一种无缝自伸缩渡槽及建造方法技术

本发明专利技术公开了一种无缝自伸缩渡槽及建造方法，属于水利工程技术领域，所述渡槽材料采用钢结构，包括：主梁、U型横梁和波纹水槽；所述主梁两端下部设置有支撑部，垂直于水流方向等间距均匀布置多片；所述U型横梁设置在所述主梁上端；所述波纹水槽设置在所述U型横梁内侧，作为过水通道的波纹水槽，在温度、地震等外力作用下可以利用自身波纹特性在水流通行方向自由伸缩，实现全长不设伸缩缝。解决了传统渡槽因设置伸缩缝导致密水困难，易渗漏等问题，且结构质量轻，方便运输和安装，具有工业化、标准化、轻量化、模块化等特点，本发明专利技术同时给出所述渡槽相应的建造方法，明确渡槽从设计到施工的全过程实施方法。的全过程实施方法。的全过程实施方法。

【技术实现步骤摘要】
一种无缝自伸缩渡槽及建造方法


[0001]本专利技术属于水利工程
，具体涉及一种无缝自伸缩渡槽及建造方法。

技术介绍

[0002]渡槽是跨越河渠、道路、山沟等的空中输水结构，结构安全和防漏抗渗是渡槽结构的关键性能要求。其承受的外力主要是水荷载、温度荷载及船支撞击荷载等。现有渡槽结构多采用钢筋混凝土结构，主要存在以下几方面难以解决的问题：
[0003](1)渡槽需要设置伸缩缝。由于钢筋混凝土是刚性材料，采用钢筋混凝土材料建造的渡槽可以看做是一个刚体，本身无法自由变形，在温度等外力作用下结构的伸缩只能通过端部伸缩缝的空间进行整体伸缩，因此渡槽达到一定长度就需要设置伸缩缝，因此渡槽整体密封性较差，其长度也受到限制。
[0004](2)防漏抗渗是难题。混凝土材料空隙多，易渗漏，特别在伸缩缝、湿接缝等结构拼接处密封特别困难，业界有“十槽九漏”，在缝处安装橡胶止水带可以减少渗漏问题的发生，但是渡槽长期使用过程中，连接缝处的止水带会产生老化、破损或脱落，渗漏的水进入到结构内部亦会腐蚀钢筋和支座，对结构安全产生重大威胁。
[0005](3)钢筋混凝土结构渡槽自重大，工厂生产的预制构件不便于运输且现场安装接缝多，采用现场浇筑又难以实现工厂化、标准化、快速化，且不环保。
[0006]以上问题都制约渡槽的发展和应用，尤其是渡槽的渗漏问题长期困扰着设计、施工和维护单位，因此如何使渡槽的迎水面做到无缝不漏，且又能实现渡槽结构在温度和地震等外力作用下的伸缩不受限值，这是渡槽发展亟需解决的问题。
专利
技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种无缝自伸缩渡槽，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种无缝自伸缩渡槽，所述渡槽材料采用钢结构，包括：主梁；U型横梁，设置在所述主梁上端；波纹水槽，设置在所述U型横梁内侧。
[0009]进一步，所述主梁两端下部设置有支撑部，垂直于水流方向等间距均匀布置多片，截面形状为工字型，由上翼缘、腹板、下翼缘和加劲肋组成。
[0010]进一步，所述U型横梁呈U型形状，以所述主梁作为支点，沿水流方向等间距垂直于所述主梁布置，截面形状为倒T型，由腹板、下翼缘和加劲肋组成，根据位置不同分为三类模块，分别是标准模块、转角模块和悬臂模块；
[0011]所述标准模块长度标准化，根据渡槽宽度需要布置若干所述标准模块于所述U型横梁的中间直线段，所述转角模块位于所述U型横梁两侧的U型转角处，一端与所述标准模块连接，另一端与所述悬臂模块连接，下翼缘呈折线形，腹板呈圆弧形，所述悬臂模块位于所述U型横梁两侧的悬臂端，下部与所述转角模块连接，每一个所述标准模块和所述转角模块均支承于所述主梁上。
