一种适用于块基型泵站进出水流道控裂的预应力结构制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于块基型泵站进出水流道控裂的预应力结构，所述块基型泵站流道包括矩形断面段、圆角断面过渡段和圆形断面段，所述预应力结构包括在所述区段布置的预应力钢束，预应力钢束布置方式为：矩形断面段流道顶底层布置水平预应力索，两侧布置竖向预应力索；圆角断面过渡段和圆形断面段外侧流道的外侧布置外锚环向预应力索、内侧布置内锚环向预应力索，内侧流道两侧布置开口方向相反的内锚环向预应力索。预应力索采用后张法，除矩形断面段竖向预应力索为一端固定、另一端张拉外，其余预应力索均为两端张拉。本发明专利技术能够克服现有块基型泵站流道钢筋混凝土施工不便、抗裂不足的缺陷，具有布置简单、控裂有效、施工方便、耐久可靠的特点。耐久可靠的特点。耐久可靠的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于块基型泵站进出水流道控裂的预应力结构


[0001]本专利技术属于水利工程
，具体来说是一种适用于块基型泵站进出水流道控裂的预应力结构。

技术介绍

[0002]块基型泵站进出水流道为大体积异形混凝土结构，结构设计及配筋设计不合理、施工方案及施工控制不到位均易使混凝土产生裂缝，裂缝的产生会导致内部钢筋锈蚀，另外，由于进出水流道内流速及水压较大，会导致裂缝周边的混凝土气蚀和剥蚀。流道内裂缝一般顺水流方向，产生裂缝的具体原因主要为结构布置不合理、受力及构造钢筋配置偏少、混凝土原材料选择及配合比设计不合理、大体积混凝土控裂措施不完善、混凝土养护不到位，流道内裂缝类型一般有结构裂缝、温度裂缝、收缩裂缝三种。泵站进出水流道钢筋为空间三维结构，为保证泵站进出水流道不产生裂缝，普通钢筋通常配置密集、复杂，造成施工困难。
[0003]预应力结构是解决结构裂缝、温度裂缝和收缩裂缝较好的配筋形式，预应力结构通过张拉预应力筋，使混凝土结构易裂部位事先预存压应力，结构受力后预压应力可以抵消全部或部分拉应力。目前，预应力结构主要用于桥梁和建筑工程中的大跨度结构，水工结构由于预应力的布置、张拉等困难而难以使用。随着桥梁和建筑工程中对复杂结构的预应力不断深入研究和使用，为水利工程使用预应力带来了启发性思考。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有块基型泵站进出水流道普通钢筋混凝土技术施工不便、抗裂不足，提供一种配置合理、布置简单、控裂有效、施工方便、耐久可靠的适用于块基型泵站进出水流道控裂的预应力结构。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种适用于块基型泵站进出水流道控裂的预应力结构，所述块基型泵站进出水流道包括矩形断面段、圆角断面过渡段和圆形断面段三个区段，所述预应力结构包括在所述三个区段布置的预应力钢束，三个区段预应力钢束布置方式为：矩形断面段流道顶层和底层分别布置一排上层水平预应力索和下层水平预应力索，每个矩形断面段流道两侧各布置一排竖向预应力索；圆角断面过渡段流道中最外侧两个圆角断面过渡段流道的外侧布置圆角外锚环向预应力索、内侧布置圆角内锚环向预应力索，内侧圆角断面过渡段流道左右两侧分别布置一个开口方向相反的圆角内锚环向预应力索；圆形断面段流道中最外侧两个圆形断面段流道的外侧布置圆形外锚环向预应力索、内侧布置圆形内锚环向预应力索，内侧圆形断面段流道左右两侧分别布置一个开口方向相反的圆形内锚环向预应力索。
[0007]进一步地，所述圆角外锚环向预应力索包括相互连接的圆角外锚环向预应力索圆角段和圆角外锚环向预应力索水平竖直段，所述圆角内锚环向预应力索包括依次连接的圆角内锚环向预应力索圆角段、圆角内锚环向预应力索水平竖直段和圆角内锚环向预应力索
收缩竖直段，所述圆形外锚环向预应力索包括相互连接的圆形外锚环向预应力索圆弧段和圆形外锚环向预应力索水平段，所述圆形内锚环向预应力索包括相互连接的圆形内锚环向预应力索圆弧段和收缩竖直段。
[0008]进一步地，所述圆角外锚环向预应力索、内侧布置圆角内锚环向预应力索、圆形外锚环向预应力索、内侧布置圆形内锚环向预应力索的角部波纹管外侧均设置有防劈裂钢筋。
[0009]进一步地，预应力索采用后张法，通过事先设置波纹管形成预应力筋的孔道，除矩形断面段竖向预应力索为一端固定、另一端张拉外，其余预应力索均为两端张拉。
[0010]进一步地，预应力索张拉后，采用水泥浆液对预应力孔道进行灌浆。
[0011]进一步地，预应力孔道灌浆后，端部锚头采用混凝土进行封闭。
[0012]进一步地，预应力采用分多次张拉。
