CN213508352U - 水闸消力池底板加固结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及水闸消力池底板加固结构，其包括原底板，原底板的顶面上设有碎石铺设而成的碎石层及混凝土浇注而成的加固板层，碎石层与加固板层由下至上依次设置，加固板层内固定设置有通水管，通水管贯穿加固板层并与碎石层连通。本申请排水时，通水管将加固板层上侧的水流引导至碎石层内，使加固板层上、下侧的水压得以平衡与稳定，减小其受外力作用发生升浮振动导致失稳破坏，具有提高加固底板的加固效果并延长其使用寿命的效果。

Description

水闸消力池底板加固结构

技术领域

本申请涉及水利水电工程技术领域，尤其是涉及水闸消力池底板加固结构。

背景技术

消力池是促使在泄水建筑物下游产生底流式水跃的消能设施。消力池底板结构稳定关系到下泄水流消能效果及水工建筑物能否安全稳定运行，是水利水电工程领域的一项重要技术。由于消力池长期承受水力冲刷，一定时间后消力池底表面易出现局部混凝土老化、粗骨料外露、钢筋锈蚀等安全隐患，为此，需对水闸消力池底板进行加固维修。

目前，公告号为CN204919501U的中国实用新型专利公开了一种水闸消力池底板加固结构，包括在原底板上设置加固结构，加固结构内设有纵横钢筋网，加固结构为混凝土浇注。上述加固结构为钢筋混凝土于原底板上浇注而成，在泄洪消能的过程中，受下泄高速水流冲击、基底扬压力、脉动压力等作用，加固结构易产生不规律的升浮振动发生失稳破坏，导致加固效果差且使用寿命短。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有加固结构的加固效果差且使用寿命短的缺陷。

实用新型内容

为了提高加固底板的加固效果并延长其使用寿命，本申请提供水闸消力池底板加固结构。

本申请提供的水闸消力池底板加固结构采用如下的技术方案：

水闸消力池底板加固结构，包括原底板，所述原底板的顶面上设有碎石铺设而成的碎石层以及混凝土浇注而成的加固板层，所述碎石层与所述加固板层由下至上依次设置，所述加固板层内固定设置有通水管，所述通水管贯穿所述加固板层并与所述碎石层连通。

通过采用上述技术方案，排水时，通水管将加固板层上侧的水流引导至碎石层内，使加固板层上、下侧的水压接近，实现水压的自动调节，保持了加固板层上、下侧的水压平衡与稳定，以此减小加固板层受到下泄高速水流的冲击、基底扬压力以及脉动压力等的作用，降低了加固板层因不规律的升浮振动导致失稳破坏情况的发生，从而提高了加固底板的加固效果并延长其使用寿命。

优选的，所述加固板层的顶面上固定设置有缓冲层，所述缓冲层包括平行于所述加固板层的两层钢板与固定设置于两层所述钢板之间的波纹板。

通过采用上述技术方案，排水时，水流的冲击力作用于上层钢板上，上层钢板发生弹性形变，并将上述冲击力传递至波纹板，此时波纹板发生弹性形变并进行延展，使水流的冲击负荷降低，防止加固板层受水流长期的直接冲击产生裂缝，从而提高了加固板层的抗冲击能力。

优选的，所述缓冲层的顶面上固定设置有透水混凝土制成的抗磨层。

通过采用上述技术方案，透水混凝土是采用粗骨料作为骨架，在骨架的表面包覆薄层水泥浆，相互粘结形成了多孔隙结构。透水混凝土具有良好的抗冲击强度，其设置于缓冲层的顶面上，防止缓冲层上层的钢板因水流的长期冲击发生磨损锈蚀，从而起到保护缓冲层的作用；且透水混凝土的多孔隙结构使抗磨层具有良好的透水性能，其对流入通水管的水进行过滤，防止有颗粒物进入通水管造成堵塞，从而确保了通水管的通水效果。

