一种降低面板堆石坝裂缝的结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种降低面板堆石坝裂缝的结构，属于水利水电工程中的挡水建筑物领域。


背景技术：

2.混凝土面板作为面板堆石坝的主要防渗结构，混凝土面板一旦出现裂缝，会破坏结构的整体性，导致面板漏水，增加坝体渗漏量。而且将直接降低混凝土的抗渗耐久性，加剧由于冻融循环、化学物质侵蚀、碳化等造成的混凝土劣化，从而使结构功能逐渐丧失。进而影响到大坝的安全运行。因此面板防裂是面板设计施工中的重要问题之一。
3.目前国内外主要采用面板分缝的方法，通过纵缝将面板分成若干条块。长条板状结构面板对适应坝体的变形有一定的柔性，在一定程度上能减小裂缝的形成。但根据目前统计，我国面板坝还是会出现或多或少的裂缝，这些裂缝也会在一定程度上影响面板作用的发挥。造成面板结构性裂缝的原因主要有坝体沉降过大或不均匀沉降、坝体自重、库水压力，以及面板与垫层约束等。堆石体过大和不均匀变形极易引起混凝土面板的结构性裂缝、脱空或接缝两侧混凝土的挤压破坏。
4.如公告号为cn206015620u的专利公开了一种防止面板挤压破坏的面板堆石坝，通过弧形的面板结构抵消面板挤压应力，减少或避免面板向河床部位的轴向位移，改善面板的工作受力状态，减少或避免面板挤压破坏的情况产生，大大改善了面板的工作状态。
5.又如公告号为cn212865833u的专利公开了一种面板堆石坝防渗结构，通过在面板上铺设土工膜，从而将面板、板间缝及周边缝全覆盖，利用土工膜在适应变形能力及渗透系数方面的优势，可以减小坝面渗漏量，同时每一块面板作为一个独立防渗分区，避免土工膜一处破损导致全坝面渗漏，使得面板堆石坝的防渗效果提高，避免因渗漏导致的大坝垫层料流失以及面板脱空，保证了大坝运行安全。
6.但是，上述现有技术中，仍然存在因堆石体过大和不均匀变形而引起混凝土面板的结构性裂缝或脱空破坏的问题。


