CN105568943B - 一种河道桁架式拉锚防漂装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种河道桁架式拉锚防漂装置，它沿河道垂直水流方向布置有一榀或多榀；每榀包括有混凝土墩、混凝土基础块、锚筋、钢丝绳以及沿不同空间方向布置的钢管组成的钢管桁架；所述混凝土墩在每榀河道桁架式拉锚防漂装置中设有两个，混凝土墩沿垂直水流方向隔开一定距离布置在河道内的上游侧，所述锚筋埋设于混凝土墩内，所述混凝土基础块呈矩阵状布置在混凝土墩的下游侧，所述组成钢管桁架的部分钢管的底端埋设于混凝土基础块内，所述钢丝绳一端连接锚筋，另一端连接钢管。本发明可在复杂地形施工，具有施工方便、环保、适用广泛、拦漂效果好、安全经济的特点。

Description

一种河道桁架式拉锚防漂装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种水利工程的河道防漂装置及其施工方法，尤其是涉及一种水利工程度汛的河道桁架式拉锚防漂装置及其施工方法。

背景技术

在水利拦河工程建设过程中，由于河道被截流，导流洞开始过水，在仅有导流洞过水时，由于过水断面较小，难以通过上游漂浮物、灌木和成群草垛以及建筑垃圾，由此造成导流洞堵塞，抬升河道水位，严重影响拦河建筑物度汛安全。因此，一般采用拦漂网兜的方式拦截漂浮物。拦河工程建设期河道需要满足排水通畅、防台度汛要求等基本功能，防漂装置通常比较简单，一般为以下几种结构型式：(1)拦漂网；(2)防漂浮筒；(3)拦漂排。

在水利拦河工程建设时，一般的拦漂措施为架设拦漂网，传统的拦漂网要在河道两岸选取好的锚固点，拦漂网网眼直径较小且受风力影响明显，拦漂网主索易磨损，拦截的漂浮物不易处理，拦漂网不适应河床变化较大的河道等因素。因此，在选用拦漂网时需考虑综合影响因素。

水利拦河工程中防漂浮筒的设置在国外运用较多，主要是依靠不同直径的浮筒漂浮于不同深度的水面上，充分利用水流流向与浮筒的夹角来满足导漂效果，由于浮筒漂浮于水面难以固定，浮筒间接头容易卡塞漂浮物，需建立模型计算方可实施，在选用防漂浮筒时难度大、成本高，不适合广泛应用。

在水利拦河工程建设时，一般采用的拦漂措施还有拦漂排，传统的拦漂排主要是在河道内置混凝土基础、支承结构、过渡浮箱等组成，需要综合考虑工程现场地形条件、地质情况、工程所在河流的水文情况、漂浮物的多少、最大漂浮物等，通过受力分析确定拦漂排的支承结构形式。因此，拦漂排结构设计复杂，施工成本较高，需要在满足工程功能的前提下尽可能采用简单的支承结构形式来降低工程造价。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种河道桁架式拉锚防漂装置及其施工方法，在满足度汛拦漂(浮木、灌木、成群草垛、建筑垃圾等)的功能同时，改善河道水质，提高导流洞过流能力，防止导流洞堵塞，有效降低防汛水位，具有施工方便、环保、适用广泛、拦漂效果好、安全经济的特点。

本发明装置的技术方案为：一种河道桁架式拉锚防漂装置，沿河道垂直水流方向布置有一榀或多榀；每榀河道桁架式拉锚防漂装置包括有混凝土墩、混凝土基础块、锚筋、钢丝绳以及沿不同空间方向布置的钢管所组成的钢管桁架；所述混凝土墩每榀设有两个，沿垂直水流方向隔开一定距离布置在河道内的上游侧，所述锚筋埋设于混凝土墩内，所述混凝土基础块呈矩阵状布置在混凝土墩的下游侧，所述钢管沿不同方向连接组成钢管桁架，组成钢管桁架的部分钢管的底端埋设于混凝土基础块内，所述钢丝绳一端连接锚筋，另一端连接钢管。

