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充气坝工程设计

一、袋体设计包括:
1.坝袋结构选型;
2.内压比的选择;
3.安全系数的选择;
4.袋壁拉力计算;
5.坝袋胶布结构设计;
6.坝袋周长计算;
7.坝袋充胀容积计算等。
二、坝袋结构选型
①堵头:西岸大渠底宽30米,经过多年的运用,渠道边坡已被冲蚀接近零,并趋于稳定,渠槽近似矩形,为维持原渠断面,故选用直墙堵头(枕式)橡胶坝,其优点是充胀后坝袋全长断面相同,不起折皱,坝袋受力分布比较均匀,经向拉力基本上是主拉应力,符合按薄膜理论计算值;材料强度也能充分发挥;不改变原渠断面,过坝水流平顺。
②充气:该坝主要在冬季运用。没有溢流要求,在严寒地区采用充胀介质是空气。其主要优点是袋内空气不会结冰,仍可调节高度运用。充胀介质易于确保,坝袋外形近似球状,周长较充水坝短,相应底板土建工程也省一些,充气管径小而且较短。投资省。
③双层袋囊(设内外袋):充气坝要求气密性很高,有针尖大的小孔则会泄气影响坝高,故借用汽车轮胎的原理,在坝袋内增设一层厚度1.5毫米的内坝袋,坝体为双层袋囊以确保工程的安全可靠。
根据自然条件和使用要求,选定为充气式堵头双层坝袋结构形式。
根据橡胶坝结构的特点及工作状况,计算的基本原理是认为坝袋为薄膜柔性结构,只承受相等的拉力,不承受切力和弯矩,坝袋内内接圆筒理论计算,忽略坝袋自重及伸长率的影响,按平面问题考虑。
三、锚固结构形式的选择
橡胶坝能否稳定地起到挡水作用,锚固是关键环节。锚固的作用是将坝袋胶布固定在基础底板和端墙上,形成一封闭袋囊。通过锚固构件将坝体所承受的力传递到基础。国内外常用的锚固类型有穿孔锚固和不穿孑L锚固两类,锚固构件形式有三种:螺栓压板式锚固;楔块挤压式锚固和胶囊充水锚固。本工程选用穿孔式螺栓钢压板单线锚固结构。其优点是气密性好。造价虽比钢筋混凝土楔块锚固高一点,但装卸方便,用工少,结构安全,较适应于新疆的施工条件。
四、安全装置
为了防止充气过量而引起坝袋破坏,要设安全装置,一般可用安全阀或水封管或U型管装置等,当坝袋充气超过设计气压,或由于上游水位升高而超过设计气压时,安设的安全阀或水封管,或U型管,便可起到排除坝袋内超过的气压,保证坝袋安全运用。
五、土建工程施工
橡胶坝的底板、直立式岸墙,上游铺盖和下游护坦的施工,与一般水利工程要求一梢于某些部位有其独特要求,如混凝土底板的质量要求,不仅要达到设计强度指标,符合设计尺寸,而且底板表面不得出现粗糙凹凸现象,特别是坝袋坍落段,必须平整光滑。坍落段进行抹面处理,以防磨损坝袋。
1、锚固构件的埋设
浇筑基础底板时,在锚固线部位预留深40厘米,宽20厘米的二期混凝土槽;螺栓与垫板在二期混凝土前拼装。锚固螺栓加上、中、下三条横向钢筋焊接为一整体,固定时保螺栓成一直线,间距为25厘米;垫板连同螺栓放人二期混凝土槽后,应先调整平面位置,保证二期混凝土浇筑时,每个螺栓位置准确,符合设计要求。
2、管道及机房设备施工
管道位置高程应严格控制,特别是与橡胶坝袋连接的管口。各管道连接处绝不能漏气。机房内部管道采用法兰接头。压缩机和电源安装前应进行检查。
3、坝袋安装
安装前的准备:将加工好的坝袋展开进行尺寸检查;发现有磨损处要修补好。按图纸检查螺栓的位置,如有出入要校正。准备安装工具并且先将内坝袋粘结成封闭形,两端留出未粘结段。以便安装人员进坝袋安装充气胶管后,才粘结封死。
4、坝袋就位:将坝袋锚固线对准基砒底板上的锚固线,按设计螺距25厘米,用皮带冲打眼。先将内坝袋装入外坝袋,安装充气管口、主管和支管。将分成三段的充气胶管用三通连接,并在胶管上钻叫6小孔,以便充排气畅通。

橡胶坝
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