一种将小跨度混凝土渡槽改性为大跨度斜拉结构的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于旧渡槽结构改造方法，用于提升水工渡槽功能与寿命。
【背景技术】
[0002]绿色水利是指在水资源开发、利用和废弃全过程中低碳、节能减排与保护生态环境且节水高效的利用水资源的行为与文化，其绿色在水利工程应用中有深刻的内涵。
[0003]水工建筑物则是实现绿色水利的必需工程措施，且水利工程覆盖面积与工程量巨大，其节能减排及环保效果，对绿色水利的作用是不言而喻的。
[0004]钢筋混凝土简支结构渡槽是一种跨越式输水结构，其通水期间伸缩缝处理的好坏是保护水资源的重要步骤，因为水是有势的，自流输水的渡槽跨越河流时不能随意升高或降低，因此跨越河流时，有时槽身较低，汛期甚至会阻碍水流，若跨度较小时，较大的漂浮物会被支撑结构与槽身阻挡，冲撞支撑结构与槽身并形成阻塞，严重时会造成河水上滩，形成灾害。如宁安市沙兰镇、永吉县洪水期因桥孔被较大漂浮物堵塞造成河水上滩越过堤防形成洪灾。
[0005]已经运行的简支结构旧渡槽，如图10，尤其在季节冻土区河道上建造的工程，拆除重建可能遇到很多问题:如影响正常灌田、施工工期短、汛期临时工程、冬季施工等问题，既增加投资，又有可能影响农业灌溉，冬季施工还可能影响工程质量。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种将小跨度混凝土渡槽改性为大跨度斜拉结构的方法，以解决旧渡槽改造中存在的影响正常灌田、施工工期短、既增加投资，又影响农业灌溉，冬季施工还影响工程质量的问题。
[0007]本发明采取的技术方案是:包括下列步骤:
(一)现有旧简支结构渡槽的槽墩间的跨距为8~10米，混凝土渡槽两端分别搭在槽墩上，两个混凝土渡槽连接端为伸缩缝，将该旧渡槽的槽墩进行分组，每组槽墩数相同，且为奇数，选择每组中间位置的旧渡槽的槽墩，对其进行结构增强作为斜拉结构渡槽新塔墩，新建塔架坐落在该新塔墩上，在该塔架中的内锚持力结构为双向穿孔钢板挂接结构，将每一根制作好的拉索穿过固定钢板、并将挤压头挂在固定钢板上，由挤压头通过双向穿孔钢板将拉索力传递到塔架混凝土上；
(I)所述拉索的制作方法:
拉索由多根低松弛钢绞线锚固端拉索组成，其中一根低松弛钢绞线锚固端拉索制作方法是:
若是新低松弛钢绞线，则有油层，使用丙酮对挤压区进行清洗；若是钢绞线存在浮锈，此时应该先进行除锈、磷化，用液体钢铁表面除锈磷化剂涂刷或冲洗钢绞线，能够直接除锈并且磷化，生成保护膜，磷化施工温度在17°C ~40°C，清洗后套上挤压头，上挤压器挤压成型，挤压成型后，在钢绞线与挤压头接触区，注入低黏度环氧树脂，达到挤压区内部全部用环氧树脂封闭，若封口位置封堵不严，为防注入环氧树脂流失，先采用混合封口食用胶封堵，等注浆后将混合封口食用胶清除；
所述液体钢铁表面除锈磷化剂是由如下质量体积份数的原料组成:
草酸3?10份，磷酸4?10份，六次甲基四胺I?18份，有机膨润土 2?12份，水55?80份；
所述低黏度环氧树脂是由如下质量份数的原料组成:
环氧树脂E-44型1000份，聚酞胺651 200?400份，磷酸二丁酯60?300份，高溶解苯甲酸酯O?300份，氧化铝粉280目O?300份，苯乙烯80?150份，丙酮或二甲苯O?150份；
