闸墩和鱼尾墩的布置结构的制作方法

1.本发明属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种闸墩和鱼尾墩的布置结构。


背景技术：

2.水闸作为低水头的挡水、泄水建筑物，在水利水电工程中应用广泛。水闸一般由闸室段，上、下游连接段和两岸连接段组成。闸室段是水闸工程的主体，主要由闸墩、闸底板、闸门组成，其作用是控制上游水位、调节下泄流量；下游连接段主要由消能设施底板、消能工、两岸边墙组成，主要作用是消能、防冲和安全排出闸基及两岸的渗流。
3.闸墩为闸室中用于支承闸门、分隔闸孔、连接两岸的墩式结构；束水墩为紧靠闸墩下游侧为平顺水流而设置的流线形墩式结构，由于其状若鱼尾，故通常称为鱼尾墩。消能防冲底板斜坡段是为了衔接闸底板而在消能设施底板前段设置的过渡结构，由于通常消能设施底板高程低于闸底板高程，因此，过渡结构通常设置成坡度不陡于1：4的斜坡形式。
4.目前，在结构设计布置时，一般将闸墩1归为闸室段设计，鱼尾墩2归为下游连接段设计，闸室段和下游连接段之间采用结构缝的方式对接，闸墩1与鱼尾墩2之间形成有墩结构缝8，闸底板4和消能设施底板6之间形成有底板结构缝3，如图1所示，以消减对应部位基础不均匀沉降变形引起的混凝土结构开裂等不利影响。但上述布置结构造成了鱼尾墩2与闸墩1的分离，鱼尾墩2仅底部与消能防冲段底板6固定连接，其结构类似于仅一端固定的杆件，使得鱼尾墩2在受到泄洪水流等侧向压力时，基础部位弯矩较大；在水流脉动压力作用时，鱼尾墩2顶部会出现鞭鞘效应，引起墩身较大幅度振动，加剧了材料的强度疲劳，容易出现裂缝甚至破坏；另外，鱼尾墩2底部基础经过长时间的高速水流冲刷，截面有效面积将出现减小；加之，汛期偶然出现的大型漂木等漂浮物随水流对鱼尾墩2的侧向撞击，使鱼尾墩2底部基础部位产生瞬时巨大弯矩。上述布置结构在各种受力相互作用下，存在鱼尾墩2局部损坏甚至倾倒的可能。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种闸墩和鱼尾墩的布置结构，旨在解决现有布置结构的整体性不好，且鱼尾墩易被漂浮物撞击、水流脉动压力等破坏的问题。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：闸墩和鱼尾墩的布置结构，包括闸墩、鱼尾墩、闸底板和消能设施底板，所述闸底板和消能设施底板分别设置在坝基础；所述闸底板的下游段为第一斜坡段，所述消能设施底板的上游段为第二斜坡段并通过第二斜坡段与闸底板的第一斜坡段连接在一起，所述第一斜坡段的斜坡面与第二斜坡段的斜坡面平滑过渡衔接，且在第一斜坡段与第二斜坡段之间形成有底板结构缝；所述闸墩设置在闸底板上；所述鱼尾墩为与闸墩一体的结构，其处于闸墩的下游端并设置在第一斜坡段上；所述鱼尾墩与底板结构缝之间的距离为l，0.9m≤l≤1.1m。
7.进一步的是，所述闸墩和鱼尾墩是由整体配筋并整体立模，再浇筑混凝土一体成型的钢筋混凝土结构。
8.进一步的是，所述底板结构缝中设置有键槽，且底板结构缝内设置有止水结构和填充材料。
9.进一步的是，所述底板结构缝的宽度为2cm。
10.本发明的有益效果是：通过将鱼尾墩与闸墩设置为一体，并将鱼尾墩设置在闸底板的第一斜坡段上，且使鱼尾墩与底板结构缝相距0.9～1.1m，这样不仅可以在满足基础不均匀沉降的相关规范要求下，提高闸墩和鱼尾墩布置结构的整体性，增加鱼尾墩的各向约束，均化鱼尾墩底部基础的较大弯矩，而且还可以降低水流脉动压力作用下鱼尾墩的往复振动的频率和幅度，增加鱼尾墩抗撞击和高速水流脉动压力破坏的能力，从而降低鱼尾墩局部损坏甚至倾倒的可能性。
附图说明
11.图1是现有闸墩和鱼尾墩的布置结构示意图；
12.图2是本发明平面布置的结构示意图；
13.图3是本发明顺水流方向剖切的结构示意图；
14.图中标记为：闸墩1、鱼尾墩2、底板结构缝3、闸底板4、第一斜坡段5、消能设施底板6、坝基础7、墩结构缝8；
15.图2中箭头方向表示水流方向。
具体实施方式
16.下面结合附图对本发明作进一步说明。
17.结合图2和图3所示，闸墩和鱼尾墩的布置结构，包括闸墩1、鱼尾墩2、闸底板4和消能设施底板6，所述闸底板4和消能设施底板6分别设置在坝基础7；所述闸底板4的下游段为第一斜坡段5，所述消能设施底板6的上游段为第二斜坡段并通过第二斜坡段与闸底板4的第一斜坡段5连接在一起，所述第一斜坡段5的斜坡面与第二斜坡段的斜坡面平滑过渡衔接，且在第一斜坡段5与第二斜坡段之间形成有底板结构缝3；所述闸墩1设置在闸底板4上；所述鱼尾墩2为与闸墩1一体的结构，其处于闸墩1的下游端并设置在第一斜坡段5上；所述鱼尾墩2与底板结构缝3之间的距离为l，0.9m≤l≤1.1m。
18.该闸墩和鱼尾墩的布置结构通过将鱼尾墩2与闸墩1设置为一体，并将鱼尾墩2设置在闸底板4的第一斜坡段5上，且使鱼尾墩2与底板结构缝3相距0.9～1.1m，这样可将鱼尾墩2划归到闸室段，虽然使得闸室段整体长度增加，但能够在其不均匀沉降满足相关规范要求的情况下，大幅提高鱼尾墩2的安全性；另外，这样不仅可以提高闸墩1和鱼尾墩2布置结构的整体性，增加鱼尾墩2的各向约束，均化鱼尾墩2底部基础的较大弯矩，而且还可以降低水流脉动压力作用下鱼尾墩2的往复振动的频率和幅度，增加鱼尾墩2抗撞击和高速水流脉动压力破坏的能力，从而降低鱼尾墩2局部损坏甚至倾倒的可能性。
19.通过将闸底板4的下游段设置为第一斜坡段5，并将消能设施底板6的上游段设置为第二斜坡段，便于将闸底板4和消能设施底板6有效连接，降低水流对底板结构缝3造成的不良影响，且形成的底板结构缝3能够消减对应部位坝基础7不均匀沉降变形造成的混凝土结构开裂等不利影响；底板结构缝3的具体位置一般根据坝基础7的相关情况进行确定；底板结构缝3中设置有键槽，且底板结构缝3内设置有止水结构和填充材料。设置的止水结构
可以为多种，例如：设置橡胶止水、金属止水等；设置的填充材料可以为多种，例如：嵌填沥青木板、沥青麻丝、聚乙烯泡沫板等材料或以上至少两者材料的组合。底板结构缝3的宽度优选为2cm。
20.施工闸墩1和鱼尾墩2是整体浇筑结构，即闸墩1和鱼尾墩2之间不分结构缝，将鱼尾墩2作为闸墩1的一部分进行配筋并整体浇筑。施工闸墩1和鱼尾墩2时，通过在闸底板4上整体配筋并整体立模，再浇筑混凝土一体成型；闸墩1和鱼尾墩2的混凝土浇筑后，应按照相关标准中保温保湿要求进行养护；混凝土保湿措施包括遮挡、覆盖；混凝土保温措施包括混凝土内埋设冷却水管通水冷却、洒水、喷淋、顶部蓄水养护等。
21.考虑到底板结构缝3距离鱼尾墩2下游侧尾部越远，闸底板4长度越长、面积越大，施工时对混凝土浇筑能力要求越高，也越不利于整体结构混凝土温度的控制；而且处理闸底板4不均匀沉降的难度也越大；同时，考虑到底板结构缝3距离鱼尾墩2下游侧尾部越近，受鱼尾墩2尾端两闸孔泄水汇流紊动影响越大，同时受高低建筑物结构施工时序、施工扰动影响就越大，对底板结构缝3内止水埋设及止水周边钢筋布设施工及质量要求越高；因此将鱼尾墩2与底板结构缝3之间的距离l限定在0.9～1.1m，优选使鱼尾墩2与底板结构缝3相距1m。