所述钢管分为垂直竖立钢管、倾斜竖立钢管、水平纵向钢管、水平横向钢管、短斜支撑钢管、长斜支撑钢管，在顺水流方向设有一排垂直竖立钢管和两排均向垂直竖立钢管倾斜的倾斜竖立钢管，两排倾斜竖立钢管分别设在垂直竖立钢管的上、下游两侧；所述混凝土基础块设有三排；每排每根垂直竖立钢管的底部与每排每根倾斜竖立钢管的底部均对应埋入所述每排每块混凝土基础块内；顺水流方向每根垂直竖立钢管的顶端和与其相邻的上、下游两侧的每根倾斜竖立钢管的顶端均固接在一起；每根垂直竖立钢管的底部和与其相邻的上、下游两侧的每根倾斜竖立钢管的底部均连接有水平纵向钢管；每根垂直竖立钢管的顶端和与其相邻的两根垂直竖立钢管的底部均连接有长斜支撑钢管，长斜支撑钢管的底部埋入混凝土基础块内；每根垂直竖立钢管的顶端和与其相邻两根垂直竖立钢管的顶端均连接有水平横向钢管；每根垂直竖立钢管的底部和与其相邻的上、下游两侧的倾斜竖立钢管的中间管段均连接有短斜支撑钢管，短斜支撑钢管的底部均埋设于混凝土基础块内；上游侧沿垂直水流方向的每相邻两根倾斜竖立钢管的底部之间均连接有水平横向钢管，上游侧沿垂直水流方向的每相邻两根倾斜竖立钢管的相同高度处的中间管段之间均连接有水平横向钢管；下游侧沿垂直水流方向的每相邻两根倾斜竖立钢管的底部之间均连接有水平横向钢管，下游侧沿垂直水流方向的每相邻两根倾斜竖立钢管的相同高度处的中间管段之间均连接有水平横向钢管；所有钢管组成钢管桁架。

所述钢丝绳设有两根，每根钢丝绳的一端连接锚筋，另一端连接位于沿垂直水流方向每榀最左端与最右端的垂直竖立钢管的顶端，钢丝绳连接方式可有多种，比如采用钢丝绳绳夹连接方式、插接方式等。

所述钢管之间的连接为通过扣件铰接。

所述河道桁架式拉锚防漂装置每两榀之间根据导流净宽度预留有间隙。

所述的组成钢管桁架的钢管表面涂抹有防腐漆层。

本发明一种河道桁架式拉锚防漂装置的施工方法，包括以下步骤：

(a)在河道内顺水流方向上游侧施工混凝土墩，所述混凝土墩采用机械成坑或人工挖坑后浇筑而成，混凝土墩深度根据计算确定，混凝土墩顶端延伸至地面上，使得混凝土墩有足够的自重来抵抗拉拔力；

(b)在混凝土墩顶部埋设锚筋，锚筋出露部分应满足钢丝绳的连接要求，锚筋埋入混凝土墩的深度应满足拉拔力要求；

(c)在混凝土墩的下游侧采用机械成坑或人工挖坑后浇筑混凝土基础块，沿水流方向将一定排数钢管埋入混凝土基础块内，钢管埋入深度、混凝土基础块尺寸根据计算确定；

(d)沿不同方向将钢管连接组成钢管桁架；

(e)用钢丝绳连接钢管与预埋锚筋；

(f)由混凝土墩、混凝土基础块、钢管、钢丝绳组成桁架式拉锚结构，完工后根据一定长度设定为一榀，每两榀之间根据导流净宽度预留一定间隙。

(g)考虑美观和耐腐蚀性，在钢管4表面涂抹防腐漆层。

本发明的有益效果是：

(1)本发明不仅具有传统水利大坝导截流后拦漂的功能，与现有的拦漂网技术相比，对拦截灌木、浮木及建筑垃圾能发挥较好效果，且能满足河道地形变化。混凝土墩和混凝土基础块施工时可采用人工或机械，在河床地形起伏变化大、水流流速不同时仍可根据具体情况采用人工或机械施工。由于钢管组成的桁架结构具有一定的灵活性，能根据不同的地形进行调节钢管长度，且拉锚长度也可根据地形变化。本发明直接利用钢管桁架式拉锚结构作为防漂措施，施工方便、环保。

