一种基于榫卯结构的装配式泵站的制作方法

本发明涉及水利工程技术领域，特别涉及一种基于榫卯结构的装配式泵站。

背景技术：

预制装配式结构是一种现代化的建筑结构模式，采用装配式结构，主要是通过厂商预定、现场组装的方式来完成建筑的主体结构，在一些施工条件不好的地带有着良好的适应性。近年来，随着可持续发展理念的提出，在建筑行业，对装配式混凝土建筑的研究也越来越多，这为我国推广这种技术提供了良好的基础。

而装配式结构主要在于配件之间的连接关系，在建筑行业，榫卯结构为常见的木质连接方式，由立柱、横梁、顺檩等主要构件建造而成，各个构件之间的结点以榫卯相吻合，构成富有弹性的框架。现代建筑领域应用榫卯原理主要为榫卯钢混结构。榫卯是极为精巧的发明，这种构件连接方式，使得中国传统的木结构成为超越了当代建筑排架、框架或者钢架的特殊柔性结构体，不但可以承受较大的荷载，而且允许产生一定的变形，在地震荷载下通过变形抵消一定的地震能量，减小结构的地震响应。

水利工程中的中小型闸、站数量众多、结构类型繁杂，虽然已做了许多工作、但距设计标准化、施工装配化还存在较大差距。随着bim技术的发展，为装配式中小型闸、站参数化、标准化设计应用创造了有利的条件。

目前，在水利工程技术领域，比如泵站、水闸等很少使用装配式结构，基本都是使用混凝土现场浇筑一体成型，这种方式工期长、污染大、成本高、质量不容易控制。另外，如果中小型闸、站采用装配式，其配件之间主要采取湿连接的方式，即两构件之间通过焊接或机械连接在一起，而后再浇筑混凝土。这种连接方式的缺点是连接处存在二次浇筑，现浇工作量依然很大。

常见的榫卯结构连接方式多使用于建筑木结构，不需要防水防渗，但是水利领域，装配式零件连接之间还需要考虑防渗问题。这也是水利行业装配式区别于建筑行业装配式的一个重要特点，同时也是水利工程装配式的难点。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于榫卯结构的装配式泵站，将泵站改为装配式结构，而且各部件之间采用榫卯结构连接，连接紧凑，使配件之间的连接由原来的刚性连接变为柔性连接，可以承受更大的荷载和变形，装配完成后不需要进行二次浇注，在各部件连接位置设置止水孔道，止水孔道中充入防水物质，这样既解决柔性连接问题，还能实现止水防渗功能。

技术方案：本发明提供了一种基于榫卯结构的装配式泵站，包括进口u型槽段、主站身段、出水池段以及出水连接段，所述进口u型槽段与所述主站身段一侧连接，所述主站身段通过一个出水管与所述出水池段连通，所述出水池段输出端与所述出水连接段连接；

所述进口u型槽段包括由下至上分别设置的进口u型槽底板、进口u型槽左、右侧墙以及进口u型槽撑梁，进口u型槽底板与进口u型槽左侧墙、进口u型槽底板与进口u型槽右侧墙连接端均采用绳套结构连接；进口u型槽撑梁与进口u型槽左侧墙、进口u型槽撑梁与进口u型槽右侧墙连接端采用燕尾槽结构连接；

所述主站身段包括由下至上分别设置的主站底板、主站侧墙a、至少一块主站侧墙b以及主站顶盖板，主站底板与主站侧墙a、主站侧墙a与主站侧墙b、主站侧墙b与主站顶盖板连接面均采用燕尾槽结构连接；

所述出水池段包括由下至上分别设置的出水池底板、至少一块出水池侧墙a、出水池侧墙b，出水池底板与出水池侧墙a、出水池侧墙a与出水池侧墙b连接面均采用燕尾槽结构连接；

所述出水连接段包括预制涵管和出水u型槽段，所述预制涵管一端与所述出水池段输出端连通，其另一端与所述出水u型槽段连通。

进一步地，所述进口u型槽底板与进口u型槽左、右侧墙、主站底板与主站侧墙a、主站侧墙a与主站侧墙b、主站侧墙b与主站顶盖板、出水池底板与出水池侧墙a以及出水池侧墙a与出水池侧墙b连接面的两个连接端均向内凹陷形成贯通的孔道，所述孔道内放置有防水材料。