[0012]进一步，所述波纹水槽是将波纹板弯制成与所述横梁同等规格的U型水槽，以所述U型横梁作为支点，形成连续过水通道，所述波纹板是由钢板制成含有波峰、波谷和波腹的伸缩板；
[0013]所述波峰向槽内凸起，所述波谷向槽外凸起，所述波谷面与所述波峰面平行且与所述U型横梁的腹板垂直相接，所述波腹与所述波峰、波谷斜向相交成钝角，在温度和地震作用下可以自由改变斜交角度从而实现所述波纹水槽沿水流方向自由伸缩。
[0014]进一步，所述主梁沿水流方向分跨处设置断缝，所述波纹水槽全长不设伸缩缝，形成连续完整的迎水面。
[0015]所述无缝自伸缩渡槽的建造方法包括设计方法和施工方法，其中，所述渡槽的设计方法是指根据渡槽跨越需求和过水量需求计算出所述渡槽各组成部分的尺寸和数量，通过设计方法得到的设计数据包括：渡槽总长度L
sum
、渡槽总宽度B
sum
；分孔跨径L0、分孔跨数N、主梁长度L
n
、主梁个数n1；主梁支座距端部距离a；U型横梁个数n2、标准模块的个数m1、转角模块个数m2、悬臂模块个数m3，具体步骤如下：
[0016]S1，根据渡槽跨越需求和过水量需求确定渡槽总需求长度L，渡槽横断面总需求宽度B；
[0017]S2，在分孔跨径L0的取值范围内依次计算余尺并取最小值作为标准余尺r，并以标准余尺r对应的主梁长度作为标准分孔跨径L0，存在多组余尺最小值的情况时由设计人员指定其中一组分孔跨径作为标准分孔跨径L0，计算表达式如式(1)所示；
[0018][0019]S3，对渡槽总需求长度L进行修正获得渡槽总长度L
sum
，L
sum
即所述波纹水槽3的总长度，并计算得出分孔跨数N，计算表达式如式(2)～(3)所示；
[0020]L
sum
＝L+r
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(2)
[0021]N＝L
sum
/L0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(3)
[0022]S4，计算主梁长度L
n
，计算表达式如式(4)所示；
[0023]L
n
＝L0‑
4αL0ΔT
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(4)
[0024]式(4)中，α为钢结构的线膨胀系数，取值为1.2
×
10
‑5；ΔT为建造地近十年内季节最大温差；
[0025]S5，为所述波纹水槽定义一个标准单元长度l
b
，所述U型横梁的间距为标准单元长度l
b
的θ倍，进一步计算得出横梁个数n2和主梁支座距端部距离a，计算表达式如式(5)～(6)所示；
[0026][0027][0028]S6，根据渡槽断面总需求宽度B和各模块宽度，计算得到所述U型横梁的标准模块的个数m1、转角模块个数m2、悬臂模块个数m3和主梁个数n1，计算表达式如式(7)～(9)所示；
[0029][0030]m2＝m3＝2n2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式(8)
[0031][0032]式(7)中，b1为所述标准模块的宽度，b2为所述转角模块的宽度；
[0033]S7，对渡槽总需求宽度B进行修正获得渡槽总宽度B
sum
，计算表达式如式(10)所示；
[0034][0035]所述渡槽的施工方法步骤如下：
[0036]步骤1，按设计要求在工厂预制好对应数量的所述主梁，所述U型横梁的标准模块、转角模块和悬臂模块，所述波纹水槽，并运往施工现场；
[0037]步骤2，待渡槽下部支撑部结构施工完毕，将所述主梁依次吊放就位；
