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霍山高桥湾橡胶坝工程胶坝坝袋及锚固结构设计

发布日期:2019-01-17 浏览数:287 次

1 工程概况
         高桥湾水利枢纽工程位于霍山县城北侧、宅男福利视频淮河支流东淠河干流上佛子岭水库坝下约19km处,是以拦蓄环境水、宅男福利视频改善水生态环境为主,结合发电及旅游等功能的综合利用工程。枢纽工程主要建筑物由橡胶坝、宅男福利视频控制闸、宅男福利视频水电站、宅男福利视频进厂道路及影响处理工程等组成。橡胶坝坝型为充水式橡胶坝,坝高3.10m,坝顶高程65.60m,底板高程62.50m,共布置8跨,每跨长67.50m,坝袋全长540m,中墩及边墩厚均为1.00m。

 

2 坝袋设计

         考虑高桥湾橡胶坝较长,且分跨布置,为不影响行洪要求,不宜设计为斜坡坝,采用枕式坝,并尽量减小中墩尺寸以较小阻水的情况。橡胶坝的锚固型式分为螺栓压板式锚固、宅男福利视频楔块挤压式锚固和胶囊充水式锚固等。根据工程特点及重要性,并多方调研,该工程橡胶坝袋锚固型式采用螺栓压板式锚固。螺栓压板式锚固的锚固布置有两种方式:单线锚固和双线锚固。单线锚固的特殊型式会导致坝体可动范围较大,对坝袋的防磨防振不利。尤其是坝顶溢流时,可能会在下游坝脚位置产生负压,加剧坝袋的磨损;双线锚固则是在坝袋四周都固定,这样坝体可动范围就较,利于坝袋的防磨防振,而且节省坝袋。因此,该工程坝袋采用双线锚固的型式。橡胶坝坝体充满后顶高程为65.60m,坝高3.1m,经多方调研及和类似工程对比,橡胶坝内压比定位or.=1.4。经计算橡胶坝上游坝袋曲线长S1=5.09m,下游坝袋曲线长S=5.33m,上游贴地段长度3.466m,下游贴地段长度1.549m,坝袋径向拉力T=43.245 kN/m。因而采用双锚线锚固的底垫片长度(不包括锚固长度)为5.015m。根据计算,按《橡胶坝技术规范)SL227-98规定,坝袋型号选定JBD3.5—260240—2型,采用二布三胶结构,考虑该工程位于山区河道,树枝之类的杂物较多,且早晚温差较大,为减小坝袋被杂物刮破的可能性和延长坝袋的老化时间,设计坝袋厚度比常规厂家推荐的要厚一些(设计外胶层厚度不小于2.5mm,中胶层厚度0.5mm,内胶层厚度2.5mm,坝袋总厚度为8.5mm)。其中外层橡胶要求具有耐磨损、宅男福利视频耐日照、宅男福利视频耐热及耐臭氧等性能;中层橡胶起连接骨架材料的作用,要求具有较好的强力和较高的附着力;内层橡胶除具有帆布的功能外,还要求具有较好的耐老化性能及较高的水密性和气密性。为了更好地适应山区生态要求及以后旅游业的发展,该工程橡胶坝坝体采用蓝色坝袋。

 

3 锚固结构设计

3.1锚固线布置
         考虑该工程中橡胶坝坝顶允许溢流,对坝袋的稳定性及耐久性要求均较高。因此,坝袋锚固形式采用双线锚固。底板上、宅男福利视频下游各设一条锚固线,上下游都采用外锚固形式,中墩采用无皱折的枕式堵头。
3.2锚固结构型式选择
         由于该工程位于山区,河水较清,对钢构件的锈蚀作用不强,且坝袋挡水水头较高,为确保锚固的可靠性,根据国内相关工程经验及橡胶坝坝袋厂家建议,采用曲线型螺栓压板穿孔锚固。曲线型螺栓压板是参考了日本经验,较普通螺栓压板锚固止水效果更加可靠,坝袋也不容易撕裂,使用寿命更长。是一种适用于高坝的较好的锚固方式,国内近几年已开始生产曲线型的锚固构件,运用在橡胶坝工程中,效果很好。曲线型螺栓压板如图1。
3.3锚固系统布置
         坝基底板上设有两道锚固槽,橡胶坝轴线上、宅男福利视频下游各设一道锚固槽,锚固槽截面采用直角梯形,直角边设在靠近坝轴线位置,这样能消除因坝袋运行破坏锚固槽内二期混凝土的隐患。槽深0.15m,槽底宽为0.3m,槽顶宽为0.45m,锚固件采用曲线型压板,上压板宽度为130mm,厚44mm,下压板宽度为140mm,厚16mm。两槽中心距为坝袋上下游间贴地长度与压板宽度之和,即为5.145m。上、宅男福利视频下压板间自上而下分别为补强片、宅男福利视频坝袋、宅男福利视频止水胶条、宅男福利视频底垫片。坝袋为有接缝胶布制成,锚固部位需要垫平,并且坝袋不宜直接和锚固件接触而发生磨损,坝袋由于在锚固点被穿孔,也需要胶布补强,因此在上压板与坝袋间,设补强片。补强片采用一布二胶结构,厚4.5mm,宽0.5m。坝袋下部的止水胶条主要起止水作用,厚度为8.0mm,宽度为0.25m。图3 上游侧锚固力分析 考虑到该橡胶坝在坝袋就位过程中,底垫片如强度不足易被扯坏,故底垫片采用一布二胶结构,其厚度为2.5ram。橡胶坝锚固大样图如图2。螺栓间距根据相似工程经验取0.2m。