进一步地，所述防水材料为在各配件安装的时候卡进孔道中的橡胶条或者配件连接好后从孔道一侧注入的聚氨酯胶粘剂。

进一步地，所述进口u型槽左、右侧墙为结构相同的直角三角形结构，所述主站侧墙a与主站侧墙b均为u形结构，其u形开口端与直角三角形进口u型槽左、右侧墙的直角边对应，所述直角三角形进口u型槽左、右侧墙的另一直角边与进口u型槽底板采用绳套结构连接。

进一步地，所述进口u型槽底板、进口u型槽左侧墙、进口u型槽右侧墙与主站身段接触处均向内凹陷形成条形槽，所述进口u型槽底板、进口u型槽左侧墙、进口u型槽右侧墙上的每个条形槽组合形成u形槽，所述主站身段与该u形槽对应位置的侧面也向内凹陷形成u形槽，所述进口u型槽段与所述主站身段连接时，所述对称设置的u形槽内放置u形橡胶止水带，且向u形槽内灌入沥青。

进一步地，所述主站身段的主站底板上设置水泵，所述水泵连接所述出水管，所述出水管穿过主站身段的主站侧墙b并与出水池段的出水池侧墙a连通，所述出水池段输出端与所述出水u型槽段通过预制涵管连通。

进一步地，所述主站侧墙a上设置有一对横梁，所述出水管固定于一对横梁之间。

进一步地，所述主站侧墙b、出水池侧墙a上与所述出水管连接处设置有外径大于出水管的第一方形通孔，所述出水池侧墙a、出水u型槽上与所述预制涵管连接处设置外径大于预制涵管直径的第二方形通孔，当出水管与主站身段、出水池段连接时，所述第一方形通孔通过二期混凝土浇筑密封；当预制涵管与出水池段、出水u型槽段连接时，所述第二方形通孔也通过二期混凝土浇筑密封。

进一步地，所述主站顶盖板上还固定有驱动电机，所述驱动电机输出端与所述水泵输入端连接。

有益效果：

1、本发明将泵站设置为装配式的，分为进口u型槽段、主站身段、出水池段以及出水连接段4个部分，这样泵站拆装方便，不需要现场整体浇筑，工作量小。

2、本发明将泵站的4个部分也设置成装配式的，4个部分的各个配件之间基于榫卯结构连接，包括绳套结构、燕尾槽结构连接，连接紧凑，使配件之间的连接由原来的刚性连接变为柔性连接，可以承受更大的荷载和变形。

3、本发明在各个配件之间连接面上还设置贯穿的孔道，在孔道内加入防水物质，这样可以防止各部件装配后使用的过程中不出现渗水的情况，起到防渗作用。

4、本发明在进口u型槽段、主站身段两个部分的连接处使用u形橡胶止水带并在u形槽内灌入沥青，可以防止进口u型槽段、主站身段之间渗水，而且还可以使进口u型槽段、主站身段之间可以上下运动轻微变形几毫米，柔性度更好，可以承载更大的荷载和变形。

5、本发明在出水管与主站身段、出水管与出水池段、预制涵管与出水池段、预制涵管与出水u型槽段之间的连接处使用二期混凝土浇筑的目的在于：出水管、主站身段、出水池段、出水u型槽段均为刚性结构，其连接处很难保证密封连接，通过二期混凝土浇筑可以保证出水管与主站身段、出水池段之间，预制涵管与出水池段、出水u型槽段之间为密封状态不渗水。

