专利名称：水电站厂房进水压力钢管固定结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水电站厂房进水压力钢管固定结构，尤其是高水头水电站无镇墩的钢岔管和弯管在进入厂房前不设镇墩的一种结构型式。
背景技术：
高水头水电站压力钢管进入厂房前的钢岔管或弯管，一般都要设置混凝土镇墩，以抵抗不平衡水推力，保持钢管的稳定。钢岔管或弯管的混凝土镇墩，结构受力十分复杂，一直是困扰高水头水电站钢岔管结构设计的一个技术难题。钢岔管镇墩混凝土的结构分析需要建立三维数学模型，采用有限元或非线性有限元进行分析。镇墩混凝土结构与钢岔管结构联合受力，需要配置大量的钢筋。工程经验表明，在工程投入运行后，镇墩混凝土结构容易开裂，影响镇墩的使用寿命。高水头水电站的钢岔管镇墩混凝土在施工时，为减少外包混凝土的钢筋，需要采取保压措施，有时还需要保温措施，这为钢岔管的安装、混凝土浇筑施工造成困难，甚至影响工程工期。为了使钢管沿管轴线方向能够自由变形，一般在镇墩间或镇墩下游侧设置伸缩节以抵消温度作用的影响，伸缩节结构造价高，制造、安装比较困难。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能协调变形的钢岔管和弯管结构，以减小钢管因温度变化产生的温度应力，维持钢岔管和弯管的整体稳定的水电站厂房进水压力钢管固定结构。为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种水电站厂房进水压力钢管固定结构，包括压力钢管、与压力钢管连接的钢岔管、与钢岔管连接的弯管、埋入弯管顶端的厂房混凝土墙体，在压力钢管直管段底部设置限制垂直向位移的滑动支撑，钢岔管和弯管周围设置有用级配料回填的保护层，保护层的外围设置有盖重层，埋入厂房混凝土墙体的弯管顶端的外围设置加肋环。在钢岔管与弯管之间还连接一段直管，直管底部也设置限制垂直向位移的滑动支撑。所述滑动支撑顶部为与压力钢管或直管外径相匹配的弯曲钢板，压力钢管或直管搭在弯曲钢板中，滑动支撑下部为坐落在基岩上的素混凝土基础。所述保护层采用最大粒径20mm的沙砾石回填，不含有机质，细颗粒含量大于30%，最小厚度200mm，压实度不小于0.95。所述盖重层，采用不含泥炭土、有机质土和有机质沉泥材料的砂砾石回填，压实度不小于0.92，最小厚度2m。所述弯曲钢板为1/4圆弧板。[0013]本实用新型的有益效果是:在岔管前和直管段布置一个滑动支撑，限制钢管垂直方向的位移，在水平方向可以自由滑动。减小因沉陷产生的自重应力，本实用新型结构简单，钢岔管的安装施工方便，可以加快施工进度，不设镇墩，大大降低工程造价，具有很好的经济效益和社会效益。
图1为本实用新型水电站厂房进水压力钢管固定结构的平面图。图2为本实用新型水电站厂房进水压力钢管固定结构的下部支撑及回填土断面图。
具体实施方式
以下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、2所示，本实用新型的水电站厂房进水压力钢管固定结构，包括压力钢管
5、与压力钢管5连接的钢岔管2、与钢岔管2连接的弯管1、埋入弯管I顶端的厂房混凝土墙体4，其特征在于，在压力钢管5直管段底部设置限制垂直向位移的滑动支撑6，钢岔管2和弯管3周围设置有用级配料回填的保护层10，保护层10的外围设置有盖重层8，埋入厂房混凝土墙体4的弯管I顶端的外围设置加肋环3。在钢岔管2与弯管I之间还连接一段直管7，直管7底部也设置限制垂直向位移的滑动支撑6。所述滑动支撑6顶部为与压力钢管5或直管7外径相匹配的弯曲钢板11，压力钢管5或直管7搭在弯曲钢板11中，滑动支撑6下部为坐落在基岩上的素混凝土基础9。所述保护层7采用最大粒径20mm的沙砾石回填，不含有机质，细颗粒含量大于30%，最小厚度200mm，压实度不小于0.95。