传力凳的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种传力凳，相邻的两块面板分块之间的上层面板、下层面板之间还设置有传力凳；所述传力凳的一端作为相邻上层面板与下层面板的面板支承支座，且用于将所述上层面板、所述下层面板隔开；所述传力凳的另一端通过所述拉锚筋水平连接所述堆石坝内预埋的锚锭组件；所述传力凳用于将各层面板的自重分力通过所述传力凳转换传力方向，并经过堆石坝内的所述锚锭组件将面板自重分力传递到堆石坝中。本实用新型提供的一种传力凳，结构新颖，且设计合理，充分达到了传力装置的设计目的以及设计要求。
【专利说明】
传力凳
技术领域
[0001]本实用新型涉及水利水电设备技术领域，尤其涉及一种传力凳。
【背景技术】
[0002]混凝土面板堆石坝是以堆石体为支承结构，在其上游表面浇筑混凝土面板作为防渗结构的堆石坝，简称面板堆石坝或面板坝。混凝土面板堆石坝其属于土石坝类型。
[0003]混凝土面板堆石坝是60年代以后发展起来的。斜墙(或面板)堆石坝防渗体位于堆石体上游，材料有土料、钢筋混凝土、沥青混凝土、木材等。防渗土体可以放在堆石体上游，也可在土斜墙上设置较厚的堆石层。混凝土面板堆石坝主要由堆石体和防渗系统组成，SP具体而言混凝土面板堆石坝一般由如下结构组成:即混凝土面板(或简称面板)、趾板、垫层、过渡层、主堆石区、次堆石区组成(如图1所示)。
[0004]然而，由于300m级常规面板坝存在很多技术问题:对于300m级混凝土面板堆石坝而言，由于大坝增高，面板斜长增大，水压力增高，如果沿用常规面板的结构形式，上层面板对下层面板的累积压力将相应增大，这将恶化下层(特别是底层)面板的应力状态，对面板材料性能将提出更高的要求。其次，大坝增高导致坝体填料变形增大，坝体较大的变形将导致其附着面板的变形相应增大，从而产生面板间的挤压、弯曲、折断、错台、撕裂等变形，再加上水压力荷载共同作用，常规面板坝的面板传力支承体系越来越不甚重负。
[0005]另外，从国内外已建、在建或拟建的150m?300m级面板坝的面板布置设计可以看出，目前的常规方法均是在主堆石体上游坝面依次铺装“过渡料+垫层料+面板+局部铺盖料”，再辅以面板间的接缝止水设计和址板防渗设计，形成了常规面板坝的整体防渗和挡水结构。常规面板坝均是以堆石体为支承结构，以混凝土面板作为防渗结构。且由于混凝土面板自下而上的上、下层面板的累砌方式，下层面板实际上也成为上层面板的支承结构。常规面板坝存在的最大缺点就是上层面板压下层面板的累砌支承方式。在重力作用下，面板沿坝面的重力分量逐层叠加将导致面板的受力状态恶化，且随坝体高度增加，水压力和自重分力增大，面板受力状况堪忧。
[0006]随后我司经过大量研究论证，提出了一种新的适应于300m级面板坝的面板支承结构设计思路，即在相邻的任意两块面板分块结构中:上层面板(即上层混凝土面板)、下层面板(即下层混凝土面板)之间设计一种传力装置，并经过锚锭结构固定在堆石坝内，进而改善上层面板、下层面板的受力情况(即利用传力装置将混凝土面板所承受的平行于面板的自重分力传递到锚锭结构上，进而通过锚锭结构对混凝土面板实施稳定固定)。
[0007]然而，如何改善面板坝上游斜长面板的受力状态，并将斜长面板合理地分缝截短，设计一种传力装置能够满足相关的设计要求将是本领域技术人员亟待需要解决的技术难题。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的在于提供一种传力凳，以解决上述问题。
[0009]为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0010]本实用新型提供了一种传力凳，相邻的两块面板分块之间的上层面板、下层面板之间设置有传力凳11;
[0011]所述传力凳11的一端作为相邻上层面板与下层面板的面板支承支座，且用于将所述上层面板、所述下层面板隔开;所述传力凳的另一端通过所述拉锚筋12水平连接所述堆石坝内预埋的锚锭组件13;所述传力凳11用于将各层面板平行于上游面方向的自重分力通过所述传力凳转换传力方向，并经过堆石坝内的所述拉锚筋12、所述锚锭组件13将平行于上游面方向的面板自重分力传递到堆石坝中。