(2)适用广泛。由于河道桁架式拉锚防漂装置组成材料容易采购、施工方便，适应各种地形，因此在各种拦河建设工程中均可运用。

(3)拦漂效果好。河道桁架式拉锚防漂装置的钢管之间的间距和每榀之间的间距是根据导流净宽度确定的，在不影响河道过流能力的同时，既可以有效拦截浮木、灌木，又可以提高导流洞等的过流和泄洪能力，保护坝体和导流明渠，且能达到改善河道水质的效果，满足水利工程导截流后的度汛要求。

(4)安全经济。横、纵向钢管等杆件之间通过扣件组成斜支撑，然后彼此之间连接组成稳定的平面和空间桁架结构；桁架结构通过钢丝绳与混凝土墩连接形成拉锚结构来抵抗水流冲力和撞击力；钢管、扣件、钢丝绳等可重复利用且成本低，因此河道桁架式拉锚装置既安全又经济。

附图说明

图1是本发明河道桁架式拉锚防漂装置的平面布置图。

图2是图1的横断面图。

图3是图1的纵剖面图。

图4是本发明的多榀装置平面布置示意图。

图5是本发明的立体示意图。

图中：1-混凝土墩；2-混凝土基础块；3-锚筋；4-钢管桁架；41-垂直竖立钢管；42-倾斜竖立钢管；43-水平纵向钢管；44-水平横向钢管；45-长斜支撑钢管；46-短斜支撑钢管；5-扣件；6-钢丝绳。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。

如图1至图5所示，本发明河道桁架式拉锚防漂装置，沿河道垂直水流方向布置有5榀；每榀包括有混凝土墩1、混凝土基础块2、锚筋3、由垂直竖立钢管41、倾斜竖立钢管42、水平纵向钢管43、水平横向钢管44、长斜支撑钢管45、短斜支撑钢管46通过扣件5连接组成的钢管桁架4，以及钢丝绳6。每榀设有两个混凝土墩，沿垂直水流方向隔开一定距离布置在河道内的上游侧，混凝土墩1内埋入锚筋3，混凝土基础块2呈三排矩阵状设置在河道中混凝土墩1的下游侧，垂直竖立钢管、倾斜竖立钢管、长斜支撑钢管、短斜支撑的底部浇筑在混凝土基础块2内，钢丝绳6设有两根，每根钢丝绳6的一端连接预埋于混凝土墩1内的锚筋3，另一端连接位于沿垂直水流方向每榀最左端与最右端的垂直竖立钢管41的顶端。

每榀河道桁架式拉锚防漂装置在顺水流方向均设有一排垂直竖立钢管41和两排均向垂直竖立钢管41倾斜的倾斜竖立钢管42，两排倾斜竖立钢管42分别设在垂直竖立钢管41的上、下游两侧；所述混凝土基础块2设有三排；每排每根垂直竖立钢管41的底部与每排每根倾斜竖立钢管42的底部均对应埋入所述每排每块混凝土基础块2内；顺水流方向每根垂直竖立钢管41的顶端和与其相邻的上、下游两侧的每根倾斜竖立钢管42的顶端均通过扣件5连接在一起；每根垂直竖立钢管41的底部和与其相邻的上、下游两侧的每根倾斜竖立钢管42的底部均连接有水平纵向钢管43；每根垂直竖立钢管41的顶端和与其相邻两根垂直竖立钢管41的底部均连接有长斜支撑钢管45，长斜支撑钢管45的底部埋设于基础块2内；每根垂直竖立钢管41的顶端和与其相邻的两根垂直竖立钢管41的顶端均连接有水平横向钢管44；每根垂直竖立钢管41的底部和与其相邻的上、下游两侧的倾斜竖立钢管42的中间管段均连接有短斜支撑钢管46，短斜支撑钢管46的底部埋设于混凝土基础块2内；上游侧沿垂直水流方向的每相邻两根倾斜竖立钢管42的底部之间均连接有水平横向钢管44，上游侧沿垂直水流方向的每相邻两根倾斜竖立钢管42的相同高度处的中间管段之间均连接有水平横向钢管44；下游侧沿垂直水流方向的每相邻两根倾斜竖立钢管42的底部之间均连接有水平横向钢管44，下游侧沿垂直水流方向的每相邻两根倾斜竖立钢管42在相同高度处的中间管段之间均连接有水平横向钢管44；所有钢管组成钢管桁架4。

