CN111364414B - 一种水利工程大坝防浪墙的防撞装置的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水利工程大坝防浪墙的防撞装置的施工方法，通过在防浪墙底部设置二期混凝土，并利用水平预埋钢筋进行固定，可以有效防止防浪墙本体结构的破坏；二期混凝土浇筑采用钢模板，并在养护完成后不拆除，形成钢混结构，提高了整体受力性能，在防浪墙外侧和二期混凝土表面设置可拆卸的阻尼板，可以实现柔性防护，提高防撞效果，可拆卸的结构便于更换安装，可以节约工程造价。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程领域，具体涉及一种水利工程大坝防浪墙的防撞装置的施工方法。
背景技术
水利工程是充分利用水力资源，兴水利，除水害的利民工程，随着我国科技水平的不断提高，水利工程不管在理论、实际中均取得了重大突破，相继修建了小浪底、三峡等举世瞩目的水利工程，通过水利工程，有效实现了对水资源的合理匹配，既充分发挥了水能资源，也减小了水患破坏。
大坝是典型的水利工程，往往修建了河流的干流中，通过拦蓄水能，实现对水资源的再匹配，已建的大坝水库形式多具有防洪、灌溉、发电、旅游等多种功能，坝的分类也可以根据不用的分类标准分为混凝土坝、土石坝或重力坝、拱坝等。
根据不同的坝体，大多在坝体顶部修建防浪墙，主要用于洪水期的防风浪结构，防浪墙结构往往厚度不大，但承受的荷载多为动荷载，尤其是洪水期间，水库中可能存在上游较大的树木等漂浮物，这种漂浮物对大坝防浪墙的结构容易产生破坏，继而影响大坝的拦蓄作用。
现在的加固措施多采用增加钢筋配比或混凝土强度实现，这种并不能实现柔性防护，且不能更换，因此，防护效果有限，且更换不方便，发生破坏后的实际维修费用较高。
发明内容
本发明针对现有技术的问题，提供一种水利工程大坝防浪墙的防撞装置的施工方法。
本发明提供一种水利工程大坝防浪墙的防撞装置的施工方法，所述防撞装置包括坝体和设置在坝体上端的防浪墙，所述防浪墙为长方体结构，所述坝体为混凝土结构，所述防浪墙为钢筋混凝土结构，其特征在于：所述防浪墙底部设置有水平预埋钢筋，所述水平预埋钢筋伸出所述防浪墙结构，在所述水平预埋钢筋伸出防浪墙结构的部分绑扎箍筋，形成钢筋笼，在所述钢筋笼区域内立模板，所述模板包括上模板、下模板和侧模板，所述上模板上设置有浇筑口，所述上模板、下模板、侧模板上均设置有第一螺栓孔，通过所述浇筑口浇筑二期混凝土并养护成型，所述模板不拆除，而与二期混凝土保留形成整体，在所述防浪墙与所述二期混凝土的表面覆盖阻尼板，所述阻尼板包括第一垂直折板、水平板、第二垂直折板、U形板和第三垂直折板，所述第一垂直折板、水平板、第二垂直折板、U形板和第三垂直折板一体成型，所述第一垂直折板固定在防浪墙内侧，所述水平板固定在防浪墙的上表面，所述第二垂直折板固定在防浪墙的外表面，且位于所述二期混凝土上部，所述U形板包裹在所述二期混凝土的模板外侧，所述第三垂直折板位于所述二期混凝土下部，所述第一垂直折板、第二垂直折板通过第一螺栓与防浪墙连接，所述U形板与所述模板、所述二期混凝土通过第二螺栓连接，所述第三垂直折板通过第三螺栓与防浪墙连接，所述施工方法包括如下施工步骤：
S1：浇筑防浪墙，在坝体上端设置长方体结构的防浪墙，所述防浪墙为钢筋混凝土结构，所述防浪墙内的竖直钢筋伸入到坝体内，利用所述竖直钢筋绑扎水平钢筋，形成防浪墙钢筋笼，立模板浇筑防浪墙钢筋，并养护至设计强度，所述水平钢筋包括位于底部的水平预埋钢筋，所述水平预埋钢筋伸出防浪墙一定长度；