 

3.4锚固计算

3.4.1螺栓计算

         经过计算可知,橡胶坝在设计状态下,上游侧锚固力明显大于下游侧锚固力,因此出于安全考虑,以计算得出的上游侧锚固力来设计锚固件。锚固螺栓在设计状态下承受的拉力(如图3):

 

G=Gl+

G1=T(R—H)/[R(f,+f2)]
G2=L1Tsin 0/(L_1)
式中:G_单位长度螺栓计算荷载,kN;G —锚固压板克服坝袋抽出作用于坝袋上的正压力,kN;G厂上压板偏心拉力,kN;T_坝袋径向拉力,kN/m;H一坝高,m;R一上游侧坝面曲线段半径,nl;一橡胶坝袋与止水海绵胶片之间的摩擦系数,取0.5;fl厂橡胶坝袋与上压板之间的摩擦系数,取0.5;L_上压板宽度,in;卜一上压板边沿至螺栓中心的距离,in0一坝袋经向拉力与基础底板夹角,。。每根螺栓承受的荷载及螺栓直径可按下式计算:
Qo= k
d≥、宅男福利视频/
式中:Q。-每根螺栓承受的荷载;G一单位长度螺栓计算荷载;k。一栓紧力及扭转力的影响系数;n一每米长度内螺栓根数;d一螺栓直径;[盯卜一螺栓允许拉应力。据计算,d≥18.1mm,据此计算成果及厂家建议,采用M27螺栓。螺栓埋置深度Lm根据规范要求Lm=30d加弯钩,但不小于250mm。该工程螺栓埋置深度采用810mm,螺栓底部设150mm弯钩。
3.4.2压板计算
压板材料选用ZG230-450。压板强度按下式验算:
M
盯 —
M=k2TL
式中:M一坝袋拉力作用在压板上产生的弯矩kN.m;L一力臂,为螺栓中心至压板边缘的距离,m;k厂安全系数,取为3.0;
w I{亢弯截面系数;T—单位长度坝袋径向拉力,kN。经计算13"=122.4MPa,满足要求。
3.5锚固件防锈蚀处理措施
         底板设置锚固槽;锚固件完全置于锚固槽内;压板、宅男福利视频垫板采用铸钢型产品,安装前做除锈处理;锚固螺栓螺纹区域做镀锌处理,其余部位安装前做除锈处理;优先保证螺栓螺母不锈蚀,二期混凝土浇筑前,螺母及螺栓顶部涂聚氨酯,后用特制厚塑料袋套装螺母及螺栓顶部,再用C25细石混凝土回填锚固槽,并采用水泥砂浆找平。

 

4 结语

        该工程橡胶坝的设计是在走访调研多个项目及设计院、宅男福利视频厂家的基础上,经过充分的论证和多次审查后最终形成的方案。目前,高桥湾橡胶坝已顺利建成,经过多次的充坝实验及联合试运行,效果良好。该枢纽工程建设对拉大城市框架、宅男福利视频挖掘城市资源潜力、宅男福利视频改善城市水资源环境及人居环境、宅男福利视频提高城市品位、宅男福利视频塑造特色景观等诸多方面具有十分重要意义,是霍山县城区段东淠河水域梯级开发治理规划的重要组成部分。枢纽的建成使城区河道这一独特的自然资源发挥更大的社会效益,产生更多的生态效益和经济效益,实现人水和谐共处,造福后代。