本实施例提供的河道桁架式拉锚防漂装置的施工方法如下：

(a)在河床施工混凝土墩1，施工场地有条件采用挖掘机时，优先采用挖掘机挖墩坑，墩坑长、宽均为3.0m，间距20.0m布置，混凝土墩1强度等级不得低于C20，顶部预埋锚筋3，墩体1深度、锚筋3预埋深度根据计算确定，墩体1顶端伸至地面上，锚筋3高出河床地面0.1m；施工场地没有条件采用挖掘机械时，采用人工开挖，自上而下逐层开挖，开挖至设计深度后浇筑混凝土墩1并埋设螺纹钢锚筋3。

(b)在河床混凝土墩1的下游侧设置三排钢管，一排垂直竖立钢管41和两排倾斜竖立钢管42，钢管4长6.0m，间距3.0m，埋入混凝土基础块2内至少0.5m深，施工场地有条件采用挖掘机时，优先采用挖掘机挖基础坑，混凝土基础块2长、宽均为0.8m，混凝土基础块2的埋深由计算确定；施工场地没有条件采用挖掘机械时，采用人工开挖，自上而下逐层开挖，开挖至设计深度后浇筑混凝土并埋设钢管4。

(c)在每根垂直竖立钢管41的底部和与其相邻的上、下游两侧的每根倾斜竖立钢管42的底部均连接有水平纵向钢管43；每根垂直竖立钢管41的顶端和与其相邻两根垂直竖立钢管41的底部均连接有长斜支撑钢管45，长斜支撑钢管45的底部埋设于基础块2内至少0.5m深；垂直竖立钢管41的顶端和与其相邻的两根垂直竖立钢管41的顶端均连接有水平横向钢管44；每根垂直竖立钢管41的底部和与其相邻的上、下游两侧的倾斜竖立钢管42的中间管段均连接有短斜支撑钢管46，短斜支撑钢管46的底部埋设于混凝土基础块2内至少0.5m深；上游侧沿垂直水流方向的每相邻两根倾斜竖立钢管42的底部之间均连接有水平横向钢管44，上游侧沿垂直水流方向的每相邻两根倾斜竖立钢管42的相同高度处的中间管段之间均连接有水平横向钢管44；下游侧沿垂直水流方向的每相邻两根倾斜竖立钢管42的底部之间均连接有水平横向钢管44，下游侧沿垂直水流方向的每相邻两根倾斜竖立钢管42在相同高度处的中间管段之间均连接有水平横向钢管44；所有钢管组成钢管桁架4。在相邻垂直竖立钢管41之间间距由导流净宽度确定为2.5m，所述的扣件5采用永城精密铸造有限公司的旋转扣件。

(d)钢丝绳6一端与位于沿垂直水流方向最左端与最右端的垂直竖立钢管的顶端连接，另一端与上游侧混凝土墩1内的锚筋3相连，钢丝绳连接方式较多，比如采用钢丝绳绳夹连接方式、插接方式等，详见钢丝绳连接规范，从而使钢管4、混凝土墩1、锚筋3形成拉锚结构。

(e)由混凝土墩1、混凝土基础块2、锚筋3、钢管4、扣件5、钢丝绳6组成桁架式拉锚防漂装置，完工后按照20.0m为一榀，两榀之间间距为2.5m。

(f)考虑美观和耐腐蚀性，在钢管4表面涂抹防腐漆层。

Claims (7)

