型式。
    2、螺栓壓板錨固的設(shè)計(jì) 
    螺栓壓板錨固的設(shè)計(jì)主要通過(guò)計(jì)算確定螺栓的直徑、間距、長(zhǎng)度以及壓板的斷面。為了安裝的方便，每塊壓板不宜太長(zhǎng)太重，特別是兩岸邊墻的壓板。每塊壓板對(duì)應(yīng)的螺栓個(gè)數(shù)一般以4個(gè)為宜，太少會(huì)因個(gè)別螺栓的拉斷，造成同一壓板上的其它螺栓應(yīng)力過(guò)載，而釀成事故；太多時(shí)，螺栓埋設(shè)精度要求較高，容易造成安裝上的困難。
    2.1 螺栓的計(jì)算
    螺栓的作用是將壩袋連接于基礎(chǔ)上，它承受通過(guò)聯(lián)接板傳來(lái)的壩袋拉力。在壩體內(nèi)水重產(chǎn)生的摩擦力作用下，底袋片的力不再傳給螺栓，上袋片的拉力欲將壩體袋由錨固壓板下抽出而破壞。因此，要求螺栓在擰緊后應(yīng)有足夠的壓緊力，不使壩袋有抽出的可能性。但由于鎖緊力難以控制，使螺栓受力計(jì)算很難準(zhǔn)確得出，一般采用材料力學(xué)公式計(jì)算。鄭集地涵橡膠壩通過(guò)計(jì)算采用直徑為33mm的螺栓進(jìn)行錨固。
    螺栓長(zhǎng)度按地腳螺栓考慮，取30倍螺栓直徑作為螺栓錨固預(yù)埋長(zhǎng)度，用雙螺母固定，以防松動(dòng)，還要做防銹處理。螺紋規(guī)格采用粗牙螺紋以保證螺栓強(qiáng)力和螺紋的剪切強(qiáng)度的要求。 
    螺栓材料：螺栓鋼號(hào)不宜過(guò)低，一般采用中高碳鋼制作。本工程采用中碳鋼鋼筋自制螺栓。
    2.2 壓板的設(shè)計(jì)
    為使壓板在應(yīng)用中有足夠的強(qiáng)度，壓板應(yīng)采用１６槽鋼（160mm×64mm×5mm）的型式。螺栓壓板錨固的施工長(zhǎng)度應(yīng)為1m，且在槽鋼內(nèi)每隔兩個(gè)螺栓孔焊一塊加強(qiáng)肋板，厚度為10mm，頂部與槽鋼頂平齊以增強(qiáng)壓板的整體剛性。
    3、壩袋錨固槽的施工
    錨固槽施工的主要要求是錨固槽內(nèi)螺栓預(yù)埋尺寸準(zhǔn)確、表面平整。為滿足上述要求，鄭集地涵橡膠壩采用了預(yù)留二期混凝土做澆筑錨固槽的方法。二期混凝土預(yù)留范圍內(nèi)既要考慮到結(jié)構(gòu)的整體性，又要考慮到施工的方便。為確保預(yù)埋螺栓的尺寸，我們采用8mm厚、20cm寬的鋼板焊接成每5m一塊。在此鋼板上放好尺寸鉆孔，將預(yù)埋螺栓根據(jù)設(shè)計(jì)的外露尺寸垂直焊接在鋼板上，然后用鋼筋支架將鋼板固結(jié)在二期混凝土槽內(nèi)。二期混凝土澆筑時(shí)應(yīng)采用小型振動(dòng)棒且不能碰到預(yù)埋物。待混凝土澆完尚未初凝之前應(yīng)再一次核準(zhǔn)預(yù)埋螺栓的尺寸，如發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)糾正。
    4、橡膠壩袋的錨固安裝
    1）把壩底的雜物及施工時(shí)遺落的砂漿結(jié)成的硬塊全部清除并沖洗干凈。檢查管道內(nèi)雜物是否清除，特別象小元釘和小碎石等有害物體。此項(xiàng)工作主要是預(yù)防底墊片受損而使壩袋內(nèi)水漏出。
    2）將底墊片鋪在底板上，鋪好后，上下游暫用混凝土壓軸臨時(shí)固定。兩端則按設(shè)計(jì)用錨栓固定，并同時(shí)開孔安設(shè)進(jìn)出水口的水帽。