所述混合封口食用胶是由如下质量份数的原料组成:
食用胶基50?80份，胶姆糖基础剂30?40份，碱性填料10?30份；
(2)内锚塔内挂索
采用内锚体系在塔架内对拉索实现锚固，为拉索定位准确，确保拉索有足够的锚固长度，拉索在足够的弯曲半径中顺直，采用双向穿孔钢板挂接结构，拉索在塔架内穿过双向穿孔钢板挂接结构是:
双向穿孔钢板挂接结构固定连接在塔架内，拉索穿过固定钢板将挤压头挂在固定钢板上，拉索外套接无锈钢管，该无锈钢管与辅助定位钢筋固定连接，该辅助定位钢筋与塔架固定连接;
所述双向穿孔钢板挂接结构的结构是:底部钢托板上方固定连接两块向内倾斜的固定钢板，该两块固定钢板的内侧分别固定连接两块内侧肋板，该两块固定钢板的外侧分别固定连接两块外侧肋板，在固定钢板上有预留拉索穿过孔，在底部钢托板上有底板预留拉索穿过孔；
(3)在双向穿孔钢板挂接结构中，用特种环氧树脂混凝土浇注在由底部钢托板、两块固定钢板和两块内侧肋板组成的空间内，在半小时完成内浇注，3小时后拆模，拆模后准备进行下一步浇注塔架混凝土，所述特种环氧树脂混凝土按质量份数比的配方如下:
634#环氧树脂300~320份
二丁脂100~110 份
乙二胺20~23份
硫铝酸盐水泥R.SAC 52.5550-590份
中砂1000~1200份
碎石 5 ?10mm1400—1600 份苯乙稀O?16份；
(4)浇注塔架混凝土
进行水工高性能抗冻融混凝土饶注:
所述水工高性能抗冻融混凝土按质量份数比的配方如下:
通用硅酸盐水泥P042.5 700?1000份，
粉煤灰I级O?300份，
硅灰，Si(V#量大于90%，比表面积在13000平方米/千克?20000平方米/千克O?100份， 中粗砂2000?3000份，
石子2000?3300份，
水300~460 份，
复配材料包括下列重量份数比的原料:
聚羧酸高效减水剂 60?150份，
引气剂0.03?3份，
硅树脂聚醚乳液0.02?4份
低粘度降稠保塑剂，粘度在50~100cpSO?5份，
萘磺酸盐甲醛缩合物 O?12份
(二)槽身结构处理，包括下列步骤:
要求边通水边施工的情况下，
(1)通水前，调整原渡槽位置，用支架定位，确保位置直接可以作为最后的槽身；
(2)开凿牛腿布置缝，为施工方便，布置缝宽度应在10?15厘米，若要求通水，则在原伸缩缝上部做临时简易止水，能保证凿毛施工即可；
(3)临时停水；
(4)水平布置无粘结预应力锚索；
(5)布置衔接锚筋；
(6)在原伸缩缝上部做临时简易止水，保证槽外支模施工；
(7)支槽身外模板，制作槽身内部贴缝面板，安装异向双层预应力钢结构牛腿结构；
(8)模板施工完成后，快速用螺栓连接槽身内部面板，浇注高性能抗冻融自密实细石早强混凝土 ；
锚筋与异向双层预应力钢结构牛腿的预埋限位钢板固定连接，水平预应力锚索两端分别与异向双层预应力钢结构牛腿穿接，拉索与异向双层预应力钢结构牛腿固定锚接，高性能抗冻融混凝土位于异向双层预应力钢结构牛腿外部；
所述异向双层预应力钢结构牛腿的结构是:所述异向双层预应力钢结构牛腿的结构是:预埋限位钢板与限位钢板一固定连接，焊接支撑钢板一与限位钢板一固定连接，锚环一与限位钢板一固定连接，无缝钢管与焊接支撑钢板一固定连接，限位钢板二与预埋限位钢板固定连接，焊接支撑钢板二与限位钢板二固定连接，锚环二与限位钢板二固定连接，钢绞线夹片与锚环二连接，预埋限位钢板上有预留拉索穿过孔二，限位钢板一上有预留拉索穿过孔一；