1.一种河道桁架式拉锚防漂装置，其特征在于：它沿河道垂直水流方向布置有一榀或多榀；每榀包括有混凝土墩、混凝土基础块、锚筋、钢丝绳以及沿不同空间方向布置的钢管组成的钢管桁架；所述混凝土墩在每榀河道桁架式拉锚防漂装置中设有两个，混凝土墩沿垂直水流方向隔开一定距离布置在河道内的上游侧，所述锚筋埋设于混凝土墩内，所述混凝土基础块呈矩阵状布置在混凝土墩的下游侧，所述组成钢管桁架的部分钢管的底端埋设于混凝土基础块内，所述钢丝绳一端连接锚筋，另一端连接钢管；所述钢管分为垂直竖立钢管、倾斜竖立钢管、水平纵向钢管、水平横向钢管、短斜支撑钢管、长斜支撑钢管，在顺水流方向设有一排垂直竖立钢管和两排均向垂直竖立钢管倾斜的倾斜竖立钢管，两排倾斜竖立钢管分别设在垂直竖立钢管的上、下游两侧；所述混凝土基础块设有三排；每排每根垂直竖立钢管的底部与每排每根倾斜竖立钢管的底部均对应埋入所述每排每块混凝土基础块内；顺水流方向每根垂直竖立钢管的顶端和与其相邻的上、下游两侧的每根倾斜竖立钢管的顶端均固接在一起；每根垂直竖立钢管的底部和与其相邻的上、下游两侧的每根倾斜竖立钢管的底部均连接有水平纵向钢管；每根垂直竖立钢管的顶端和与其相邻的两根垂直竖立钢管的底部均连接有长斜支撑钢管，长斜支撑钢管的底部埋入混凝土基础块内；每根垂直竖立钢管的顶端和与其相邻两根垂直竖立钢管的顶端均连接有水平横向钢管；每根垂直竖立钢管的底部和与其相邻的上、下游两侧的倾斜竖立钢管的中间管段均连接有短斜支撑钢管，短斜支撑钢管的底部埋设于混凝土基础块内；上游侧沿垂直水流方向的每相邻两根倾斜竖立钢管的底部之间均连接有水平横向钢管，上游侧沿垂直水流方向的每相邻两根倾斜竖立钢管的相同高度处的中间管段之间均连接有水平横向钢管；下游侧沿垂直水流方向的每相邻两根倾斜竖立钢管的底部之间均连接有水平横向钢管，下游侧沿垂直水流方向的每相邻两根倾斜竖立钢管的相同高度处的中间管段之间均连接有水平横向钢管；所有钢管组成钢管桁架。

2.根据权利要求1所述的河道桁架式拉锚防漂装置，其特征在于：所述钢丝绳设有两根，每根钢丝绳的一端连接锚筋，另一端连接位于沿垂直水流方向每榀最左端或最右端的垂直竖立钢管的顶端。

3.根据权利要求1所述的河道桁架式拉锚防漂装置，其特征在于：所述钢管之间通过扣件铰接。

4.根据权利要求1所述的河道桁架式拉锚防漂装置，其特征在于：所述河道桁架式拉锚防漂装置每两榀之间根据导流净宽度预留有间隙。

5.根据权利要求1所述的河道桁架式拉锚防漂装置，其特征在于：所述的组成钢管桁架的钢管表面涂抹有防腐漆层。

6.一种如权利要求1至4任一项所述的河道桁架式拉锚防漂装置的施工方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(a)在河道内顺水流方向上游侧施工混凝土墩，所述混凝土墩采用机械成坑或人工挖坑后浇筑而成，混凝土墩深度根据计算确定，混凝土墩顶端延伸至地面上，使得混凝土墩有足够的自重来抵抗拉拔力；

(b)在混凝土墩顶部埋设锚筋，锚筋出露部分应满足钢丝绳的连接要求，锚筋埋入混凝土墩的深度应满足拉拔力要求；

(c)在混凝土墩的下游侧采用机械成坑或人工挖坑后浇筑混凝土基础块，沿水流方向将一定排数钢管埋入混凝土基础块内，钢管埋入深度、混凝土基础块尺寸根据计算确定；

(d)沿不同方向布置钢管，钢管相互连接组成钢管桁架；

(e)用钢丝绳连接钢管与预埋锚筋；

(f)由混凝土墩、混凝土基础块、钢管、钢丝绳组成桁架式拉锚结构，沿垂直水流方向根据一定长度设定为一榀，每两榀之间根据导流净宽度预留一定间隙。

7.根据权利要求6所述的河道桁架式拉锚防漂装置的施工方法，其特征在于：在步骤(f)后，它还包括步骤(g)：在组成钢管桁架的钢管表面涂抹有防腐漆层。