技术特征：
1.闸墩和鱼尾墩的布置结构，包括闸墩(1)、鱼尾墩(2)、闸底板(4)和消能设施底板(6)，所述闸底板(4)和消能设施底板(6)分别设置在坝基础(7)；其特征在于：所述闸底板(4)的下游段为第一斜坡段(5)，所述消能设施底板(6)的上游段为第二斜坡段并通过第二斜坡段与闸底板(4)的第一斜坡段(5)连接在一起，所述第一斜坡段(5)的斜坡面与第二斜坡段的斜坡面平滑过渡衔接，且在第一斜坡段(5)与第二斜坡段之间形成有底板结构缝(3)；所述闸墩(1)设置在闸底板(4)上；所述鱼尾墩(2)为与闸墩(1)一体的结构，其处于闸墩(1)的下游端并设置在第一斜坡段(5)上；所述鱼尾墩(2)与底板结构缝(3)之间的距离为l，0.9m≤l≤1.1m。2.如权利要求1所述的闸墩和鱼尾墩的布置结构，其特征在于：所述闸墩(1)和鱼尾墩(2)是由整体配筋并整体立模，再浇筑混凝土一体成型的钢筋混凝土结构。3.如权利要求1或2所述的闸墩和鱼尾墩的布置结构，其特征在于：所述底板结构缝(3)中设置有键槽，且底板结构缝(3)内设置有止水结构和填充材料。4.如权利要求3所述的闸墩和鱼尾墩的布置结构，其特征在于：所述底板结构缝(3)的宽度为2cm。

技术总结
本发明属于水利水电工程技术领域，具体公开了一种闸墩和鱼尾墩的布置结构，旨在解决现有布置结构的整体性不好，且鱼尾墩易被漂浮物撞击、水流脉动压力等破坏的问题。该闸墩和鱼尾墩的布置结构通过将鱼尾墩与闸墩设置一体，并将鱼尾墩设置在闸底板的第一斜坡段上，且使鱼尾墩与底板结构缝相距0.9～1.1m，这样不仅可以在满足基础不均匀沉降的相关规范要求下，提高闸墩和鱼尾墩布置结构的整体性，增加鱼尾墩的各向约束，均化鱼尾墩底部基础的较大弯矩，而且还可以降低水流脉动压力作用下鱼尾墩的往复振动的频率和幅度，增加鱼尾墩抗撞击和高速水流脉动压力破坏的能力，从而降低鱼尾墩局部损坏甚至倾倒的可能性。局部损坏甚至倾倒的可能性。局部损坏甚至倾倒的可能性。


技术研发人员：石太军 李建会 张丹 王锋 刘跃
受保护的技术使用者：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2021.08.23
技术公布日：2021/10/15