S2：浇筑二期混凝土；在所述水平预埋钢筋上绑扎箍筋，形成二期混凝土钢筋笼，之后在所述防浪墙底部凿毛并清洗干净，之后，在所述二期混凝土钢筋笼范围内立模板，所述模板包括上模板、下模板和侧模板，所述上模板上设置有浇筑口，所述上模板、下模板、侧模板上均设置有第一螺栓孔，通过所述浇筑口浇筑二期混凝土并养护成型，所述模板不拆除，而与二期混凝土保留形成整体；
S3：安装阻尼板，所述阻尼板包括第一垂直折板、水平板、第二垂直折板、U形板和第三垂直折板，所述第一垂直折板、水平板、第二垂直折板、U形板和第三垂直折板一体成型，所述第一垂直折板固定在防浪墙内侧，所述水平板固定在防浪墙的上表面，所述第二垂直折板固定在防浪墙的外表面，且位于所述二期混凝土上部，所述U形板包裹在所述二期混凝土的模板外侧，所述第三垂直折板位于所述二期混凝土下部，所述第一垂直折板、第二垂直折板通过第一螺栓与防浪墙连接，所述U形板与所述模板、所述二期混凝土通过第二螺栓连接，所述第三垂直折板通过第三螺栓与防浪墙连接。
作为优选，所述阻尼板材质为橡胶。
作为优选，所述模板为钢模板，所述钢模板内侧设置有剪力钉，用于增强与所述二期混凝土的连接强度。
作为优选，所述水平预埋钢筋的强度不低于425MP，所述箍筋的强度不低于325MP，所述坝体混凝土强度不低于C20，所述防浪墙混凝土强度不低于C30，所述二期混凝土强度不低于C30。
作为优选，第一螺栓、第二螺栓、第三螺栓均为预埋螺栓，预埋螺栓预埋在混凝土结构中，设置阻尼板后，通过螺母将所述阻尼板固定在所述混凝土结构中。
本发明的工作原理如下：
利用防浪墙底部的预埋水平钢筋，实现二期混凝土的浇筑，不拆除钢模板，实现了二期混凝土的钢混组合受力，且由于二期混凝土外壳为钢模板，保护了内部的混凝土结构；此外，在防浪墙以及二期混凝土表面覆盖阻尼板，利用折线组合的阻尼板，提高了防浪墙外层受力的覆盖，提高了防撞性能，阻尼板的设置通过螺栓固定，便于拆卸。
本发明的优点在于：
在防浪墙底部设置二期混凝土，并利用水平预埋钢筋进行固定，可以有效防止防浪墙本体结构的破坏；二期混凝土浇筑采用钢模板，并在养护完成后不拆除，形成钢混结构，提高了整体受力性能，在防浪墙外侧和二期混凝土表面设置可拆卸的阻尼板，可以实现柔性防护，提高防撞效果，可拆卸的结构便于更换安装，可以节约工程造价。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为二期混凝土设置示意图；
图3为模板设置示意图；
图4为阻尼板设置示意图；
图5为阻尼板的第二实施方式示意图；
图6为本发明的施工流程图。
具体实施方式：以下针对说明书附图内容，对本发明限定的结构，进行具体的解释说明。
本发明提供一种水利工程大坝防浪墙2的防撞装置的施工方法，所述防撞装置，包括坝体1和设置在坝体1上端的防浪墙2，所述防浪墙2为长方体结构，所述坝体1为混凝土结构，所述防浪墙2为钢筋混凝土结构，其特征在于：所述防浪墙2底部设置有水平预埋钢筋3，所述水平预埋钢筋3伸出所述防浪墙2结构，在所述水平预埋钢筋3伸出防浪墙结构的部分绑扎箍筋4，形成钢筋笼，在所述钢筋笼区域内立模板6，所述模板6包括上模板63、下模板61和侧模板62，所述上模板63上设置有浇筑口64，所述上模板63、下模板61、侧模板62上均设置有第一螺栓孔65，通过所述浇筑口64浇筑二期混凝土5并养护成型，所述模板6不拆除，而与二期混凝土5保留形成整体，在所述防浪墙2与所述二期混凝土5的表面覆盖阻尼板7，所述阻尼板7包括第一垂直折板71、水平板72、