优选的，所述通水管的顶端固定安装有设于所述抗磨层内的上滤网套，且所述上滤网套的顶面与所述抗磨层的顶面齐平，所述通水管的底端固定安装有设于所述碎石层内的下滤网套。

通过采用上述技术方案，上滤网套有利于防止抗磨层内有小粒径颗粒进入通水管，下滤网套有利于防止碎石层内有小粒径颗粒进入通水管，从而提高了通水管的防堵性能；且上滤网套的顶面与抗磨层的顶面齐平，通水管上侧的水经上滤网套过滤后直接流入通水管内，以此提高通水管的进水效率。

优选的，所述原底板的顶面上设有纵横交错并互相连通的布水槽，所述通水管位于所述布水槽的正上方。

通过采用上述技术方案，排水时，通水管内垂直向下流动的水进入布水槽内，受布水槽的导流作用快速且均匀的分布于整个碎石层内，使加固板层上、下侧的水压迅速趋于接近，缩短加固板层上、下侧的水压达到平衡及稳定所需的时间，具有加强保护加固板层的效果。

优选的，所述加固板层内固定设置有钢筋网，所述钢筋网的交叉点位置固定设置有锚固筋，所述锚固筋的底端穿过所述碎石层并固定于所述原底板内，所述锚固筋的顶端与所述缓冲层的底面固定连接。

通过采用上述技术方案，钢筋网由纵横排列的螺纹钢筋交叉固定而成，钢筋的抗压强度大于混凝土，钢筋网设置于加固板层内，其与混凝土进行稳固粘结，可有效分担混凝土的受力，以此提高了加固板层的力学性能，有利于防止加固板层受力产生裂缝，进一步增强了加固效果；锚固筋的底端与原底板固定连接，锚固筋沿水流的方向对加固板层形成限制，防止加固板层受水流冲击作用发生移动，锚固筋的顶端与缓冲层固定连接，加强了缓冲层与加固板层连接的固定性。

优选的，所述原底板的顶面上固定安装有包围所述碎石层、所述加固板层以及所述缓冲层的加固边框，所述加固边框的顶端边缘向内弯折延伸有围边。

通过采用上述技术方案，加固边框将碎石层、加固板层以及缓冲层进行包围固定，以对加固板层的周侧形成限制，防止加固板层向四周边缘发生形变产生裂缝，起到保护加固板层的作用；且设置的围边于竖直方向对缓冲层形成阻挡，有利于防止加固板层发生竖直方向上的升浮振动，从而提高了加固结构整体的稳定性。

优选的，所述加固边框的外侧壁上固定连接有固定安装于消力池的墙体内的锚固杆，所述锚固杆沿水流方向朝向远离所述加固边框的方向延伸。

通过采用上述技术方案，锚固杆的设置增强了加固边框与消力池连接的牢固性，且锚固杆沿水流方向向远离加固边框的方向延伸，当加固边框受水流冲击时，加固边框对锚固杆作用力的方向与锚固杆的长度方向平行，与锚固杆垂直于加固边框相比，倾斜设置的锚固杆沿水流方向的受力减小，以此降低锚固杆与加固边框连接位置发生断裂的可能，进一步增强了加固边框与消力池墙体连接的固定性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

排水时，通水管将加固板层上侧的水流引导至碎石层内，使加固板层上、下侧的水压得以平衡与稳定，减小其受外力作用发生升浮振动导致失稳破坏，以此提高加固底板的加固效果并延长其使用寿命；