[0012]需要说明的是，首先通过在上、下层面板间引入自承式面板结构体系一一传力凳，将各层面板平行于上游面方向的自重分力通过该层下端的传力凳转换传力方向，经在坝体内预埋的拉锚体将面板平行于上游面方向的自重分量传到各层坝体中；
[0013]优选的，作为一种可实施方案；每个所述传力凳11具体包括垫板支座110、挡板111、挡板肋条112、抗震防滑齿槽113、锚拉孔114、锚拉后张锚头115;
[0014]其中，所述挡板111垂直设置在所述垫板支座110的中间位置;所述锚拉孔114贯穿穿过所述垫板支座110;所述拉锚筋12的一端穿过所述锚拉孔114，且通过所述锚拉后张锚头115固定连接在所述传力凳11上，所述拉锚筋12的另一端固定连接在所述锚锭组件13上；所述挡板111的顶面上安装设置有所述挡板112和所述抗震防滑齿槽113。
[0015]优选的，作为一种可实施方案;所述抗震防滑齿槽113呈波纹状锯齿形。
[0016]传力凳的挡板上的抗震防滑齿槽113齿状构造能有效防止面板在地震荷载作用下脱出，有效避免了因面板之间过大的压应力导致面板位移增大或止水失效，面板抵御强震的性能得到增强；
[0017]优选的，作为一种可实施方案;每个所述传力凳11上均还设置有4个拉锚头螺栓；所述拉锚头螺栓用于调节所述传力凳张力的松紧。
[0018]优选的，作为一种可实施方案;所述传力凳11结构中的所述垫板支座110整体呈三角形形状，有利于自身稳定且便于施工安装。需要说明的是，垫板支座斜面与水平面的夹角必须与上游坝面与水平面的夹角相同。
[0019]优选的，作为一种可实施方案;所述垫板支座110的底部两侧面上还设置有多个防滑五面锥116;多个防滑五面锥116均匀设置在所述垫板支座的底部两侧面上。
[0020]优选的，作为一种可实施方案;在上层面板、下层面板的面板间的水平纵缝、竖直张性缝或压性缝中充填设置有适应变形复合填料层，且缝面上涂覆设置有单组份聚料止水层 117;
[0021]优选的，作为一种可实施方案;在上层面板、下层面板的面板间的周边缝内还设置有止水填料层118。
[0022]优选的，作为一种可实施方案;所述传力凳为高强度纤维复合材料压注成型结构件。
[0023]优选的，作为一种可实施方案;所述传力凳也可采用钢骨架结构件，且所述钢骨架结构件的外层还喷涂防腐塑料层。
[0024]与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于:
[0025]本实用新型还提供了一种传力凳，上述传力凳在相邻的任意两块面板分块之间设置:上层面板(即上层混凝土面板)、下层面板(即下层混凝土面板)；所述传力凳11的一端作为相邻上层面板与下层面板的面板支承支座，且用于将所述上层面板、所述下层面板隔开；所述传力凳的另一端通过所述拉锚筋12水平连接所述堆石坝内预埋的锚锭组件13;所述传力凳11用于将各层面板平行于上游面方向的自重分力通过所述传力凳转换传力方向，并经过堆石坝内的所述拉锚筋12、所述锚锭组件13将面板自重分力逐层传递到堆石坝中。
[0026]每个所述传力凳11具体包括垫板支座110、挡板111、挡板肋条112、抗震防滑齿槽113、锚拉孔114、锚拉后张锚头115 ；
[0027]其中，所述挡板111垂直设置在所述垫板支座110的中间位置;所述锚拉孔114贯穿穿过所述垫板支座110;所述拉锚筋12的一端穿过所述锚拉孔114，且通过所述锚拉后张锚头115固定连接在所述传力凳11上，所述拉锚筋12的另一端固定连接在所述锚锭组件13上；所述挡板111的顶面上安装设置有所述挡板112和所述抗震防滑齿槽113。
[0028]需要说明的是，首先通过在上层面板、下层面板间引入:传力凳，将各层面板平行于上游面方向的自重分力通过该层下端的传力凳转换传力方向，经在坝体内预埋的拉锚体将面板的自重分量传到各层坝体中。
[0029]很显然，本实用新型传力凳结构仅适用于250m以上的面板坝，对于坝高250m及其以下的面板坝已有成功施工经验则无此必要。传力凳结构改变了传统面板的传力路径，将累砌方式改变成了自承方式，确保各层面板相互独立，上下层之间面板被水平纵缝完全隔开，从而改善了面板的受力状态(同时还减轻了底部面板受周边面板的侧向挤压)；
