CN104988882B - 一种拱坝横缝间减震抗剪连接装置 - Google Patents

一种拱坝横缝间减震抗剪连接装置 Download PDF

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李南生
唐博作
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Abstract

本发明涉及一种拱坝横缝间减震抗剪连接装置,设置在相邻的坝段之间,用以抗震消能以及提供抗剪切力,该装置包括与相邻的坝段之间的横缝平面平行设置的蛇形钢筋网络,所述的蛇形钢筋网络通过连接钢筋与相邻的坝段固定连接,所述的连接钢筋一端伸入到坝段内,另一端通过锚固组件与蛇形钢筋网络固定连接。与现有技术相比,本发明具有设计先进、抗剪能力强、弹性延展性高、结构简单、成本低等优点。

Description

一种拱坝横缝间减震抗剪连接装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种连接装置,尤其是涉及一种拱坝横缝间减震抗剪连接装置。
背景技术
[0002]出于大体积混凝土温度应力和施工的需要,拱坝浇筑一般是分层分块进行的,所以施工过程中坝段之间需要设置伸缩横缝,横缝之间一般采用灌浆连接,这样造成横缝成为拱坝结构的强度薄弱部位,在地震等动力荷载作用下,灌浆横缝通常会被拉开和产生剪切错动。为了提高坝体的整体性,要在横缝内设置齿形键槽,利用键槽的咬合作用提高坝体的整体性能。但在强震等动力荷载作用下,键槽极易损伤且抗剪能力有限,而其抗拉、消能作用几近于无。因此,在某些拱坝的施工中,为了提高拱坝抗剪、抗震和消能作用,在横缝坝段之间采用单纯钢筋连接或强力弹簧连接的方式。经过计算得知,用钢筋单纯连接方法尽管增强了坝体的整体性,但这种连接方式降低了横缝的抗震消能的优势;用强力弹簧连接坝段虽然比用钢筋单纯连接在减震消能等方面效果较好,但它没有抗剪作用。
发明内容
[0003]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种设计先进、抗剪能力强、弹性延展性高、结构简单、成本低的拱坝横缝间减震抗剪连接装置。
[0004]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0005] —种拱坝横缝间减震抗剪连接装置,设置在相邻的坝段之间,用以抗震消能以及提供抗剪切力,该装置包括与相邻的坝段之间的横缝平面平行设置的蛇形钢筋网络,所述的蛇形钢筋网络通过连接钢筋与相邻的坝段固定连接,所述的连接钢筋一端伸入到坝段内,另一端通过锚固组件与蛇形钢筋网络固定连接。
[0006]所述的连接钢筋垂直于横缝平面设置。
[0007]所述的锚固组件设有多个,分别设置在蛇形钢筋网络弯角处的锚固结点上。
[0008]所述的连接钢筋设有多个,并且与锚固组件一一对应连接。
[0009]所述的锚固组件为一体式结构,一端为圆弧形凹槽,另一端为内攻丝连接螺帽,所述的圆弧形凹槽与蛇形钢筋网络焊接,所述的内攻丝连接螺帽与连接钢筋固接。
[0010]所述的蛇形钢筋网络的钢筋为实心圆截面钢筋。
[0011]与现有技术相比,本发明具有以下优点:
[0012] —、设计先进:本发明将细胞生物学中肌细胞和细胞骨架减震、抗拉原理仿生地应用于水工结构横缝连接装置设计中,以蛇形钢筋网络的每个回路表现细胞骨架的纤维蛋白网格,提出了一种不同于拱坝横缝现有连接装置的新装置。
[0013] 二、抗剪能力强:蛇形钢筋网络变形状态由于受坝体横缝和连接结点约束使整个蛇形钢筋网络在屈曲过程中扭转和弯曲程度受限,蛇形钢筋网络一般不至于发生不可逆的失稳变形,而对于蛇形钢筋网络的连接结点与坝体连接的连接钢筋,连接钢筋经历了完全不同的变形模态,变形过程中蛇形网络钢筋的结点段受到了来自坝体极大的约束,其弹性延展率下降更多,有利于增强连接件的抗剪能力。
[0014]三、弹性延展性高:利用蛇形钢筋网络的纵横向超弹性实现这种连接装置的弹性延展性,充分发挥蛇形钢筋网络力学性能和弹性延展率提升其变形消能空间。
[0015]四、结构简单、成本低:拱坝横逢连接装置结构形式简单,可以规模化、模块化地制造产品,建造成本较低,连接装置安装没有特殊工艺要求,安装过程不影响拱坝正常施工,蛇形钢筋网络利用多重力学原理,确保装置安全可靠。
附图说明
[0016]图1为本发明的主视结构示意图。
[0017]图2为本发明的左视结构示意图。
[0018]图3为锚固组件的主视结构示意图。
[0019]图4为锚固组件的俯视结构示意图。
[0020]其中,1、蛇形钢筋网络,2、连接钢筋,3、锚固组件,4、坝段,5、圆弧形凹槽,6、内攻丝连接螺帽。
具体实施方式
[0021 ]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0022] 实施例:
[0023]如图1-2所示,一种拱坝横缝间减震抗剪连接装置,设置在相邻的坝段4之间,用以抗震消能以及提供抗剪切力,该装置包括与相邻的坝段4之间的横缝平面平行设置的蛇形钢筋网络1,蛇形钢筋网络I通过连接钢筋2与相邻的坝段4固定连接,连接钢筋2—端伸入到坝段4内,另一端通过锚固组件3与蛇形钢筋网络I固定连接,连接钢筋2垂直于横缝平面设置,蛇形钢筋网络I的钢筋为实心圆截面钢筋。
[0024]如图3-4所示,锚固组件3设有多个,分别设置在蛇形钢筋网络I弯角处的锚固结点上。
[0025]锚固组件3为一体式结构,上部为圆弧形凹槽5,下部为内攻丝连接螺帽6,圆弧形凹槽5与蛇形钢筋网络I焊接,内攻丝连接螺帽6与连接钢筋2固接。
[0026]当拱坝相邻坝段4产生切向不协调位移时,坝段4两侧结点之间形成切向相对位移,当相对切向位移较小时,使蛇形钢筋网络I产生弹性变形,在蛇形钢筋网络I两个互相垂直方向均呈现弹性恢复力,这种现象类似于动物细胞体系中细胞骨架结构中所呈现的,细胞骨架中的肌动蛋白丝通过交联蛋白、成束蛋白和马达蛋白连接成网状细胞骨架,如果一层细胞由于外力而被拉伸(或压缩),细胞内网状蛋白丝就会产生张力(压力),同时在垂直于拉伸方向产生恢复力,细胞纵横向的这两种作用力能有效地抵抗外力作用,从而避免细胞质膜破裂,蛇形钢筋网络I的结构借鉴细胞骨架的结构特点和抗拉减振性能,仿生设计出本发明的连接装置,当坝段之间切向相对位移较大时,蛇形钢筋网络I有可能出现屈曲变形,但由于蛇形钢筋网络I的横向位移受坝段横缝尺寸和锚固结点的固着限制,致使蛇形钢筋网络I具有很大的临界屈曲荷载,这样就能有效地抵抗拱坝横缝产生较大的切向相对位移。
[0027]本发明的改进之处在于:
[0028] 1、本装置采用蛇形钢筋网络沿坝体横缝平面设置,配合拱坝施工控制横缝间距的工艺要求,从而避免因安装横缝连接装置需要改变施工工法的额外负担。
[0029] 2、蛇形钢筋网络同时具有抗剪、消能效果,同时又不影响横缝,起到降低坝体混凝土拉应力的作用。
[0030] 3、蛇形钢筋网络可以通过调整网络布置和安装方式改变竖向和水平向抗剪消能效果。
[0031] 4、蛇形网络连接装置可以工厂化生产,安装简单,没有特殊的工艺要求。