附图说明

图1为本发明基于榫卯结构的装配式泵站的总体组成示意图；

图2为本发明基于榫卯结构的装配式泵站的整体结构剖视图；

图3为本发明进口u型槽段拆分示意图；

图4为本发明主站身段拆分示意图；

图5为本发明出水池段拆分示意图；

图6为本发明出水连接段拆分示意图。

其中，1-进口u型槽段，101-进口u型槽底板，102-进口u型槽左侧墙，103-进口u型槽右侧墙，104-进口u型槽撑梁，2-主站身段，201-主站底板，202-主站侧墙a，203-主站侧墙b，204-主站顶盖板，205-水泵，206-出水管，207-横梁，208-驱动电机，209-第一方形通孔，3-出水池段，301-出水池底板，302-出水池侧墙a，303-出水池侧墙b，304-第二方形通孔，4-出水连接段，401-预制涵管，402-出水u型槽段，5-二期混凝土，6-孔道，7-拦污栅，8-条形槽，9-u形橡胶止水带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的介绍。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明主要是为了解决水利工程领域中泵站、水闸装配式构件连接的问题，公开了一种基于榫卯结构的装配式泵站，各部件之间基于榫卯原理（绳套结构、燕尾槽结构等榫卯结构）进行连接，并采用止水孔道灌粘合剂的方式进行整体止水防渗，各部件之间为柔性连接，能承受更大的荷载及变形。

该泵站包括进口u型槽段1、主站身段2、出水池段3以及出水连接段4，参见附图1，进口u型槽段1与主站身段2一侧连接，所述主站身段2通过一个出水管206与出水池段3连通，出水池段3输出端与出水连接段4连接。各部件详细结构如下，并参见附图2。

进口u型槽段1包括由下至上分别设置的进口u型槽底板101、进口u型槽左侧墙102、进口u型槽右侧墙103以及进口u型槽撑梁104，进口u型槽左侧墙102与进口u型槽右侧墙103对称设置在进口u型槽底板101上。参见附图2，进口u型槽左、右侧墙（102、103）为结构相同的直角三角形结构，一条直角边与进口u型槽底板101采用绳套结构连接。另一条直角边与进口u型槽底板101一侧对齐。进口u型槽撑梁104位于口u型槽左侧墙102与进口u型槽右侧墙103上方，进口u型槽撑梁104的两端与进口u型槽左侧墙102、进口u型槽右侧墙103通过燕尾槽结构连接。

主站身段2包括由下至上分别设置的主站底板201、主站侧墙a202、至少一个主站侧墙b203以及主站顶盖板204，主站侧墙b203可以根据现场实际需要进行叠加，上下排列设置，多个主站侧墙b203时，最下方的主站侧墙b203与主站侧墙a202连接，最上方的主站侧墙b203与主站顶盖板204连接，可以设置2块或者3块主站侧墙b203，本实施方式中，为了便于描述，只使用一块主站侧墙b203，主站底板201与主站侧墙a202、主站侧墙a202与主站侧墙b203、主站侧墙b203与主站顶盖板204连接面均采用燕尾槽结构连接。参见附图4所示，主站侧墙a202、主站侧墙b203均为u形结构，参见附图4中的拆分图，主站侧墙a202位于主站侧墙b203下方，两者采用燕尾槽结构插接，其u形开口端与进口u型槽段1的进口u型槽左侧墙102、进口u型槽右侧墙103的直接三角形的直角边对应。在主站身段2与进口u型槽段1连接处插入一个拦污栅7，参见附图2，拦污栅7插接在主站身段2的u形开口端位置。

出水池段3包括由下至上分别设置的出水池底板301、至少一个出水池侧墙a302、出水池侧墙b303，本实施方式中出水池侧墙a302与上述主站侧墙b203相同，个数不作限制，根据现场实际需要设置其个数，本实施方式中为了便于描述，使用一块出水池侧墙a302。出水池底板301与出水池侧墙a302、出水池侧墙a302与出水池侧墙b303连接面均采用燕尾槽结构连接。出水池段3为一个上端开口的方形水池，方形水池的左右两侧一侧通过出水管206连通，另一侧通过预制涵管401连通。所以出水池侧墙a302、出水池侧墙b303也是方形的。

出水连接段4包括预制涵管401和出水u型槽段402，预制涵管401一端与出水池段3输出端连通，其另一端与出水u型槽段402连通。

为了实现防渗的目的，本发明在1）进口u型槽底板101与进口u型槽左、右侧墙（102、103）之间；2）主站底板201与主站侧墙a202之间；3）主站侧墙a202与主站侧墙b203之间；4）主站侧墙b203与主站顶盖板204之间；5）出水池底板301与出水池侧墙a302之间；6）出水池侧墙a302与出水池侧墙b303之间连接面的两个连接端均向内凹陷形成贯通的孔道6，孔道6内放置有防水材料。即采用燕尾槽连接、绳套结构连接的连接面处每个连接端面均向内凹陷形成贯通的孔道6。