[0030]通过传力凳结构水平分隔了上层面板、下层面板的相互作用，从而提高了面板适应坝体填筑料变形的性能，每块面板的下边缘被传力凳挡板顶住，限制了面板的下端位移，而面板的上边缘则是相对自由的，面板自身的变形可得到调整，应力得到释放，使在水压力和重力共同作用下的面板受力更接近弹性地基上单向板的受力状态，可有效消纳坝体多方向沉降变形在面板上产生的累积效应，有效防止面板的侧向挤压破坏或裂缝的产生；
[0031]另外，由于面板斜长减短，沿面板方向的重力分量被传力凳合理分担后转向传至各层坝体，加上传力凳挡板的齿状构造能有效防止面板在地震荷载作用下脱出，有效避免了因面板之间过大的压应力导致面板位移增大或止水失效，面板抵御强震的性能得到增强；
[0032]综上所述，本实用新型实施例提供的一种传力凳，结构新颖，且设计合理，充分达到了传力装置的设计目的以及设计要求。
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本实用新型【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1为传统的混凝土面板堆石坝的大坝横剖面结构示意图；
[0035]图2为本实用新型我司提供的300m级面板堆石坝的大坝横剖面结构设计示意图；
[0036]图3为本实用新型实施例的传力凳与拉锚筋以及锚锭组件的总装配结构示意图；
[0037]图4为图3中本实用新型实施例的传力凳与拉锚筋的局部装配结构示意图；
[0038]图5为本实用新型实施例的传力凳的结构示意图；
[0039]附图标记说明:
[0040]传力凳11；垫板支座110;挡板111;挡板肋条112;抗震防滑齿槽113;锚拉孔114;锚拉后张锚头115;防滑五面锥116;单组份聚料止水层117;止水填料层118;
[0041]拉锚筋12;
[0042]锚锭组件13。
【具体实施方式】
[0043]下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0044]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0045]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0046]下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
[0047]参见图1，本实用新型实施例提供的一种传力凳，相邻的两块面板分块之间的上层面板、下层面板之间设置有传力凳11;
[0048]首先，图2示意了我司研究的适应于300m级面板坝的结构设计思路，即在相邻的任意两块面板分块结构中:上层面板(即上层混凝土面板)、下层面板(即下层混凝土面板)之间设计一种传力装置，并经过锚锭结构固定在堆石坝内，进而改善上层面板、下层面板的受力情况(即利用传力装置将混凝土面板平行于上游面方向的受力传递到锚锭结构上，进而通过锚锭结构对混凝土面板实施稳定固定)；其具体结构可参见图3。
[0049]具体参见图3，所述传力凳11的一端作为相邻上层面板与下层面板的面板支承支座，且用于将所述上层面板、所述下层面板隔开;所述传力凳的另一端通过所述拉锚筋12水平连接所述堆石坝内预埋的锚锭组件13;所述传力凳11用于将各层面板平行于上游面方向的自重分力通过所述传力凳转换传力方向，并经过堆石坝内的所述拉锚筋12、所述锚锭组件13将面板平行于上游面方向的自重分力传递到堆石坝中。
[0050]需要说明的是，首先通过在上、下层面板间引入自承式面板结构体系一一传力凳，将各层面板平行于上游面方向的自重分力通过该层下端的传力凳转换传力方向，经在坝体内预埋的拉锚体将面板平行于上游面方向的自重分量传到各层坝体中；
[0051]下面对本实用新型实施例提供的传力凳的具体结构和具体技术效果做一下详细说明:
[0052]在传力凳的具体结构中:
[0053]如图4以及图5所示，每个所述传力凳11具体包括垫板支座110、挡板111、挡板肋条112、抗震防滑齿槽113、销拉孔114、销拉后张销头115 ；
[0054]其中，所述挡板111垂直设置在所述垫板支座110的中间位置;所述锚拉孔114贯穿穿过所述垫板支座110;所述拉锚筋12的一端穿过所述锚拉孔114，且通过所述锚拉后张锚头115固定连接在所述传力凳11上，所述拉锚筋12的另一端固定连接在所述锚锭组件13上;所述挡板111的顶面上安装设置有所述挡板112和所述抗震防滑齿槽113。