Claims (5)

1.一种拱坝横缝间减震抗剪连接装置,设置在相邻的坝段(4)之间,用以抗震消能以及提供抗剪切力,其特征在于,该装置包括与相邻的坝段(4)之间的横缝平面平行设置的蛇形钢筋网络(I),所述的蛇形钢筋网络(I)通过连接钢筋(2)与相邻的坝段(4)固定连接,所述的连接钢筋(2) —端伸入到坝段(4)内,另一端通过锚固组件(3)与蛇形钢筋网络(I)固定连接,所述的锚固组件(3)为一体式结构,一端为圆弧形凹槽(5),另一端为内攻丝连接螺帽(6),所述的圆弧形凹槽(5)与蛇形钢筋网络(I)焊接,所述的内攻丝连接螺帽(6)与连接钢筋(2)固接。
2.根据权利要求1所述的一种拱坝横缝间减震抗剪连接装置,其特征在于,所述的连接钢筋(2)垂直于横缝平面设置。
3.根据权利要求1所述的一种拱坝横缝间减震抗剪连接装置,其特征在于,所述的锚固组件(3)设有多个,分别设置在蛇形钢筋网络(I)弯角处的锚固结点上。
4.根据权利要求3所述的一种拱坝横缝间减震抗剪连接装置,其特征在于,所述的连接钢筋(2)设有多个,并且与锚固组件(3) 一一对应连接。
5.根据权利要求1所述的一种拱坝横缝间减震抗剪连接装置,其特征在于,所述的蛇形钢筋网络(I)的钢筋为实心圆截面钢筋。
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