CN104099848B - 一种高土石坝减压板跨心墙道路的快速连接及拆除方法 - Google Patents

Abstract

一种高土石坝减压板跨心墙道路的快速连接及拆除方法，步骤如下，制作若干节宽4m长3.488m的减压板，每节减压板带有箱型卡槽和限位环的连接结构，以限制减压板之间的横向位移和纵向位移；采用液压反铲吊装至跨心墙道路铺设；再配合人工完成相邻节减压板的连接，从而形成减压板道理；拆除时，先人工取下限位轴上的插销，再拆下减压板两侧的限位环，再用液压反铲完成减压板的水平横向或纵向移动，完成两节减压板的分离。本发明具有结构简单、安装、拆除方便特点，能将集中荷载转化为均布荷载向土体传递，过重车不会对跨心墙土体造成剪力破坏。

Description

一种高土石坝减压板跨心墙道路的快速连接及拆除方法

技术领域

本发明涉及铺在土石坝心墙砾石土填筑面上，让重车通行的铺路板路面的安装拆除方法，具体来说是用于水利水电工程中土石坝填筑施工过程中一种高土石坝减压板跨心墙道路的快速铺设安装及拆卸的方法。

背景技术

砾石土心墙堆石坝作为当地材料坝型具有基础条件要求低、外购材料用量小、总投资低等显著优势，在水电工程中越来越广泛采用，特别在高山峡谷地区，当地土石材料丰富，而修建其他坝型则需要运输大量的钢筋、水泥等材料，运量大，而受地形条件限制，满足运输要求的道路修建困难。

心墙堆石坝在施工中，受地形条件、石料场的选择等因素制约，一般情况难以实现在大坝的上、下游布置对称、独立的运输道路与料场，因此实际施工中普遍情况是要么上游的堆石料需要运输到下游，或下游的堆石料需要运输到上游。所以跨心墙运输的工况在所难免。但对于高心墙坝、超高心墙坝而言，必须保证心墙土料不被超压剪切破坏，否则心墙的防渗稳定难以保证，危及大坝的安全。因此重车过心墙运输的首要问题是防止土料被破坏。在施工过程中，大坝心墙区要求平起填筑，另外重车过心墙的道路不能一直布置在同一部位，防止出现在立面上贯通的薄弱环节，因此过心墙的道路要不断变换位置。常规方法是跨心墙施工道路采用垫层料铺设或铺设若干钢板(桥)形式，铺设、安装及拆除时间长，严重影响施工节奏。

常规方法一：采用在填筑面铺筑一定厚度(1m-1.5m)的低含水土料或者石渣垫层料作为垫层，保护填筑的砾石土面不受剪力破坏。当跨心墙道路需要变换位置时，用反铲挖装自卸汽车运输将所填筑低含水土料或者石渣垫层料进行清除。采用该方法的优缺点是：铺筑原料为填筑料，料源供应方便，施工按照进占法进行填筑施工机械组织方便，但施工比较繁琐，道路铺填时在防渗体中增加了一道横向接缝，对大坝填筑施工质量控制不利，且道路挖除时那以清除干净，对大坝填筑施工干扰大。

常规方法二：即采用预先松铺一定厚度(50cm左右)的垫层土料，再在垫层料上铺设一定厚度的钢板或钢板桥(钢板桥采用钢板附以槽钢作为其肋)，钢板或钢板桥不进行连接。当跨心墙道路需要变换位置时，采用反铲吊装拆除钢板或者钢板桥，然后对钢板或钢板桥下部垫层土料进行处理。本方法的优缺点：垫层料填筑量有所减少。完成垫层铺筑后，钢板或钢板桥无需进行拆卸，可直接用反铲完成吊装、转移，铺设方便、移动灵活。但也正由于相邻钢板或钢板桥间未进行有效的连接，重车行驶后常会使相邻钢板或钢板桥间错位形成台阶，运输重车行驶时对心墙面的剪力并没有有效的均匀分散或传递，对垫层料造成一定程度的破坏。跨心墙道路使用过程经常需要进行维护方能保证填筑要求的跨心墙道路使用周期，钢板或钢板桥拆除后，垫层料也要进行处理才能满足设计要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种高土石坝减压板跨心墙道路的快速连接及拆除方法，以方便快速安装、拆除，并能将集中荷载转化为均布荷载的土体传递，达到过重车而不会对跨心墙土体造成剪力破坏，良好的连接方式对减少跨心墙使用过程中道路的维护并有效延长跨心墙道路的使用周期。