[0055]优选的，作为一种可实施方案;所述抗震防滑齿槽113呈波纹状锯齿形。
[0056]需要说明的是，传力凳的挡板上的抗震防滑齿槽113波纹齿状构造能有效防止面板在地震荷载作用下脱出，有效避免了因面板之间过大的压应力导致面板位移增大或止水失效，面板抵御强震的性能得到增强；
[0057]优选的，作为一种可实施方案;每个所述传力凳11上均还设置有四个拉锚头螺栓；所述拉锚头螺栓用于调节所述传力凳张力的松紧。
[0058]优选的，作为一种可实施方案;所述传力凳11结构中的所述垫板支座110整体呈三角形形状，有利于自身结构稳定且便于安装，需要说明的是，垫板支座斜面与水平面的夹角必须与上游坝面与水平面的夹角相同。
[0059]优选的，作为一种可实施方案;所述垫板支座110的底部两侧面上还设置有多个防滑五面锥116;多个防滑五面锥116均匀设置在所述垫板支座的底部两侧面上。
[0060]需要说明的是，防滑五面锥能方便传力凳的安装定位并增大传力凳与垫层料的摩擦力。挡板上设置了抗震防滑齿槽，使面板在地震震荡中不易滑出。锚锭采用底座与护套形成夹具，并确保锚固结构在坝体填筑碾压中不被破坏；护套顶面采用斜面以增大锚锭与填筑体的摩擦阻力。
[0061]优选的，作为一种可实施方案;在上层面板、下层面板的面板间的水平纵缝、竖直张性缝或压性缝中充填设置有适应变形复合填料层，且缝面上涂覆设置有单组份聚料止水层117;在上层面板、下层面板的面板间的缝隙内还设置有止水填料层118。
[0062]需要说明的是，混凝土面板坝通过设有防浪墙、止水的周边缝、张性缝、压性缝将面板与面板、面板与趾板、址板以及经过灌浆处理的稳定基岩连成整体，形成一道完整的防渗体系。
[0063]优选的，作为一种可实施方案;所述传力凳为高强度纤维复合材料压注成型结构件。作为另一种可实施方式方案，所述传力凳也可采用钢骨架结构件，且所述钢骨架结构件的外层还喷涂防腐塑料层。
[0064]分析上述的传力凳结构可知:
[0065]需要说明的是，首先，通过在上层面板、下层面板间引入自承式面板结构体系一一传力凳，将各层面板平行于上游面方向的自重分力通过该层下端的传力凳转换传力方向，经在坝体内预埋的拉锚体将面板平行于上游面方向的自重分量传到各层坝体中。如图5所示意的传力凳结构示意图；
[0066]其次，上层面板、下层面板用水平缝完全断开。面板分块遵循弹性地基上的单向板分块规则进行，面板上下两端简化为柔性铰支。面板左右竖向分缝仍按常规的张性缝或压性缝或周边缝设计。传力凳作为面板支承支座，通过传力挡板形成的水平纵缝将上下层面板完全隔开，这就极大简化了各层面板的受力状态。
[0067]第三，每米单宽传力凳主动缩短尺寸3cm来调整、吸纳沿坝轴线方向的工后沉降变形和传力凳的安装误差。由于堆石坝体的沉降变形稳定通常需要一段时间，以及上下层面板浇筑时间间隔等，面板浇筑前坝体沉降值理应接近预期的沉降值，但实际上坝体沉降并未全部收敛。
[0068]第四，本实用新型专利在面板间的水平纵缝、竖向张性或压性缝中充填变形性能适中的复合材料，留足适应坝体变形的缝宽，缝面上涂覆单组份聚料止水。该材料与混凝土表面的粘接性能优异，其自身变形性能、抗老化性能也很优异，既能适应板块间的变形位移，又能有效封闭板块间的渗水通道。周边缝也能采用该止水材料。
[0069]第五，传力凳是在垫层料施工完成后掏槽安装，其拉锚具则是在主堆石体?过渡料?垫层料分层填筑达到预定高程时预埋，且在坝轴线方向是以模块化单元按面板宽度分组拼接而成的，能充分适应坝体工后沉降变形和安装误差。同时，垫层料坡面保护可采用乳化沥青或翻模砂浆，不宜采用挤压边墙护坡技术。
[0070]第六，本实用新型专利从拉锚具预埋，传力凳安装，锚具预紧调平等工序均与常规面板坝施工工序相适应，无交叉施工干扰，也未加大施工难度。传力凳安装时机的选择可以随坝体填筑高度逐段上升，也可以待坝体填筑完毕沉降趋于稳定后安装，取决于面板施工时段的总体安排，当然选择后者预期效果会更好。
[0071]第七、传力凳选择三角形组合结构主要取决于三角形自身的受力稳定性和边坡上施工的安定性一一两条短边形成的三角锥，锚头镶嵌在垫层料中，受力均匀且对边坡扰动最小，便于施工安装，需要说明的是，垫板支座斜面与水平面的夹角必须与上游坝面与水平面的夹角相同。