本发明为了起到防渗的目的，加入的防水材料可以为在各配件安装的时候卡进贯通孔道6内的橡胶条或者配件连接好后从孔道一侧注入的聚氨酯胶粘剂。将橡胶条卡进孔道6中之后将两个配件进行组装，比如u型槽底板101与进口u型槽左侧墙102之间采用绳套结构连接，在连接端面形成孔道6，塞如橡胶条后将u型槽底板101与进口u型槽左侧墙102进行组装后，不会出现渗水情况。或者先将u型槽底板101与进口u型槽左侧墙102采用绳套结构连接，之后从孔道6的一侧入口处充入液态聚氨酯胶粘剂，聚氨酯胶粘剂经过凝固后会出现微膨胀，可以将连接面之间的缝隙堵住，不出现渗水情况，参见附图3，附图3中黑色线条部分即为孔道6，孔道6中注入了聚氨酯胶粘剂或者卡进了橡胶条。

在u型槽段1与主站身段2之间的连接处也需要做到防渗水目的，为了实现两者连接并防渗，本发明提供下面一种技术方案：

进口u型槽底板101、进口u型槽左侧墙102、进口u型槽右侧墙103上与主站身段2接触处的侧面处均向内凹陷形成条形槽8，这样在同一个截面上就形成了3个条形槽8，进口u型槽底板101、进口u型槽左侧墙102、进口u型槽右侧墙103上的每个条形槽8组合后形成u形槽，主站身段2与该u形槽对应位置的侧面也向内凹陷形成u形槽，进口u型槽段1与主站身段2连接时，对称设置的位于进口u型槽段1和主站身段2上的u形槽内放置u形橡胶止水带9，且当进口u型槽段1和主站身段2连接时，向u形槽内灌入沥青进而将两者连接在一起，灌入沥青且使用u形橡胶止水带9不仅可以起到防渗目的，还可以实现进口u型槽段1和主站身段2上下轻微运动，可以轻微变形几毫米，使配件之间的连接由原来的刚性连接变为柔性连接，可以承受更大的荷载和变形。

主站身段2的主站底板201上固定一个水泵205，水泵205连接出水管206，出水管206穿过主站身段2的主站侧墙b203并与出水池段3的出水池侧墙a302连通，出水池段3输出端与出水u型槽段402通过预制涵管401连通。参见附图2，在主站侧墙a202上设置有一对横梁207，出水管206固定在一对横梁207之间。主站顶盖板204上还固定有驱动电机208，驱动电机208输出端与水泵205输入端连接，用于控制水泵205的开启与关闭。

本发明上述具体实施例中主站身段2使用的是主站底板201、一个主站侧墙a202、一个主站侧墙b203以及主站顶盖板204，但是可以根据实际需要增加主站侧墙a202或主站侧墙b203的个数，这样主站身段2的高度就可以根据实际需要进行调节，适应性强。比如，我们可以使用一个主站侧墙a202、2个主站侧墙b203，主站侧墙a202上方通过燕尾槽结构连接有一个主站侧墙b203，该主站侧墙b203上方再通过燕尾槽结构连接另一个主站侧墙b203。加高了主站身段2的高度。

因为出水管206需要穿过主站身段2与出水池段3的侧墙，预制涵管401需要穿过出水池段、出水u型槽段的侧墙，但是又要确定穿过的位置不出现渗水的情况，出水管206、主站身段2、出水池段3、出水u型槽段402均为刚性结构，其连接处很难保证密封连接，如果单纯的只是将水管穿过侧墙，会出现渗水情况，本发明在主站侧墙b202、出水池侧墙a302上与出水管206连接处设置有外径大于出水管206的第一方形通孔209，出水池侧墙a302、出水u型槽402上与预制涵管401连接处设置外径大于预制涵管401直径的第二方形通孔304，当出水管206与主站身段2、出水池段3连接时，第一方形通孔209通过二期混凝土5浇筑密封。当预制涵管401与出水池段3、出水u型槽段402连接时，第二方形通孔304也通过二期混凝土5浇筑密封。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。