第二垂直折板73、U形板74和第三垂直折板75，所述第一垂直折板71、水平板72、第二垂直折板73、U形板74和第三垂直折板75一体成型，所述第一垂直折板71固定在防浪墙2内侧，所述水平板72固定在防浪墙2的上表面，所述第二垂直折板73固定在防浪墙2的外表面，且位于所述二期混凝土5上部，所述U形板74包裹在所述二期混凝土5的模板6外侧，所述第三垂直折板75位于所述二期混凝土5下部，所述第一垂直折板71、第二垂直折板73通过第一螺栓8与防浪墙2连接，所述U形板74与所述模板6、所述二期混凝土5通过第二螺栓9连接，所述第三垂直折板75通过第三螺栓10与防浪墙2连接，所述施工方法包括如下施工步骤：
S1：浇筑防浪墙2，在坝体1上端设置长方体结构的防浪墙2，所述防浪墙2为钢筋混凝土结构，所述防浪墙2内的竖直钢筋伸入到坝体1内，利用所述竖直钢筋绑扎水平钢筋，形成防浪墙钢筋笼，立模板浇筑防浪墙钢筋，并养护至设计强度，所述水平钢筋包括位于底部的水平预埋钢筋3，所述水平预埋钢筋3伸出防浪墙一定长度；
S2：浇筑二期混凝土5；在所述水平预埋钢筋3上绑扎箍筋4，形成二期混凝土5钢筋笼，之后在所述防浪墙2底部凿毛并清洗干净，之后，在所述二期混凝土5钢筋笼范围内立模板6，所述模板6包括上模板63、下模板61和侧模板62，所述上模板63上设置有浇筑口64，所述上模板63、下模板61、侧模板62上均设置有第一螺栓孔65，通过所述浇筑口64浇筑二期混凝土5并养护成型，所述模板6不拆除，而与二期混凝土5保留形成整体；
S3：安装阻尼板7，所述阻尼板7包括第一垂直折板71、水平板72、第二垂直折板73、U形板74和第三垂直折板75，所述第一垂直折板71、水平板72、第二垂直折板73、U形板74和第三垂直折板75一体成型，所述第一垂直折板71固定在防浪墙2内侧，所述水平板72固定在防浪墙2的上表面，所述第二垂直折板73固定在防浪墙2的外表面，且位于所述二期混凝土5上部，所述U形板74包裹在所述二期混凝土5的模板6外侧，所述第三垂直折板75位于所述二期混凝土5下部，所述第一垂直折板71、第二垂直折板73通过第一螺栓8与防浪墙2连接，所述U形板74与所述模板6、所述二期混凝土5通过第二螺栓9连接，所述第三垂直折板75通过第三螺栓10与防浪墙2连接。
在所述步骤S2之前，加工所述上模板63、下模板61、侧模板62，其中所述上模板63上设置有浇筑口64，所述上模板63、下模板61、侧模板62上均设置有第一螺栓孔65，所述上模板63、下模板61、侧模板62均需要定制，即预留相应的浇筑口64和所述第一螺栓孔65，其中第二螺栓9与所述第一螺栓孔65配合，且优选第二螺栓9在二期混凝土5浇筑前，所述上模板63、下模板61、侧模板62固定时，即固定在所述上模板63、下模板61、侧模板62的内部，从而在二期混凝土5浇筑后，形成预埋的螺栓结构。
所述二期混凝土5一般可以滞后防浪墙2的混凝土浇筑，即在所述防浪墙2的混凝土浇筑养护完成后进行，也可以对于运行一定时间后的防浪墙2进行增设，即对于运行一定时间后，需要增加防撞装置时，直接在防浪墙2上植入水平钢筋，按照上述工序浇筑二期混凝土5即可，此时，第一螺栓8和第三螺栓10可以直接植入在所述防浪墙2和所述坝体1的混凝土中。
作为优选，所述阻尼板7的材质为橡胶。
作为优选，所述模板6为钢模板，所述钢模板内侧设置有剪力钉，用于增强与所述二期混凝土的连接强度。
作为优选，所述水平预埋钢筋3的强度不低于425MP，所述箍筋4的强度不低于325MP，所述坝体1混凝土强度不低于C20，所述防浪墙2混凝土强度不低于C30，所述二期混凝土5强度不低于C30。