[0072]关于本实用新型实施例提供的传力凳说明:
[0073]本实用新型实施例提供的传力凳，承受上层面板以及下层面板以及水压载荷的性能更好，稳定性好;可以使坝体具有良好的抗震性能，地震变形小，不因地震而产生孔隙水压力。
[0074]本实用新型实施例提供的传力凳，首次提出了300m级面板坝自承式面板结构体系的概念。提出在钢筋混凝土面板的布置设计中，将面板平行于上游坝面方向的重力分量通过自承式结构体系一一“传力凳+拉锚筋+锚锭组件”结构将其转向并分散在坝体堆石之中。从而使各层面板在上游坝面方向不再累砌对接，极大地改善了面板的受力状态，使面板的抗压、防裂、适应坝体变形性能增强(自承式结构体系可以将坝体甚至是坝体内的锚锭组件、堆石坝坝体与传力凳、面板等结构串联起来，实现拉紧紧固作用，维护堆石坝的应力平衡，保证堆石坝的正常使用)。
[0075]传力凳其主要功能是将面板平行于上游坝面的重力分量转向并分散在坝体堆石之中，实现各层面板的自重由坝体自承。从而可减轻面板在坝体变形的影响下出现相互挤压、错台、折断、裂缝、破损等。
[0076]综上所述，本实用新型实施例提供的一种传力凳，结构设计合理，可以有效地提升面板堆石坝钢筋混凝土面板的结构强度、承载能力、抗裂性能，能够有效减少面板变形，改善了面板受力情况，进而也保证了堆石坝连续长时间使用安全。
[0077]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种传力凳，其特征在于，相邻的两块面板分块之间的上层面板、下层面板之间设置有传力凳(11); 所述传力凳(11)的一端作为相邻上层面板与下层面板的面板支承支座，且用于将所述上层面板、所述下层面板隔开;所述传力凳的另一端通过拉锚筋(12)水平连接堆石坝内预埋的锚锭组件(13);所述传力凳(11)用于将各层面板平行于上游面方向的自重分力通过所述传力凳转换传力方向，并经过堆石坝内的所述拉锚筋(12)、所述锚锭组件(13)将平行于上游面方向的面板自重分力传递到堆石坝中。2.如权利要求1所述的传力凳，其特征在于， 每个所述传力凳(11)具体包括垫板支座(110)、挡板(111)、挡板肋条(112)、抗震防滑齿槽(113)、销拉孔(114)、销拉后张销头(115)； 其中，所述挡板(111)垂直设置在所述垫板支座(110)的中间位置;所述锚拉孔(114)贯穿穿过所述垫板支座(110);所述拉锚筋(12)的一端穿过所述锚拉孔(114)，且通过所述锚拉后张锚头(115)固定连接在所述传力凳(11)上，所述拉锚筋(12)的另一端固定连接在所述锚锭组件(13)上;所述挡板(111)的顶面上安装设置有所述挡板112和所述抗震防滑齿槽(113)03.如权利要求2所述的传力凳，其特征在于， 所述抗震防滑齿槽(113)呈波纹状锯齿形。4.如权利要求2所述的传力凳，其特征在于， 每个所述传力凳(I I)上均还设置有4个拉锚头螺栓;所述拉锚头螺栓用于调节所述传力凳张力的松紧。5.如权利要求2所述的传力凳，其特征在于， 所述传力凳(11)结构中的所述垫板支座(110)整体呈三角形形状。6.如权利要求2所述的传力凳，其特征在于， 所述垫板支座(110)的底部两侧面上还设置有多个防滑五面锥(116);多个防滑五面锥(116)均匀设置在所述垫板支座的底部两侧面上。7.如权利要求2所述的传力凳，其特征在于， 在上层面板、下层面板的面板间的水平纵缝、竖直张性缝或压性缝中充填设置有适应变形复合填料层，且缝面上涂覆设置有单组份聚料止水层(117)。8.如权利要求7所述的传力凳，其特征在于， 在上层面板、下层面板的面板间的周边缝内还设置有止水填料层(118)。9.如权利要求1所述的传力凳，其特征在于， 所述传力凳为高强度纤维复合材料压注成型结构件。10.如权利要求1所述的传力凳，其特征在于， 所述传力凳为钢骨架结构件，且所述钢骨架结构件的外层还喷涂防腐塑料层。
【文档编号】E02B7/06GK205636672SQ201521127077
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年12月29日
【发明人】黄志斌, 孙志恒, 李章浩, 徐耀
【申请人】云南华电金沙江中游水电开发有限公司, 北京中水科海利工程技术有限公司