水流的冲击力作用于上层钢板上，上层钢板将冲击力传递至波纹板，波纹板发生弹性形变并进行延展，以此使水流对加固板层的冲击作用减小，提高加固板层的抗冲击能力；

抗磨层由透水混凝土制成，其对缓冲层形成保护，防止缓冲层被磨损锈蚀；并对水中的颗粒物进行过滤，防止通水管堵塞，确保了通水管的通水效果。

附图说明

图1是申请实施例的A的结构示意图。

图2是图1的A向视图。

附图标记说明：1、原底板；11、加固边框；12、围边；13、锚固杆；14、布水槽；2、碎石层；3、加固板层；31、钢筋网；32、锚固筋；33、通水管；331、上滤网套；332、下滤网套；4、缓冲层；41、钢板；42、波纹板；5、抗磨层。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开水闸消力池底板加固结构。参照图1，水闸消力池底板加固结构包括原底板1，原底板1为消力池待修复底板，由混凝土制成。原底板1的顶面上固定安装有加固边框11，加固边框11为矩形的框状，其侧壁与消力池的墙体贴合并固定连接。

参照图1，加固边框11内由下至上依次固定设置有碎石层2、加固板层3、缓冲层4以及抗磨层5。碎石层2由碎石铺设而成，碎石层2的深度为5cm。加固板层3混凝土浇注而成，其浇注深度为15cm。加固板层3内固定设置有通水管33，通水管33的直径为2cm，通水管33的上端与加固板层3的顶面连通，其下端与碎石层2连通。通水管33设有多个，多个通水管33于加固板层3内呈矩阵分布。排水时，通水管33将加固板层3上侧的水流引导至碎石层2内，使加固板层3上、下侧的水压得以平衡与稳定，减小其受外力作用发生升浮振动导致失稳破坏，以此提高加固底板的加固效果并延长其使用寿命。

参照图1，缓冲层4包括波纹板42与两层钢板41，钢板41与加固板层3平行设置，波纹板42固定设置于两层钢板41之间，设于波纹板42下侧钢板41的底面与加固板层3的顶面固定连接。水流的冲击力作用于上层钢板41上，上层钢板41将冲击力传递至波纹板42，波纹板42发生弹性形变并进行延展，以此使水流对加固板层3的冲击作用减小，提高加固板层3的抗冲击能力。

参照图1，加固板层3内固定设置有钢筋网31，钢筋网31由纵横排列的螺纹钢筋交叉焊接固定而成，加固板层3起到分担混凝土受力的作用，使加固板层3的力学性能提高，有利于防止裂缝产生。钢筋网31的交叉点位置焊接固定有锚固筋32，锚固筋32竖直设置，其底端穿过碎石层2并穿入原底板1内。锚固筋32与固定与原底板1固定连接，于水流方向上对加固板层3形成限制，防止受水流冲击作用发生水流方向上的移动。锚固筋32的顶端与缓冲层4的底面固定连接，加强了缓冲层4与加固板层3连接的固定性。

参照图1，加固边框11的内侧壁与碎石层2、加固板层3以及缓冲层4的侧壁均贴合，以将碎石层2、加固板层3以及缓冲层4进行包围固定，防止向四周边缘发生形变产生裂缝破损。结合图2所示，边框的外侧壁上固定连接有四个锚固杆13，图中的B线方向为水流方向，锚固杆13的另一端沿水流方向朝向远离加固边框11的方向延伸。四个锚固杆13设于加固边框11的四个转角处，并均固定安装于消力池的墙体内。水流冲击加固边框11时，锚固杆13受到与其长度方向平行的作用力，此时倾斜设置的锚固杆13沿水流方向的受力较其垂直于加固边框11设置时的受力小，从而降低了锚固杆13与加固边框11连接位置发生断裂的可能，以此增强加固边框11与消力池墙体连接的牢固性。加固边框11的顶端边缘向内弯折延伸有围边12，围边12的底面与缓冲层4的顶面贴合。围边12于竖直方向对缓冲层4形成阻挡，有利于防止加固板层3发生竖直方向上的升浮振动，提高了加固结构整体的稳定性。

参照图1，抗磨层5透水混凝土浇注而成，抗磨层5的厚度为3cm。透水混凝土具有良好的抗冲击强度与透水性能，抗磨层5对缓冲层4形成保护，防止缓冲层4被磨损锈蚀；且抗磨层5对水中的颗粒物进行过滤，防止通水管33堵塞，确保了通水管33的通水效果。