技术实现要素：

7.本实用新型的主要目的是提出一种降低面板堆石坝裂缝的结构，旨在解决目前面板普遍存在的因堆石体过大和不均匀变形引起混凝土面板的结构性裂缝的问题。
8.为实现上述目的，本实用新型提出一种降低面板堆石坝裂缝的结构，从上游侧向下游侧，依次包括混凝土面板、垫层区、过渡区以及主堆石区；在混凝土面板的下端设置有趾板，且趾板向上游侧延伸；在混凝土面板下部的下游侧与主堆石区之间设置有特殊垫层区；在所述混凝土面板与垫层区之间设置有多块钢板梁，每块钢板梁的下端通过刚支铰与特殊垫层区连接，所述钢板梁固接在混凝土面板上。
9.优选的，混凝土面板为分块结构，相邻的两块混凝土面板之间形成的面板垂直缝，每块混凝土面板后设有多块钢板梁，钢板梁呈长条形板状结构，钢板梁长方向与面板垂直
缝相平行，且相邻钢板梁间隔设置。
10.优选的，相邻钢板梁之间的间隔铺设有垫层区。
11.优选的，所述刚支铰固定在所述特殊垫层区上，所述特殊垫层区与趾板为同标号的混凝土。
12.优选的，所述混凝土面板与钢板梁之间通过多个连接结构进行固接，该连接结构包括螺杆和螺母，螺杆的一端通过螺母固定在所述钢板梁上，另一端浇筑在混凝土面板内。
13.优选的，在相邻两块混凝土面板之间形的面板垂直缝上设置有止水。
14.优选的，相邻面板垂直缝之间的间距为8～16m。
15.进一步地，当面板垂直缝为张性缝时，相邻面板垂直缝之间的间距为8m。
16.进一步地，当面板垂直缝为压性缝时，相邻面板垂直缝之间的间距为12m。
17.由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果如下：
18.本实用新型提供了一种降低面板堆石坝裂缝的结构，在混凝土面板后设钢板梁，通过钢板梁可将荷载直接传递到主堆石区。混凝土面板与多块钢板梁固接在一起形成整体结构，提高整个面板的刚性和整体性。钢板梁与趾板后方的特殊垫层区之间采用刚支铰连接，此种连接方式能保证在坝体发生变形时，混凝土面板与钢板梁形成的整体板梁结构随坝体变形而转动，进而适应坝体变形，重新分布混凝土面板的应力，进而减小因堆石体过大和不均匀变形而引起混凝土面板的结构性裂缝或脱空破坏。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
20.图1为本实用新型的结构剖面图；
21.图2为本实用新型的立面图；
22.图3为本实用新型中混凝土面板与钢板梁的连接结构示意图。
23.附图标号说明：1、混凝土面板；2、钢板梁；3、刚支铰；4、趾板；5、垫层区；6、过渡区；7、主堆石区；8、特殊垫层区；9、连接结构；91、螺杆；92、螺母；10、面板垂直缝。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
26.结合图1、图2所示，一种降低面板堆石坝裂缝的结构，从上游侧向下游侧，依次包括混凝土面板1、垫层区5、过渡区6以及主堆石区7；在混凝土面板1的下端设置有趾板4，且
趾板4向上游侧延伸；在混凝土面板1下部的下游侧与主堆石区7之间设置有特殊垫层区8；在所述混凝土面板1与垫层区5之间设置有多块钢板梁2，每块钢板梁2的下端通过刚支铰3与特殊垫层区8连接，所述钢板梁2固接在混凝土面板1上。
27.结合图2所示，在本实用新型中，混凝土面板1根据面板应力和变形及施工条件，采用分块结构，相邻的两块混凝土面板1之间形成的面板垂直缝10，相邻面板垂直缝10之间的间距为8～16m，具体地，面板垂直缝10根据受力特点包括张性缝与压性缝，当面板垂直缝10为张性缝时，相邻面板垂直缝10之间的间距为8m；当面板垂直缝10为压性缝时，相邻面板垂直缝10之间的间距为12m。
28.结合图2所示，在每块混凝土面板1后设有多块钢板梁2，钢板梁2呈长条形板状结构，钢板梁2长方向与面板垂直缝10相平行，且相邻钢板梁2间隔设置。进一步地，相邻钢板梁2之间的间隔部位，即混凝土面板1未与钢板梁2连接的部位铺设有垫层区5，以避免混凝土面板1与垫层区5之间出现脱空间隔。
29.在本实施例中，所述刚支铰3固定在所述特殊垫层区8上，所述特殊垫层区8与趾板4为同标号的混凝土。
30.结合图3所示，所述混凝土面板1与钢板梁2之间通过多个连接结构9进行固接，该连接结构9包括螺杆91和螺母92，螺杆91的一端通过螺母92固定在所述钢板梁2上，另一端浇筑在混凝土面板1内。
31.在本实施例中，在相邻两块混凝土面板1之间形的面板垂直缝10上设置有止水，以保证面板的防渗要求。
32.本实用新型所提供的一种降低面板堆石坝裂缝的结构，其施工方法主要包括以下步骤：
33.步骤s1：首先在开挖好的基础上进行趾板4的施工；
34.步骤s2：趾板4施工完毕后依次进行主堆石区7、过渡区6、特殊垫层区8与垫层区5的填筑；
35.步骤s3：在特殊垫层区8浇筑时需预埋刚支铰3的一半。
36.步骤s4：在进行上述步骤s1至s3时，需完成钢板梁2的制造，并将连接结构9的螺杆91通过螺母92固定在钢板梁2上，且需将螺杆91露出一半，同时将刚支铰3的另一半固定在钢板梁2底部。
37.步骤s5：待特殊垫层区8混凝土达到规定强度，将钢板梁2通过刚支铰3固定在特殊垫层区8上。
38.步骤s6：钢板梁2安装完毕后，即可进行混凝土面板1的浇筑，随着混凝土面板1的浇筑，便可通过螺杆91将混凝土面板1与钢板梁2连接成整体的板梁结构，提高混凝土面板1的刚性和整体性。
39.本实用新型的使用原理为：在混凝土面板1后设设置钢板梁2，通过钢板梁2可将荷载直接传递到主堆石区7；钢板梁2与混凝土面板1固接在一起，形成整体的板梁结构，提高混凝土面板1的刚性和整体性。钢板梁2与趾板4后方的特殊垫层区8采用刚支铰3连接，此种连接方式能保证在坝体发生变形时，混凝土面板1与钢板梁2形成的整体板梁结构随坝体变形而转动，进而适应坝体变形，重新分布混凝土面板1应力，进而减小因堆石体过大和不均匀变形而引起混凝土面板1的结构性裂缝或脱空破坏。
40.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。