作为优选，第一螺栓8、第二螺栓9、第三螺栓10均为预埋螺栓，预埋螺栓预埋在混凝土结构中，设置阻尼板7后，通过螺母将所述阻尼板7固定在所述混凝土结构中。
所述第一螺栓8和第三螺栓10在坝体1和防浪墙2浇筑时，即预埋在混凝土结构中，所述阻尼板7中分别设置有与对应的第一螺栓8、第二螺栓9、第三螺栓10相匹配的螺栓孔，则在步骤S3中，将阻尼板7上的螺栓孔分别与对应的第一螺栓8、第二螺栓9、第三螺栓10对齐并固定，之后分别在第一螺栓8、第二螺栓9、第三螺栓10上拧上螺母固定，即可实现阻尼板7的固定，拆卸时，拧下螺母，即可拆卸阻尼板7，便于在阻尼板7受力性能严重失效时，进行更换，一般经过一个洪水期，应当监测所述阻尼板7的工作性能，发现问题及时更换。
作为另一种实施方式，为实现柔性防护，所述阻尼板7为双层结构，所述双层结构中设置有弹簧711和填充材料722，所述弹簧711一端与阻尼顶板连接，一端与所述阻尼底板连接，所述填充材料722为泡沫颗粒，所述泡沫颗粒为球形，从而形成滚动摩擦，形成双层的耗能。
作为更优选的，所述阻尼板7的阻尼顶板和阻尼底板的内表面均形成粗糙的波浪曲面，任意波浪面的圆弧半径小于所述球形泡沫颗粒的半径。
当阻尼板7为双层结构时，阻尼板7上的螺栓孔也应与所述第一螺栓8、第二螺栓9、第三螺栓10相匹配，以实现可拆卸连接。
对于一般坝体，所述防浪墙2前应当通长设置所述防撞装置，以保证坝体1安全，所述防撞装置的长度应当等于坝体1长度，当坝体1长度过长时，也可以将所述防撞装置间隔设置，以减少工程造价，当所述防撞装置间隔区属于坝体1的防浪墙2的薄弱区，容易发生破坏，其安全防撞性能不如通长设置，此时应当在间隔区设置柔性防撞结构，如沙袋、防撞浮球、防撞浮囊等，上述方式可以一定程度上提高防撞性能，当整体考虑结构安全而言，建议将本发明的防撞装置在防浪墙上通长设置。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (5)
1.一种水利工程大坝防浪墙的防撞装置的施工方法，所述防撞装置包括坝体和设置在坝体上端的防浪墙，所述防浪墙为长方体结构，所述坝体为混凝土结构，所述防浪墙为钢筋混凝土结构，其特征在于：所述防浪墙底部设置有水平预埋钢筋，所述水平预埋钢筋伸出所述防浪墙结构，在所述水平预埋钢筋伸出防浪墙结构的部分绑扎箍筋，形成钢筋笼，在所述钢筋笼区域内立模板，所述模板包括上模板、下模板和侧模板，所述上模板上设置有浇筑口，所述上模板、下模板、侧模板上均设置有第一螺栓孔，通过所述浇筑口浇筑二期混凝土并养护成型，所述模板不拆除，而与二期混凝土保留形成整体，在所述防浪墙与所述二期混凝土的表面覆盖阻尼板，所述阻尼板包括第一垂直折板、水平板、第二垂直折板、U形板和第三垂直折板，所述第一垂直折板、水平板、第二垂直折板、U形板和第三垂直折板一体成型，所述第一垂直折板固定在防浪墙内侧，所述水平板固定在防浪墙的上表面，所述第二垂直折板固定在防浪墙的外表面，且位于所述二期混凝土上部，所述U形板包裹在所述二期混凝土的模板外侧，所述第三垂直折板位于所述二期混凝土下部，所述第一垂直折板、第二垂直折板通过第一螺栓与防浪墙连接，所述U形板与所述模板、所述二期混凝土通过第二螺栓连接，所述第三垂直折板通过第三螺栓与防浪墙连接，所述施工方法包括如下施工步骤：
S1：浇筑防浪墙，在坝体上端设置长方体结构的防浪墙，所述防浪墙为钢筋混凝土结构，所述防浪墙内的竖直钢筋伸入到坝体内，利用所述竖直钢筋绑扎水平钢筋，形成防浪墙钢筋笼，立模板浇筑防浪墙钢筋，并养护至设计强度，所述水平钢筋包括位于底部的水平预埋钢筋，所述水平预埋钢筋伸出防浪墙一定长度；