所述盖重层8采用不含泥炭土、有机质土和有机质沉泥材料的砂砾石回填，压实度不小于0.92，最小厚度2m。所述弯曲钢板为1/4圆弧板。简单地说，本实用新型用于高水头水电站，其目的是钢管在进入厂房前，在钢岔管和弯管段不设镇墩，依靠周围回填的土体、厂房边墙及钢管自身结构抵抗来自钢管的不平衡水推力。具体地说，钢岔管2与压力钢管5安装就位后焊接，钢岔管2与弯管I焊接连接，或通过一段直管7与弯管I焊接连接。所述压力钢管5和直管7下部设置滑动支撑6，该滑动支撑6只限制压力钢管5和弯管6的垂直向位移，而在水平方向则可以自由滑动。所述滑动支撑6顶部为一块弯曲钢板11，该钢板与压力钢管5或直管7之间为滑动垫层，滑动支撑下部为坐落在基岩上的素混凝土基础9。所述弯管I埋入厂房混凝土墙体4中，周围设置加肋环3，作为岔管和弯管的固定端。保护层7采用最大粒径20_的沙砾石回填，不含有机质，细颗粒含量大于30%，最小厚度200mm。手动设备碾压，压实度不小于0.95。保护层7的外围为盖重层8，采用不含泥炭土、有机质土和有机质沉泥材料的砂砾石回填，压实度不小于0.92，最小厚度2m。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。
权利要求1.一种水电站厂房进水压力钢管固定结构，包括压力钢管(5)、与压力钢管(5)连接的钢岔管(2)、与钢岔管(2)连接的弯管(I)、埋入弯管(I)顶端的厂房混凝土墙体(4)，其特征在于，在压力钢管(5)直管段底部设置限制垂直向位移的滑动支撑(6)，钢岔管(2)和弯管(3)周围设置有用级配料回填的保护层(10)，保护层(10)的外围设置有盖重层(8)，埋入厂房混凝土墙体(4)的弯管(I)顶端的外围设置加肋环(3)。
2.根据权利要求1所述的水电站厂房进水压力钢管固定结构，其特征在于，在钢岔管(2)与弯管(I)之间还连接一段直管(7)，直管(7)底部也设置限制垂直向位移的滑动支撑(6)。
3.根据权利要求1或2所述的水电站厂房进水压力钢管固定结构，其特征在于，所述滑动支撑(6)顶部为与压力钢管(5)或直管(7)外径相匹配的弯曲钢板(11)，压力钢管(5)或直管(7)搭在弯曲钢板中，滑动支撑(6)下部为坐落在基岩上的素混凝土基础(9)。
4.根据权利要求1所述的水电站厂房进水压力钢管固定结构，其特征在于，所述保护层(10)采用最大粒径20mm的沙砾石回填，不含有机质，细颗粒含量大于30%，最小厚度200mm，压实度不小于0.95。
5.根据权利要求1所述的水电站厂房进水压力钢管固定结构，其特征在于，所述盖重层(8)采用不含泥炭土、有机质土和有机质沉泥材料的砂碌石回填，压实度不小于0.92,最小厚度2m。
6.根据权利要求3所述的水电站厂房进水压力钢管固定结构，其特征在于，所述弯曲钢板(11)为1/4圆弧板。
专利摘要本实用新型公开了一种水电站厂房进水压力钢管固定结构，包括压力钢管、与压力钢管连接的钢岔管、与钢岔管连接的弯管、埋入弯管顶端的厂房混凝土墙体，在压力钢管直管段底部设置限制垂直向位移的滑动支撑，钢岔管和弯管周围设置有用级配料回填的保护层，保护层的外围设置有盖重层，埋入厂房混凝土墙体的弯管顶端的外围设置加肋环。本实用新型提供的岔管和弯管结构不设镇墩，埋藏在土体中，直接进入厂房，通过周围土体和厂房的墙体及钢管自身结构维持钢岔管和弯管的稳定。本实用新型安装、施工工艺简单，降低钢岔管的施工难度，减少工期，节约混凝土、钢筋等材料工程量，降低工程造价等优点，可以给工程带来很大的经济效益和社会效益。
文档编号F16L3/01GK202955333SQ201220652158
公开日2013年5月29日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者张忠辉, 林德金, 于玉森, 杨海燕, 朱方君, 黄建文, 屈文杰 申请人:中水北方勘测设计研究有限责任公司