对于简支结构渡槽，利用原有的伸缩缝，布置好牛腿，穿好预应力锚索，焊接或绑扎好接头锚筋，之后浇注高性能抗冻融自密实细石混凝土；
所述高性能抗冻融自密实细石早强混凝土包括下列重量份数比的原料:
通用硅酸盐水泥P042.5 700?1000份，
粉煤灰I级O?400份，
中粗砂2000?3200份，
石子5?1mm1500?3500份，
水300~490 份，
复配材料包括下列重量份数比的原料: 聚羧酸高效减水剂 60?150份，
引气剂0.03?3份，
硅树脂聚醚乳液0.02?4份，
低粘度降稠保塑剂，粘度在50~100cpSO?12份，
萘磺酸盐甲醛缩合物 O?12份，
三乙醇胺0.03?11份；
(三)拉索锚固前，拉索保护套管已经安装完毕，进行调试，使结构总体与单个构件承力都满足设计要求，完成调试后，即可进行灌浆对拉索防腐，拉索保护灌浆采用高韧性迀移性阻锈材料水泥浆，确保防腐过程有效与耐久；注浆分三步进行:第一步将套管内注满浆；第二步，三十分钟后，将排气后沉淀的部分补充到满浆；第三步，十分钟后观察浆体情况，若浆体液面不见下沉，则灌浆结束，否则，重复第三步，直到浆体液面不见下沉为止；
所述高韧性迀移性阻锈材料水泥浆包括下列重量份数比的原料:
通用硅酸盐水泥P042.5 1000份，
粉煤灰I级O?300份，
水210?400份，
复配材料包括下列重量份数比的原料:
聚羧酸高效减水剂4?15份，
引气剂0.03?3份，
烷基醇酰胺0.03?3份，
低粘度降稠保塑剂，粘度在50?lOOcpsO?5份，
迀移性阻锈剂MCI20102?25份，
(四)槽内表层和槽外涂层处理
(I)槽内表层贴层处理增加槽身耐久性，在停水后处理，根部分两期进行，先进行凿毛处理，清除破损、碳化、疏松的槽内表层混凝土，然后铺设表层筋材，涂刷新旧混凝土界面剂，浇注或推擀表层贴层材料，形成高耐久槽身内部表层；
所述新旧混凝土界面剂配方的各组分的重量份数比为:
通用硅酸盐水泥P042.51000份，
粉煤灰I级O?300份，
水200~350 份，
复配材料包括下列重量份数比的原料:
聚羧酸高效减水剂8?I 5份，
硅丙聚合物1.5?15份，
硫铝酸盐复合剂O?20份，
采用高速搅拌机搅拌3~5分钟，观察稠度合适于涂抹时即可涂抹，厚度l~3mm ;
所述表层贴层材料配方的各组分的重量份数比为:
通用硅酸盐水泥P042.51000份，
粉煤灰I级O?300份，
硅灰O?100份，
中粗砂1000?3200份， 瓜子石，粒径0.5~lcmO?3000份，
水300~360 份，
复配材料包括下列重量份数比的原料:
聚羧酸高效减水剂8?I 5份，
可再分散乳胶粉1.5?15份；
引气剂0.03?3份，
烷基醇酰胺0.03?3份，
萘磺酸盐甲醛缩合物O?12份；
(2)槽外涂层处理时，先清除槽外表面疏松层，同时也清除了槽外表层异物，用钢丝刷清除渡槽表面，确保表面已经没有油污的杂物，渡槽混凝土表面已经露出新面，可以进入喷涂施工程序:
a.先用澄清石灰水清洗渡槽外部，保持渡槽表面湿润；
b.然后喷涂钠基液态钙离子催化剂，待快干燥时；
c.再喷涂DPS液态锂基硅酸盐固化剂，
d.上述b.c.两道工序再进行1~2遍，
其中:
DPS液态锂基硅酸盐固化剂1000份，
钠基液态钙离子催