一种位于台阶状建基面上的大体积空腔式连接坝段结构的制作方法

本实用新型涉及一种水工建筑物连接坝段结构，尤其是涉及一种位于台阶状建基面上的大体积空腔式连接坝段结构。

背景技术：

位于台阶状建基面上的水工建筑物大体积混凝土连接坝段结构通常做法为：通过调整连接坝段的外部轮廓体型，包括调整台阶状建基面的开挖体型、连接坝段的宽度等，以满足连接坝段结构对稳定及应力要求。当坝段高度较大、存在建基面高高程台阶侧承受较大的单侧荷载工况、且坝段外形轮廓可调整空间受限时，就需考虑其他复杂的工程措施，施工难度大为增加；此外当需要兼顾降低坝段工程量时，仅从调整结构外部体形的角度进行设计，已无法做到更为经济。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种结构型式简单、经济性较好、对施工工艺要求低、施工较为方便的位于台阶状建基面上的大体积空腔式连接坝段结构。

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种位于台阶状建基面上的大体积空腔式连接坝段结构，连接坝段建在台阶状建基面上，沿着横河向的台阶状建基面包括低高程台阶、高高程台阶、连接低高程台阶和高高程台阶的斜坡连接段；在连接坝段内部设置有纵河向的空腔，空腔于斜坡连接段的上方。

所述连接坝段高度为30～60m。

所述高高程台阶一侧承受单侧荷载受力。

所述空腔横向延伸至低高程台阶上方。

本实用新型所产生的有益效果为：在满足结构安全、正常使用功能的前提下，通过在连接坝段内部设置并调整空腔结构的布置，合理的利用坝段截面的几何受力特点、充分发挥材料的性能，不仅经济性较好，施工难度也得以降低，对其它工程的类似设计具有很好的借鉴意义。

附图说明

图1为本实用新型位于台阶状建基面上的大体积空腔式连接坝段结构剖面示意图。

图2为本实用新型位于台阶状建基面上的大体积空腔式连接坝段结构使用状态示意图

图中：

1——连接坝段；

2——空腔；

3——低高程台阶；

4——高高程台阶；

5——斜坡连接段。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图1所示，本实用新型的位于台阶状建基面上的大体积空腔式连接坝段结构，连接坝段1建在台阶状建基面上，沿着横河向的台阶状建基面包括低高程台阶3、高高程台阶4、连接低高程台阶和高高程台阶的斜坡连接段5；在连接坝段1内部设置有纵河向的空腔2，空腔2位于斜坡连接段5的上方。

所述连接坝段1高度为30～60m。

所述高高程台阶4一侧承受单侧荷载受力。

所述空腔2横向延伸至低高程台阶3上方。

下面结合具体实施例进行详细说明：

如图2所示，某大型水电站工程，枢纽主要建筑物由混凝土闸坝及河床式厂房组成。自左至右依次布置为安装间、厂房主机间、左导墙连接坝段、左5孔冲砂泄洪闸、右导墙连接坝段、右7孔冲砂泄洪闸、右岸非溢流坝段等。由于厂房主机间侧、左5孔冲砂泄洪闸侧各自结构布置要求，使得左导墙连接坝段建基面开挖形成了厂房主机间侧高程低、左5孔冲砂泄洪闸侧高程高的台阶状体型。左导墙连接坝段高度47m～59m，宽度25.5m。电站正常运行时会出现厂房停机不发电，左5孔冲砂泄洪闸泄洪运行的工况，即将会出现低高程台阶侧无水、高高程台阶一侧承受单侧水荷载工况，两侧最大水位差可达51.5m。

结构的体形设计需满足坝段稳定、应力等安全要求，进行了左导墙连接坝段抗倾覆、抗浮、侧向抗滑稳定、坝体应力等相关计算。计算表明，由于左导墙连接坝段高度较大，两侧水位差很大，在电站厂房停机不发电、左5孔冲砂泄洪闸泄洪运行工况时，即高高程台阶一侧承受单侧荷载工况时，采用常规的实体结构设计方法，坝段侧向抗滑稳定、坝体应力等不能满足稳定、应力等安全要求。本工程由于布置条件所限，左导墙连接坝段外形轮廓可调整空间受限，要满足结构安全运行要求，必须转换设计思路，从利用坝段截面的几何受力特点及材料的性能等角度研究解决问题的途径。考虑到左导墙连接坝段内还需布置电梯井、门库、排风井、廊道、启闭机室等空腔结构，因此重点研究空腔结构对坝段稳定、应力的影响。

计算研究表明：从侧向抗滑稳定的角度要求空腔横向设置范围应与斜坡连接段位置相对应，可有效减小斜坡段坝体产生的滑动力，进而提高抗滑稳定性；

迎水侧的高高程台阶侧受拉应力控制，为避免该侧出现拉应力，空腔不宜向高高程台阶方向延伸，但考虑到减小坝段工程量因素，在满足应力控制要求的前提下，可将空腔适当向高高程台阶方向延伸；背水侧的低高程台阶侧受压应力控制，做为侧向滑动的抗力体部分，对连接坝段侧向抗滑稳定影响较大，因此空腔在此范围内的布置应综合考虑空腔结构对坝段稳定、应力的影响后确定。总之，在高高程及低高程台阶上设置空腔均不利于坝段侧向抗滑稳定，但考虑到节省工程投资，在满足连接坝段稳定、应力的前提下，空腔向两侧低台阶、高台阶延伸的范围可适量加大，以尽量减小坝段工程量。

根据上述计算研究成果，考虑空腔结构对坝段稳定、应力的各种影响因素，确定了工程左导墙连接坝段内空腔设置的位置及尺寸。

依托工程的实践表明，本实用新型所述的结构型式，合理的利用了坝段截面的几何受力特点、充分发挥了材料的性能，既满足了结构安全、正常使用功能要求，也降低了施工难度，同时具有较好的经济性，环境较为友好，获得了良好的社会效益和经济效益。本实用新型提供了与常规设计不同的思路，尤为适用于坝段外形轮廓可调整空间受限的设计边界条件，对其它工程的类似设计具有很好的借鉴意义。

以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本实用新型的专利范围，即凡本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本实用新型的专利范围内。