S2：浇筑二期混凝土；在所述水平预埋钢筋上绑扎箍筋，形成二期混凝土钢筋笼，之后在所述防浪墙底部凿毛并清洗干净，之后，在所述二期混凝土钢筋笼范围内立模板，所述模板包括上模板、下模板和侧模板，所述上模板上设置有浇筑口，所述上模板、下模板、侧模板上均设置有第一螺栓孔，通过所述浇筑口浇筑二期混凝土并养护成型，所述模板不拆除，而与二期混凝土保留形成整体；
S3：安装阻尼板，所述阻尼板包括第一垂直折板、水平板、第二垂直折板、U形板和第三垂直折板，所述第一垂直折板、水平板、第二垂直折板、U形板和第三垂直折板一体成型，所述第一垂直折板固定在防浪墙内侧，所述水平板固定在防浪墙的上表面，所述第二垂直折板固定在防浪墙的外表面，且位于所述二期混凝土上部，所述U形板包裹在所述二期混凝土的模板外侧，所述第三垂直折板位于所述二期混凝土下部，所述第一垂直折板、第二垂直折板通过第一螺栓与防浪墙连接，所述U形板与所述模板、所述二期混凝土通过第二螺栓连接，所述第三垂直折板通过第三螺栓与防浪墙连接；
在步骤S2之前，加工所述上模板、下模板、侧模板，其中所述上模板上设置有浇筑口，所述上模板、下模板、侧模板上均设置有第一螺栓孔，所述上模板、下模板、侧模板均需要定制，即预留相应的浇筑口和所述第一螺栓孔，其中第二螺栓与所述第一螺栓孔配合，且第二螺栓在二期混凝土浇筑前，所述上模板、下模板、侧模板固定时，即固定在所述上模板、下模板、侧模板的内部，从而在二期混凝土浇筑后，形成预埋的螺栓结构；
第一螺栓和第三螺栓在坝体和防浪墙浇筑时，即预埋在混凝土结构中，所述阻尼板中分别设置有与对应的第一螺栓、第二螺栓、第三螺栓相匹配的螺栓孔，则在步骤S3中，将阻尼板上的螺栓孔分别与对应的第一螺栓、第二螺栓、第三螺栓对齐并固定，之后分别在第一螺栓、第二螺栓、第三螺栓上拧上螺母固定，即可实现阻尼板的固定；拆卸时，拧下螺母，即可拆卸阻尼板，便于在阻尼板受力性能严重失效时，进行更换；
所述阻尼板为双层结构，所述双层结构中设置有弹簧和填充材料，所述弹簧一端与阻尼顶板连接，一端与阻尼底板连接，所述填充材料为泡沫颗粒，所述泡沫颗粒为球形，从而形成滚动摩擦，形成双层的耗能；所述阻尼板的阻尼顶板和阻尼底板的内表面均形成粗糙的波浪曲面，任意波浪面的圆弧半径小于球形泡沫颗粒的半径，增加阻尼耗能性能；
所述防撞装置间隔设置，以减少工程造价，所述防撞装置间隔区属于坝体的防浪墙的薄弱区，容易发生破坏，在间隔区设置柔性防撞结构。
2.如权利要求1所述的水利工程大坝防浪墙的防撞装置的施工方法，其特征在于：所述阻尼板材质为橡胶。
3.如权利要求1所述的水利工程大坝防浪墙的防撞装置的施工方法，其特征在于：所述模板为钢模板，所述钢模板内侧设置有剪力钉，用于增强与所述二期混凝土的连接强度。
4.如权利要求1所述的水利工程大坝防浪墙的防撞装置的施工方法，其特征在于：所述水平预埋钢筋的强度不低于425MP，所述箍筋的强度不低于325MP，所述坝体混凝土强度不低于C20，所述防浪墙混凝土强度不低于C30，所述二期混凝土强度不低于C30。
5.如权利要求1-4任一项所述的水利工程大坝防浪墙的防撞装置的施工方法，其特征在于：第一螺栓、第二螺栓、第三螺栓均为预埋螺栓，预埋螺栓预埋在混凝土结构中，设置阻尼板后，通过螺母将所述阻尼板固定在所述混凝土结构中。
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