本发明的目的是这样实现的：一种高土石坝减压板跨心墙道路的快速连接及拆除方法，包括以下步骤：

1)、制作加工若干节带有箱型卡槽、限位环作为连接结构的减压板；减压板采用钢板与型钢焊接加工成宽度4m、单节长度3.488m；每节相邻的两节减压板通过箱型卡槽、限位环的连接结构连接；两节减压板之间的相邻两个工字钢内设置箱型卡槽，箱型卡槽为箱形结构，满足重车荷载下两节减压板之间不会上、下错位，并能有效传递剪力，满足抗剪强度；从而实现将若干单节减压板连接为整体的目的；为防止重车运行过程单节减压板前、后移位而不能有效传递荷载，在两节减压板之间设置限位装置，即在相邻两节减压板上分别焊接一个限位轴，该两限位轴上套装一个限位环，为防止限位环脱落，在限位轴上设插销锁定，利用限位环限制减压板的纵向位移；

2)、采用液压反铲将减压板的吊装至跨心墙道路的布置位置，减压板直接铺在土面上，再由箱型卡槽、限位环将多节减压板联接为一个整体；重车从减压板上经过，由减压板分散轮荷载，将集中荷载转化为均布荷载向土体传递，从而达到减压不破坏土体的目的；

3)、液压反铲辅助配合人工完成相邻两节减压板的箱体簧片的对位、定位，人工完成减压板两侧限位环的安装，多节减压板通过以上连接方式连接形成一条贯穿于心墙区的满足心墙区抗剪力破坏要求的减压板道路；

4)、当施工需要变换跨心墙道路的位置时，首先人工取下限位轴上的插销，并拆下减压板两侧的限位环，液压反铲完成减压板在土料面上水平横向或纵向移动，完成相邻两节减压板的分离；减压板分离后单节减压板继续采用液压反铲完成吊装，将减压板逐节转吊至下一心墙道路的安装位置进行重新安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用本发明方法加工的这种减压板能够满足重车行驶车轮集中荷载均匀转换成均布荷载传递给心墙土料，只有将若干减压板进行连接形成一条连接整体的跨心墙道路才能完全保证跨心墙道路的整体稳定性，避免因连接方式不当对土体形成剪力破坏。

通过大量现场实验，这种减压板的连接方式也由最初设计方案：即通过在减压板前后两侧端头焊接连接若干(3个左右)端头，再将相邻两个减压板若干(3个左右)端头对接并分别通过插销锁定的形式进行连接的连接方式改进为目前这种在减压板前后两端加工焊接箱体连接键，再在减压板左右两端设置限位环的连接形式，保证减压板纵向传递剪力已经有效限定防止发生减压板位移。这种连接方式即解决了原连接方案中重车碾压后端头易于变形损坏导致无法达到快速拆卸安装的目的的问题，同时也使相邻两减压板连接更紧密，缩短了原方案中减压板连接端头处存在间距，更能适应心墙土料不均匀沉降，使减压板一直处于有效连接的状态。

采用这种减压板跨心墙道路的快速拆装方法，拆除及安装快捷方便，能够有效的防止心墙土料的剪切破坏并能适用于高强度快速施工条件下跨心墙道路的位置不断转换。目前这种减压板跨心墙道路的快速拆装方法已在长河坝水电站砾石土心墙坝工程进行了生产性研究试验，试验各项技术指标均达到预期效果，这种快速拆装结构的减压板跨心墙道路的快速拆装方法可以实现跨心墙道路的快速对位、定位、连接并形成整体，方便操作。

本发明采用的减压板结构简单，设置、安装简便、快捷，施工效率高。本发明能够有效的防止心墙土料的剪切破坏并能适用于高强度快速施工条件下跨心墙道路的位置不断转换，可以快速对位、定位、连接并形成整体，方便操作。是土石坝填筑施工过程中跨心墙道路铺设、安装及拆卸最理想的方法。这种减压板跨心墙道路的快速拆装方法在土石坝跨心墙道路布置及安装连接施工方法中具有极大的实用及推广价值。