[0038]步骤3，将m1个所述标准模块、2个所述转角模块和2个所述悬臂模块拼装成一个完整的所述U型横梁，并按照此方法将所有所述U型横梁拼装完毕；
[0039]步骤4，依次吊装所述U型横梁至所述主梁上指定位置并安装牢固；
[0040]步骤5，分段吊装所述波纹水槽至所述U型横梁上并焊接牢固紧密，完成所述无缝自伸缩渡槽的结构安装。
[0041]与现有技术相比，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无缝自伸缩渡槽，所述渡槽材料采用钢结构，其特征在于，包括：主梁(1)；U型横梁(2)，设置在所述主梁(1)上端；波纹水槽(3)，设置在所述U型横梁(2)内侧。2.根据权利要求1所述的一种无缝自伸缩渡槽，其特征在于：所述主梁(1)垂直于水流方向等间距均匀布置多片，截面形状为工字型，由上翼缘、腹板、下翼缘和加劲肋组成。3.根据权利要求1所述的一种无缝自伸缩渡槽，其特征在于：所述U型横梁(2)呈U型形状，以所述主梁(1)作为支点，沿水流方向等间距垂直于所述主梁(1)布置，截面形状为倒T型，由腹板、下翼缘和加劲肋组成，根据位置不同分为三类模块，分别是标准模块(2.1)、转角模块(2.2)和悬臂模块(2.3)；所述标准模块(2.1)长度标准化，根据渡槽宽度需要布置若干所述标准模块(2.1)于所述U型横梁(2)的中间直线段，所述转角模块(2.2)位于所述U型横梁(2)两侧的U型转角处，一端与所述标准模块(2.1)连接，另一端与所述悬臂模块(2.3)连接，下翼缘呈折线形，腹板呈圆弧形，所述悬臂模块(2.3)位于所述U型横梁(2)两侧的悬臂端，下部与所述转角模块(2.2)连接，每一个所述标准模块(2.1)和所述转角模块(2.2)均支承于所述主梁(1)上。4.根据权利要求1所述的一种无缝自伸缩渡槽，其特征在于：所述波纹水槽(3)是将波纹板弯制成与所述横梁(2)同等规格的U型水槽，以所述U型横梁(2)作为支点，形成连续过水通道，所述波纹板是由钢板制成含有波峰(3.1)、波谷(3.2)和波腹(3.3)的伸缩板；所述波峰(3.1)向槽内凸起，所述波谷(3.2)向槽外凸起，所述波谷(3.2)面与所述波峰(3.1)面平行且与所述U型横梁(2)的腹板垂直相接，所述波腹(3.3)与所述波峰(3.1)、波谷(3.2)斜向相交成钝角，在温度和地震作用下可以自由改变斜交角度从而实现所述波纹水槽(3)沿水流方向自由伸缩。5.根据权利要求1所述的一种无缝自伸缩渡槽，其特征在于：所述主梁(1)沿水流方向分跨处设置断缝(4)，所述波纹水槽(3)全长不设伸缩缝，形成连续完整的迎水面。6.根据权利要求1
‑
5任意一项所述的无缝自伸缩渡槽的建造方法，其特征在于：所述建造方法包括设计方法和施工方法，其中，所述渡槽的设计方法是指根据渡槽跨越需求和过水量需求计算出所述渡槽各组成部分的尺寸和数量，通过设计方法得到的设计数据包括：渡槽总长度L
sum
、渡槽总宽度B
sum
；分孔跨径L0、分孔跨数N、主梁(1)长度L
n
、主梁(1)个数n1；主梁支座距端部距离a；U型横梁(2)个数n2、标准模块(2.1)的个数m1、转角模块(2.2)个数m2、悬臂模块(2.3)个数m3，具体步骤如下：S1，根据渡槽跨越需求和过水量需求确定渡槽总需求长度L，渡槽横断面总需求宽度B；S2，在分孔跨径L0的取...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷亮，王倩，吴志刚，徐宏光，朱宇，杨善红，唐国喜，黄浩，汪尔颖，
申请(专利权)人：公路交通节能与环保技术及装备交通运输行业研发中心，
类型：发明
国别省市：