参照图1，通水管33的顶端固定安装有上滤网套331，底端固定安装有下滤网套332。上滤网套331与下滤网套332均为圆筒状，由钢丝网制成，上滤网套331、下滤网套332分别覆盖通水管33的上端、下端开口。上滤网套331设于抗磨层5内，且其顶面与抗磨层5的顶面齐平，有利于防止抗磨层5内有小粒径颗粒进入通水管33；下滤网套332设于碎石层2内，有利于防止碎石层2内有小粒径颗粒进入通水管33，提高了通水管33的防堵性能。原底板1的顶面上设有纵横交错并互相连通的布水槽14，布水槽14的横截面呈V形，通水管33位于布水槽14的正上方。排水时，通水管33内垂直向下流动的水进入布水槽14，并快速且均匀的分布于整个碎石层2内，使加固板层3上、下侧的水压迅速趋于接近，缩短水压达到平衡及稳定的时间，具有加强保护加固板层3的效果。

本申请实施例水闸消力池底板加固结构的实施原理为：排水时，通水管33将加固板层3上侧的水流引导至碎石层2内，使加固板层3上、下侧的水压得以平衡与稳定，减小其受外力作用发生升浮振动导致失稳破坏，以此提高加固底板的加固效果并延长其使用寿命。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.水闸消力池底板加固结构，其特征在于：包括原底板(1)，所述原底板(1)的顶面上设有碎石铺设而成的碎石层(2)以及混凝土浇注而成的加固板层(3)，所述碎石层(2)与所述加固板层(3)由下至上依次设置，所述加固板层(3)内固定设置有通水管(33)，所述通水管(33)贯穿所述加固板层(3)并与所述碎石层(2)连通。

2.根据权利要求1所述的水闸消力池底板加固结构，其特征在于：所述加固板层(3)的顶面上固定设置有缓冲层(4)，所述缓冲层(4)包括平行于所述加固板层(3)的两层钢板(41)与固定设置于两层所述钢板(41)之间的波纹板(42)。

3.根据权利要求2所述的水闸消力池底板加固结构，其特征在于：所述缓冲层(4)的顶面上固定设置有透水混凝土制成的抗磨层(5)。

4.根据权利要求3所述的水闸消力池底板加固结构，其特征在于：所述通水管(33)的顶端固定安装有设于所述抗磨层(5)内的上滤网套(331)，且所述上滤网套(331)的顶面与所述抗磨层(5)的顶面齐平，所述通水管(33)的底端固定安装有设于所述碎石层(2)内的下滤网套(332)。

5.根据权利要求1所述的水闸消力池底板加固结构，其特征在于：所述原底板(1)的顶面上设有纵横交错并互相连通的布水槽(14)，所述通水管(33)位于所述布水槽(14)的正上方。

6.根据权利要求2所述的水闸消力池底板加固结构，其特征在于：所述加固板层(3)内固定设置有钢筋网(31)，所述钢筋网(31)的交叉点位置固定设置有锚固筋(32)，所述锚固筋(32)的底端穿过所述碎石层(2)并固定于所述原底板(1)内，所述锚固筋(32)的顶端与所述缓冲层(4)的底面固定连接。

7.根据权利要求2所述的水闸消力池底板加固结构，其特征在于：所述原底板(1)的顶面上固定安装有包围所述碎石层(2)、所述加固板层(3)以及所述缓冲层(4)的加固边框(11)，所述加固边框(11)的顶端边缘向内弯折延伸有围边(12)。

8.根据权利要求7所述的水闸消力池底板加固结构，其特征在于：所述加固边框(11)的外侧壁上固定连接有固定安装于消力池的墙体内的锚固杆(13)，所述锚固杆(13)沿水流方向朝向远离所述加固边框(11)的方向延伸。

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