专利名称：一种高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构及施工方法
技术领域：
本发明涉及一种高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构及施工方法。适用于高地震烈度区水工建筑物间墩抗震结构的处理，可以有效地解决高地震烈度区水工建筑物闸墩易开裂、破坏和影响其安全运行等问题。
背景技术：
在高地震烈度区修建水库大坝，抗震设计是一个关键的技术问题，其中闸墩由于结构单薄，且多布置于大坝顶部，地震动响应强烈，是大坝抗震的薄弱环节。地震发生时，闸墩受地震作用呈快速周期性震动变形，将产生很大的动拉应力，致使间墩底部开裂和破坏， 进而影响闸门开启，并危及工程安全。目前，闸墩抗震设计通常采用加强结构配筋方式，虽能限制闸墩裂缝发展，但不能减小闸墩的动力反应；如果闸墩顶部采用刚性结构连接，虽能减小闸墩的动力反应，但刚性连接作用荷载(包括温度荷载)很大，结构设计非常困难。这就迫切需要研究一种全新的用于高地震烈度区水工建筑物间墩连接结构型式，平时可适应温度、水荷载等变形，不产生额外的附加应力，地震时可减小闸墩的动力响应和位移，防止其开裂破坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述存在的问题，提供一种高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构及施工方法，平时不产生额外的附加应力，地震时可减小闸墩的动力反应和位移，达到防止闸墩开裂和破坏的目的。本发明所采用的技术方案是高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构，包括闸墩基础、间墩基础两侧浇筑有间墩，其特征在于所述的两个间墩之间连接有减小间墩动力响应的高粘滞流体阻尼器。所述高粘滞流体阻尼器布置在闸墩顶部，间距为3 5m。高粘滞流体阻尼器两端通过双耳叉与两侧间墩中的预埋钢板连接，所述预埋钢板长X宽X厚尺寸为30cmX30cmX2cm。高粘滞流体阻尼器与双耳叉之间由钢销销接，且钢销配合有薄螺母。双耳叉与预埋钢板之间通过螺栓或焊接固定连接。对应于预埋钢板，在闸墩中设有用于加固预埋钢板与闸墩连接的锚筋，所述锚筋为4根，直径Φ 32mm。高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构的施工方法，其特征在于采用了以下步骤
a、根据施工现场情况对间墩进行动力计算，确定高粘滞流体阻尼器数量及单支高粘滞流体阻尼器所承受的最大拉力；
b、进行钢筋混凝土闸墩基础和闸墩施工，在闸墩上对应于拟安装高粘滞流体阻尼器的位置布置预埋钢板和锚筋；C、选择双耳叉与预埋钢板用螺栓或焊接连接牢固；
d、吊装高粘滞流体阻尼器，用钢销和薄螺母将高粘滞流体阻尼器与双耳叉相连接，钢销直径由单支高粘滞流体阻尼器所能承受的最大拉力确定。所述高粘滞流体阻尼器的数量为3飞个，安装位置在闸墩顶部，阻尼器的间距为 3 5m。步骤b所述预埋钢板的长X宽X厚尺寸为30CmX30CmX2Cm，锚筋施打入于闸墩内，采用4根直径Φ 32mm的锚筋，与预埋钢板呈Π形连接。本发明的有益效果是采用高粘滞流体阻尼器将闸墩顶部连接起来，约束了闸墩的水平向位移，减小其动力反应，从而达到结构减震的目的。在静止情况下，高粘滞流体阻尼器可以适应缓慢的结构变形，不会影响结构的受力情况，因而不产生额外的附加应力；当发生地震时，与两侧间墩顶部相连接的高粘滞流体阻尼器中活塞杆产生相对位移，推动高粘滞阻尼介质产生阻尼力，迅速耗散能量，减小闸墩的位移和加速度，达到减小闸墩动力响应和结构抗震的目的。
图1为本发明的立面布置图。图2为本发明中高粘滞流体阻尼器的结构图。图3为本发明中双耳叉的剖视图。
具体实施例方式如图1所示，本实施例利用高粘滞流体阻尼器3减小闸墩1的动力响应和位移。本实施例包括闸墩基础2和浇筑在闸墩基础2两侧的闸墩1，两闸墩1之间用高粘滞流体阻尼器3连接，达到结构抗震的目的。所述高粘滞流体阻尼器3 —般布置在闸墩1顶部，数量由闸墩1动力计算确定，一般采用3飞个高粘滞流体阻尼器3。本实施例采用5个高粘滞流体阻尼器3，相互的间距为3 5m。所述高粘滞流体阻尼器3两端分别经双耳叉6与两边闸墩1上的预埋钢板5和锚筋4连接，锚筋4施打于闸墩1内，使预埋钢板5与闸墩1之间连接更加牢固。高粘滞流体阻尼器3两端(圆环部分)经钢销和薄螺母与双耳叉6的一端(双耳部分)销接，双耳叉6的另一端(平板部分)与预埋钢板5焊接。钢销直径由单支高粘滞流体阻尼器3所能承受的最大拉力确定，通常情况下阻尼器拉力范围为50kN 2000kN，钢销直径一般选用Φ 36。在闸墩1施工过程中，预先埋设预埋钢板5和锚筋4，预埋钢板5尺寸为 30cmX30cmX2cm (长X宽X厚)，采用4根直径Φ32_的锚筋，呈Π形连接。预埋钢板 5与双耳叉6用螺栓或焊接牢固连接。高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构的施工步骤为