附图说明

图1是前段减压板与后段减压板连接状态的主视图。

图2是图1的Ⅰ-Ⅰ剖面图。

图3是图1所示前、后段减压板之间的连接机构的放大图。

图4是图3所示限位环的仰视图。

图5是一段桥板中承重骨架的俯视图。

图6是图5的1-1剖面图。

图7是图5的2-2剖面图。

图8是图7中A部放大图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1、图2、图3、图4示出本快速拆装结构的减压板，由结构相同的多段桥板组成，每桥板结构为：面板1和与面板1长宽尺寸相同的底板2之间固联有长宽尺寸与面板相同的一个承重骨架3：由四根工字钢焊接为一个矩形框架，该矩形框架内平行于宽度方向等间距固联有多个工字钢横梁9，且相邻两工字钢横梁之间中部焊接有一个钢板横梁10，该矩形框架内平行于长度方向等间距焊接有多个钢板纵肋12；

前段桥板与后段桥板邻接处的两个侧面上还分别设置有结构相同的连接机构：前段桥板承重骨架上焊接有一根限位轴4，该限位轴4上开有供插销插接的销孔5，后段桥板的承重骨架上焊接有另一根限位轴，该另一根限位轴上开有供另一插销插接的另一销孔，其上有条孔的限位环7套装在前段桥板的限位轴4和后段桥板的另一限位轴上。(前、后段桥板是从行车方向来定方位，下同；图1中左段桥板为前段桥板，右段桥板为后段桥板)。图3中，垫板8焊接在承重骨架上，限位轴4焊接在垫板8上，这样，前、后段桥板之间的两根限位轴的间距可任意确定，而不限定在相邻两根工字钢之间。图5中：承重骨架宽4m(x轴方向)，长3.488m(y轴方向)，工字钢横梁9平行于宽度方向，工字钢纵肋11平行于长度方向。

前段桥板与后段桥板之间还设置有箱型卡槽6：形状为一个无底边的等腰梯形的钢板弯制件；该箱型卡槽卡接在前、后段桥板最相邻近的两个工字钢纵肋的腰之间。

实施例：

桥板的面板1长宽为348.8cm×400cm，所述工字钢纵肋11以及工字钢横梁9的腰高均为180mm；所述前段桥板的一根限位轴4与后段桥板的另一根限位轴之间的间距为300mm，且上述两限位轴的直径均为40mm；所述限位环7的条孔的长度为380mm，宽度为45mm。前段桥板与后段桥板连接后二者之间的间隙为40mm。面板1和底板2分别为厚10mm和厚8mm的钢板；所述钢板横梁10和钢板纵肋的厚度均为8mm；所述限位环7的厚度为30mm，所述箱型卡槽6的厚度为20mm；所述销孔5直径为16mm。箱型卡槽6的两个端面上均焊接有封闭钢板(增大机械强度)。参见图5-图8，由四根工字钢焊接的矩形框架内沿平行于宽度方向的中线上还焊接有一个工字钢，该工字钢将矩形框架分为由结构相同的左半框和右半框，该左半框内工字钢横梁9为5个，钢板横梁10为6个，钢板纵肋12为30个。工字钢横梁9顶部与面板1焊接，工字钢横梁底部经圆头螺栓13与底板2连接(圆头螺栓13的螺帽要求焊接在工字钢上)。每段桥板的面板1上垂直于行车方向还间隔30cm均布焊接有Φ6.5盘圆钢筋(桥面防滑)。每段桥板面板的承重骨架上还焊接有用作吊装的4个吊钩。

一种高土石坝减压板跨心墙道路的快速连接及拆除方法，包括以下步骤：

1)、制作加工若干节带有“箱型卡槽+限位环”作为连接结构的减压板；减压板采用钢板与型钢焊接加工成宽度4m、单节长度3.488m；每节相邻的两节减压板通过“箱型卡槽+限位环”的连接结构连接；两节减压板之间的相邻两个工字钢内设置箱型卡槽，箱型卡槽为箱形结构，满足重车荷载下两节减压板之间不会上、下错位，并能有效传递剪力，满足抗剪强度；从而实现将若干单节减压板连接为整体的目的；为防止重车运行过程单节减压板前、后移位而不能有效传递荷载，在两节减压板之间设置限位装置，即在相邻两节减压板上分别焊接一个限位轴，该两限位轴上套装一个限位环，为防止限位环脱落，在限位轴上设插销锁定，利用限位环限制减压板的纵向位移；

2)、采用液压反铲将减压板的吊装至跨心墙道路的布置位置，减压板直接铺在土面上，再由“箱型卡槽+限位环”将多节减压板联接为一个整体；重车从减压板上经过，由减压板分散轮荷载，将集中荷载转化为均布荷载向土体传递，从而达到减压不破坏土体的目的；