    3）鋪壩袋膠布。底墊膠片安裝好之后，即將壩袋膠布平鋪在底墊膠片及下游底板上，以壩袋中線與底板中線（指順?biāo)鞣较颍┫嘀睾蠟榭刂茦?biāo)準(zhǔn)。
    4）劃錨固線。壩袋錨好后，按設(shè)計(jì)的壩袋周長(zhǎng)，劃出錨固線。先劃上下游，后劃兩端邊墻的錨固線（如在工廠加工時(shí)，有條件可先在工廠劃好。這樣可以縮短現(xiàn)場(chǎng)安裝的時(shí)間）。
    5）壩袋的錨固。以上幾項(xiàng)工作完成之后即可以進(jìn)行壩袋的錨固工作。錨固時(shí)，應(yīng)按先上游，后下游，最后邊墻的順序進(jìn)行。錨固底板時(shí)，應(yīng)從壩軸中線開始向左右兩邊展開工作。錨固槽內(nèi)最底一層先鋪橡膠找平片，然后將壩袋底墊片鋪上，在壩袋與底墊片之間為防漏水應(yīng)放置止水海綿膠片且其上、下面均用氯丁膠與壩袋及底墊片粘上。
    上述工作完成之后，將壩袋端頭從上方反折過(guò)來(lái)，在其上方再放置一層補(bǔ)強(qiáng)膠片。補(bǔ)強(qiáng)膠片、壩袋、止水海綿膠片、底墊片及找平墊片均需按螺栓位置進(jìn)行鉆孔。在補(bǔ)強(qiáng)膠片上部，為使錨固時(shí)受力均勻，需設(shè)置兩道Φ8mm通長(zhǎng)鋼筋，鋼筋布好后上面放置16槽鋼壓板。
    6）待上述工作完成之后，螺栓有絲部分應(yīng)用黃油涂抹滿再放上墊片上第一個(gè)螺母。螺母擰緊的順序執(zhí)行。 螺母擰緊程度根據(jù)廠家介紹及以往施工經(jīng)驗(yàn)，我們自制套筒以100kg的力作用在1m力臂處擰不動(dòng)為準(zhǔn)。
    5、壩袋充水試驗(yàn)
    所有第一個(gè)螺栓經(jīng)檢驗(yàn)擰緊后，壩袋可以做充水試驗(yàn)。待壩袋內(nèi)充滿水，檢查壩袋四周漏水情況，如發(fā)現(xiàn)漏水應(yīng)做好標(biāo)記，等壩袋放完水后再處理。本次施工的鄭集地涵橡膠壩由于前期工作謹(jǐn)慎認(rèn)真，按規(guī)范施工，故在充水試驗(yàn)時(shí)未發(fā)現(xiàn)有漏水現(xiàn)象。
    壩袋充滿水放置1d后將其內(nèi)水放凈，逐個(gè)螺母進(jìn)行檢查按以上程序再一次擰緊后，上第2個(gè)螺母。
    這些工作全部完成后，在槽鋼內(nèi)用瀝青將螺栓及螺母澆上，再用厚一點(diǎn)的塑料布將其蓋上以便下一次更換壩袋時(shí)螺栓能正常使用。最后用1:2水泥砂漿將錨固槽其余部位封死抹平。
    為防止橡膠壩袋在兩端頭出現(xiàn)塌肩現(xiàn)象，本次施工采用在底板兩端頭各4m范圍內(nèi)做成1:10的斜坡。
    6、幾點(diǎn)體會(huì)
    1、橡膠壩是一種節(jié)約三材，造價(jià)較低，施工簡(jiǎn)易，運(yùn)行方便的新型水工結(jié)構(gòu)。對(duì)于汛期泄洪時(shí)要求不壅高上游水位避免造成淹沒(méi)的河道上，修建橡膠壩具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。
    2、通過(guò)對(duì)螺栓壓板堵頭式方案進(jìn)行一系列的觀察證明：由于該方案采用了平底板和堵頭壩袋，充水后壩袋全長(zhǎng)斷面相同，不起皺折，沒(méi)有溢流損失，壩袋拉力分布比較均勻，經(jīng)、緯向拉力基本上就是主拉力，更適合按薄膜理論計(jì)算，材料強(qiáng)度也能充分發(fā)揮，實(shí)為一種較合理的方案，值得在生產(chǎn)實(shí)踐中廣泛采用。