大跨度预应力垭口梁、垭口结构、海工水池及施工方法与流程

技术特征：
1.一种大跨度预应力垭口梁，其特征在于，包括：预应力支撑结构，沿第一方向设置，并且所述预应力支撑结构与环境结构连接；以及压顶梁，与所述预应力支撑结构连接，所述压顶梁的至少一个平面设置为垭口梁的装配面，所述装配面用于与亚克力玻璃的端面相抵配合；其中，所述压顶梁上设置有阶梯结构；或所述压顶梁与所述预应力支撑结构共同形成有阶梯结构；阶梯结构包括顶端面，所述阶梯结构的顶端面设置在所述压顶梁上，所述阶梯结构的顶端面设置为所述装配面。2.根据权利要求1所述的大跨度预应力垭口梁，其特征在于，所述预应力支撑结构包括：第一预应力梁，沿所述第一方向设置，并且所述第一预应力梁与所述环境结构连接；第二预应力梁，沿所述第一方向设置，并且所述第二预应力梁与所述环境结构连接；其中，所述第一预应力梁与所述第二预应力梁在第二方向上相互间隔设置。3.根据权利要求1所述的大跨度预应力垭口梁，其特征在于，所述大跨度预应力垭口梁还包括：一体式顶板结构，所述一体式顶板结构设置在所述预应力支撑结构和所述压顶梁的顶端，且所述一体式顶板结构与所述环境结构连接。4.一种预应力垭口结构，其特征在于，包括如权利要求1-3中任一项所述的大跨度预应力垭口梁，还包括环境结构，所述环境结构包括水池结构；所述水池结构包括结构柱和水池侧壁，所述水池侧壁上设置有预留洞口，所述预留洞口的沿所述第一方向的两个侧端分别设置有一个所述结构柱；所述大跨度预应力垭口梁设置在所述预留洞口的顶端，所述预应力支撑结构与所述结构柱连接。5.一种海工水池，其特征在于，包括造波池和主水池；所述造波池的池底标高高于所述主水池的池底标高，且所述造波池与所述主水池连通，所述造波池用于造出涌向所述主水池的孤立波；所述主水池包括水池底板以及如权利要求4所述的预应力垭口结构，所述水池结构设置在所述水池底板的顶端，所述水池侧壁上设置有多个所述预留洞口；设置在所述预留洞口的顶端的所述大跨度预应力垭口梁的顶端标高低于所述主水池内的静水位标高；其中至少一个预留洞口的两个侧端的所述结构柱为弧形柱；至少一个预留洞口的顶端的所述大跨度预应力垭口梁为弧形梁。6.根据权利要求5所述的海工水池，其特征在于，所述造波池和所述主水池的迎水面设置有保护层，所述保护层包括钢筋网片以及包裹所述钢筋网片的混凝土层，所述混凝土层掺有抗裂纤维；所述抗裂纤维的掺量为0.4-0.8kg/m3。7.一种施工如权利要求5所述海工水池的方法，其特征在于，包括以下步骤：施工所述水池底板，待施工完水池底板后，以所述主水池的水池侧壁的多个预留洞口的底部标高和顶部标高作为分层设计标高，由下至上逐层进行混凝土浇注施工，完成主水池的施工；其中，所述混凝土浇注施工包括所述结构柱、所述水池侧壁和所述大跨度预应力垭口梁的浇注施工；
所述主水池施工过程中同步进行造波池的施工，或所述造波池与所述主水池分别独立施工；所述主水池和所述造波池施工完成并检验通过后，向主水池和造波池内灌入海水；使主水池内的预留洞口的顶端的大跨度预应力垭口梁的顶端标高低于主水池内的灌入海水的静水位标高。8.一种大跨度预应力垭口梁的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s10、沿第一方向设置预应力支撑结构，且使所述预应力支撑结构与环境结构连接，对所述预应力支撑结构进行预应力张拉使其成为预应力梁；步骤s20、所述预应力支撑结构完成预应力张拉后，施工压顶梁，使所述压顶梁与所述预应力支撑结构连接形成所述大跨度预应力垭口梁，所述压顶梁的至少一个平面设置为垭口梁的装配面。9.根据权利要求8所述的大跨度预应力垭口梁的施工方法，其特征在于，所述步骤s10包括以下步骤：步骤s11、建立大跨度预应力垭口梁有限元模型，并对所述预应力支撑结构进行变形分析和计算，确定所述预应力支撑结构的起拱值；步骤s12、根据所述起拱值搭设模板及支架，进行预应力支撑结构以及与其连接的环境结构的混凝土浇注施工，施工出与环境结构连接的预起拱的所述预应力支撑结构；其中，所述预应力支撑结构包括沿所述第一方向设置且分别与所述环境结构连接的第一预应力梁和第二预应力梁，所述第一预应力梁与所述第二预应力梁在第二方向上相互间隔设置；步骤s13、安装变形监测设备，对所述预应力支撑结构进行全生命周期变形监测；步骤s14、安装预应力筋，对所述预应力支撑结构进行分级预应力张拉使其成为预应力梁。10.根据权利要求8所述的大跨度预应力垭口梁的施工方法，其特征在于，所述步骤s20包括以下步骤：步骤s21、结合所述大跨度预应力垭口梁有限元模型的变形分析结果和所述变形监测设备的变形监测结果，判定所述预应力支撑结构是否变形充分，若否，则进入步骤s22，若是，则进入步骤s23；步骤s22、静置等待，直至所述预应力支撑结构变形充分后，进入步骤s23；步骤s23、根据垭口梁的装配面的尺寸搭设模板及支架，在所述预应力支撑结构上植筋，进行压顶梁的混凝土浇注施工，施工出具有所述装配面的所述压顶梁。

技术总结
本申请涉及建筑技术领域，提供一种大跨度预应力垭口梁、垭口结构、海工水池及施工方法。该大跨度预应力垭口梁，包括：预应力支撑结构，沿第一方向设置，并且与环境结构连接，预应力支撑结构为预应力梁；压顶梁，与预应力支撑结构连接，压顶梁的至少一个平面设置为垭口梁的装配面。本发明中的大跨度预应力垭口梁的有益效果是：通过将大跨度预应力垭口梁分为预应力支撑结构和压顶梁，最大程度的降低了预应力支撑结构变形对压顶梁造成的影响，提高了压顶梁的装配面的平整度，从而满足海工水池大跨度垭口梁高精度要求。口梁高精度要求。口梁高精度要求。


技术研发人员：吴彪 寇广辉 向前 刘嘉俊 张恩 袁愈奇
受保护的技术使用者：中建三局第一建设工程有限责任公司
技术研发日：2021.12.18
技术公布日：2022/3/1