3)、液压反铲辅助配合人工完成相邻两节减压板的箱体簧片的对位、定位，人工完成减压板两侧限位环的安装，多节减压板通过以上连接方式连接形成一条贯穿于心墙区的满足心墙区抗剪力破坏要求的减压板道路；

4)、当施工需要变换跨心墙道路的位置时，首先人工取下限位轴上的插销，并拆下减压板两侧的限位环，液压反铲完成减压板在土料面上水平横向或纵向移动，完成相邻两节减压板的分离；减压板分离后单节减压板继续采用液压反铲完成吊装，将减压板逐节转吊至下一心墙道路的安装位置进行重新安装。

这种减压板跨心墙道路的快速拆装方法，主要采用钢板与型钢焊接而成的分散重车车轮集中荷载，将集中荷载转化为均布荷载向土体传递，从而达到减压不破坏土体的目的。并通过“箱体连接键+限位环”独特设计，铺设及拆卸过程通过液压反铲协同辅助实现了减压板的快速定位、对位、连接拼装及拆卸。具体施工过程：

1、快速拆装结构的减压板制作、安装：采用钢板与型钢焊接加工成宽度4m、单节长度3.488m的减压板，减压板纵向端头采用型钢焊接布置型钢焊接加工的箱体连接键。再在减压板两侧设限位装置(限位环)，在两节减压板上焊接限位轴，利用限位环限制减压板的纵向位移，限位环的间隙小于箱体连接键与键槽的间隙，从而保证连接键始终位于键槽内。为防止限位环脱落，在限位轴上设插销锁定。

2、采用快速拆装结构的减压板跨心墙道路的铺设及拆除方法：加工成型的减压板采用液压反铲逐节完成吊装，吊装在指定的心墙土料面上，并采用反铲斗背完成减压板在土料面上水平横向或纵向移动，保证每相邻两节减压板相邻两减压板横向键槽对准，完成相邻减压板的对位及定位。相邻两节减压板完成对位及定位后，人工将限位环安装至两端的限位轴并用插销锁定。按照如此方法完成满足心墙上下游宽度的若干减压板的布置及连接安装，从而将若干单节连接为整体的形成一条以减压板连接的跨心墙连接道路。当施工需要，需要变换跨心墙道路的布置位置时，首先人工取下限位轴上的插销，并拆下减压板两侧的限位环，液压反铲完成减压板在土料面上水平横向或纵向移动，完成相邻两减压板的分离。减压板分离后单节减压板继续采用液压反铲完成吊装，将减压板逐节转吊至下一心墙道路的安装位置进行重新安装。

Claims (1)

1.一种高土石坝减压板跨心墙道路的快速连接及拆除方法，其特征是，包括以下步骤：

1)、制作加工若干节带有箱型卡槽、限位环作为连接结构的减压板；减压板采用钢板与型钢焊接加工成宽度4m、单节长度3.488m；每节相邻的两节减压板通过箱型卡槽、限位环的连接结构连接；两节减压板之间的相邻两个工字钢内设置箱型卡槽，箱型卡槽为箱形结构，满足重车荷载下两节减压板之间不会上、下错位，并能有效传递剪力，满足抗剪强度；从而实现将若干单节减压板连接为整体的目的；为防止重车运行过程单节减压板前、后移位而不能有效传递荷载，在两节减压板之间设置限位装置，即在相邻两节减压板上分别焊接一个限位轴，该两限位轴上套装一个限位环，为防止限位环脱落，在限位轴上设插销锁定，利用限位环限制减压板的纵向位移；

2)、采用液压反铲将减压板的吊装至跨心墙道路的布置位置，减压板直接铺在土面上，再由箱型卡槽、限位环将多节减压板联接为一个整体；重车从减压板上经过，由减压板分散轮荷载，将集中荷载转化为均布荷载向土体传递，从而达到减压不破坏土体的目的；

3)、液压反铲辅助配合人工完成相邻两节减压板的箱体簧片的对位、定位，人工完成减压板两侧限位环的安装，多节减压板通过以上连接方式连接形成一条贯穿于心墙区的满足心墙区抗剪力破坏要求的减压板道路；

4)、当施工需要变换跨心墙道路的位置时，首先人工取下限位轴上的插销，并拆下减压板两侧的限位环，液压反铲完成减压板在土料面上水平横向或纵向移动，完成相邻两节减压板的分离；减压板分离后单节减压板继续采用液压反铲完成吊装，将减压板逐节转吊至下一心墙道路的安装位置进行重新安装。