a、根据施工现场情况对间墩1进行动力计算，确定高粘滞流体阻尼器3数量及单支高粘滞流体阻尼器3所承受的最大拉力。如本例拟安装5支高粘滞流体阻尼器3，每支阻尼器所能承受的最大拉力为IOOOkN (计量单位);再确定单支高粘滞阻尼器3的阻尼比和活塞杆行程。选定高粘滞流体阻尼器3的安装位置，一般布置在闸墩1顶部，间距为3 5m。b、进行钢筋混凝土闸墩基础2和两侧的闸墩1施工，在闸墩1上对应高粘滞流体阻尼器3拟安装位置布置预埋钢板5和锚筋4，预埋钢板5尺寸一般为30CmX30CmX2Cm (长X宽X厚)，锚筋4施打于闸墩1内，采用4根Φ 32mm的锚筋与预埋钢板5呈Π形连接。C、为了方便施工，选择连接件双耳叉6，双耳叉的平板一侧与预埋钢板5焊接连接 (也可用螺栓连接)。d、吊装高粘滞流体阻尼器3，用钢销和薄螺母将高粘滞流体阻尼器3与双耳叉6的双耳侧连接(钢销穿过阻尼器端部的圆环和圆环两边的双耳)，钢销直径由单支高粘滞流体阻尼器3所承受的最大拉力确定。在正常情况下(没有发生地震)，高粘滞流体阻尼器3能够适应闸墩1结构缓慢的形变(温度、水荷载等变形)，不会对闸墩1的受力情况产生影响；在发生地震时，闸墩1受地震影响呈周期性震动变形，此时与两侧间墩1顶部连接的高粘滞流体阻尼器3中活塞杆产生相对位移，推动高粘滞阻尼介质产生阻尼力，迅速耗散能量，减小间墩1的位移和加速度，从而达到减小闸墩1动力响应和结构抗震的目的。
权利要求
1.一种高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构，包括闸墩基础(2)、闸墩基础(2)两侧浇筑有闸墩(1)，其特征在于所述的两个闸墩(1)之间连接有减小闸墩(1)动力响应的高粘滞流体阻尼器(3)。
2.根据权利要求1所述的高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构，其特征在于所述高粘滞流体阻尼器(3)布置在闸墩(1)顶部，间距为3 5m。
3.根据权利要求1所述的高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构，其特征在于高粘滞流体阻尼器(3 )两端通过双耳叉(6 )与两侧闸墩(1)中的预埋钢板(5 )连接，所述预埋钢板(5)长X宽X厚尺寸为30cmX30cmX2cm。
4.根据权利要求3所述的高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构，其特征在于高粘滞流体阻尼器(3)与双耳叉(6)之间由钢销销接，且钢销配合有薄螺母。
5.根据权利要求3所述的高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构，其特征在于双耳叉(6 )与预埋钢板(5 )之间通过螺栓或焊接固定连接。
6.根据权利要求3或5所述的高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构，其特征在于 对应于预埋钢板(5 )，在闸墩(1)中设有用于加固预埋钢板(5 )与闸墩(1)连接的锚筋(4 )， 所述锚筋(4)为4根，直径Φ 32mm。
7.—种如权利要求3所述的高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构的施工方法，其特征在于采用了以下步骤a、根据施工现场情况对间墩(1)进行动力计算，确定高粘滞流体阻尼器(3)数量及单支高粘滞流体阻尼器(3)所承受的最大拉力；b、进行钢筋混凝土闸墩基础(2)和闸墩(1)施工，在闸墩(1)上对应于拟安装高粘滞流体阻尼器(3)的位置布置预埋钢板(5)和锚筋(4)；c、选择双耳叉(6)与预埋钢板(5)用螺栓或焊接连接牢固；d、吊装高粘滞流体阻尼器(3)，用钢销和薄螺母将高粘滞流体阻尼器(3)与双耳叉(6) 相连接，钢销直径由单支高粘滞流体阻尼器(3)所能承受的最大拉力确定。
8.根据权利要求7所述的高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构的施工方法，其特征在于所述高粘滞流体阻尼器(3)的数量为3飞个，布置在闸墩(1)顶部，间距为3 5m。
9.根据权利要求7所述的高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构的施工方法，其特征在于步骤b所述预埋钢板(5)的长X宽X厚尺寸为30CmX30CmX2Cm，锚筋(4)施打入于闸墩(1)内，采用4根直径Φ32πιπι的锚筋，与预埋钢板(5)呈Π形连接。
全文摘要
本发明涉及一种高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构及施工方法。本发明的目的是提供一种高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构及施工方法，平时不产生额外的附加应力，地震时可减小闸墩的动力反应和位移，达到防止闸墩开裂和破坏的目的。本发明的技术方案是高地震烈度区水工建筑物闸墩连接结构，包括闸墩基础、闸墩基础两侧浇筑有闸墩，其特征在于所述的两个闸墩之间连接有减小闸墩动力响应的高粘滞流体阻尼器。本发明适用于高地震烈度区水工建筑物闸墩抗震结构的处理，可以有效地解决高地震烈度区水工建筑物闸墩易开裂、破坏和影响其安全运行等问题。
文档编号E02B7/20GK102345279SQ20111032693
公开日2012年2月8日 申请日期2011年10月25日 优先权日2011年10月25日
发明者叶建群, 陈国良 申请人:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院