[0013]进一步地，预应力采用分三次张拉，三次张拉应力比例分别拟定为60％σ
con
、30％σ
con
、10％σ
con
，σ
con
为预应力钢筋的锚下控制应力。
[0014]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
[0015]1、预应力控裂有效：针对通常普通钢筋混凝土泵站进出水流道结构易裂及裂缝特点，采用顺流道方向环向布置的预应力可以有效控制裂缝的产生，提高混凝土结构的耐久性。
[0016]2、预应力索形简单：本专利技术预应力索形共有直线索和环形索两种类型，索形简单，波纹管定位方便。
[0017]3、预应力张拉方便：直线索分为单端张拉和两端张拉，环形索均为两端张拉，张拉端分别位于边墩外侧、流道顶板面以及流道内部，张拉工作面开阔。
[0018]4、预应力造价适中：采用预应力结构不仅可以控制裂缝，还可以减小普通钢筋用量，保证混凝土浇筑质量，在总体费用增加不大的前提下对混凝土结构的控裂性能有实质性改变。
附图说明
[0019]图1为块基形泵站进出水流道预应力索形分段图。
[0020]图2为矩形断面段索形布置图。
[0021]图3为矩形断面段索形大样图。
[0022]图4为圆角断面过渡段索形布置图。
[0023]图5为圆角断面过渡段索形大样图。
[0024]图6为圆形断面段索形布置图。
[0025]图7为圆形断面段索形大样图。
[0026]图8为环向预应力索防劈钢筋布置图。
[0027]图9为环向预应力索防劈钢筋大样图。
[0028]图中：1
‑
矩形断面进口段上层水平预应力索，2
‑
矩形断面进口段下层水平预应力索，3
‑
矩形断面进口段竖向预应力索，4
‑
圆角断面过渡段内锚环向预应力索，5
‑
圆角断面过渡段外锚环向预应力索，6
‑
圆形断面段内锚环向预应力索，7
‑
圆形断面段外锚环向预应力索，8
‑
预应力钢筋固定端，9
‑
预应力钢筋锚固端，10
‑
预应力波纹管道，11
‑
环向预应力索角
部防劈钢筋，12
‑
定位钢筋。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0030]下面以4孔(但不局限于)肘形进水流道、虹吸式出水流道为例进行具体说明。
[0031]如图1至图9所示，本专利技术实施的一种适用于块基型泵站进出水流道控裂的预应力结构，主要包括：矩形断面段上层水平预应力索1，矩形断面段下层水平预应力索2，矩形断面段竖向预应力索3，圆角断面过渡段内锚环向预应力索4，圆角断面过渡段外锚环向预应力索5，圆形断面段内锚环向预应力索6，圆形断面段外锚环向预应力索7，环向预应力索角部防劈钢筋11。
[0032]预应力结构采用后张法施工工艺，除矩形断面段竖向预应力索3采用单端张拉外，其余预应力索均采用两端张拉。施工时，施工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于块基型泵站进出水流道控裂的预应力结构，所述块基型泵站进出水流道包括矩形断面段、圆角断面过渡段和圆形断面段三个区段，所述预应力结构包括在所述三个区段布置的预应力钢束，其特征在于，三个区段预应力钢束布置方式为：矩形断面段流道顶层和底层分别布置一排上层水平预应力索(1)和下层水平预应力索(2)，每个矩形断面段流道两侧各布置一排竖向预应力索(3)；圆角断面过渡段流道中最外侧两个圆角断面过渡段流道的外侧布置圆角外锚环向预应力索(5)、内侧布置圆角内锚环向预应力索(4)，内侧圆角断面过渡段流道左右两侧分别布置一个开口方向相反的圆角内锚环向预应力索(4)；圆形断面段流道中最外侧两个圆形断面段流道的外侧布置圆形外锚环向预应力索(7)、内侧布置圆形内锚环向预应力索(6)，内侧圆形断面段流道左右两侧分别布置一个开口方向相反的圆形内锚环向预应力索(6)。2.根据权利要求1所述的适用于块基型泵站进出水流道控裂的预应力结构，其特征在于，所述圆角外锚环向预应力索(5)包括相互连接的圆角外锚环向预应力索圆角段和圆角外锚环向预应力索水平竖直段，所述圆角内锚环向预应力索(4)包括依次连接的圆角内锚环向预应力索圆角段、圆角内锚环向预应力索水平竖直段和圆角内锚环向预应力索收缩竖直段，所述圆形外锚环向预应力索(7)包括相互连接的圆形外锚环向预应力索圆弧段和圆形外锚环向预应力索水平段，所述圆形内锚环向预应力索(6)包括相互连...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆伟刚，洪浩然，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：