針對水利工程渡槽設(shè)計中的相關(guān)問題探討

1、<p>　　針對水利工程渡槽設(shè)計中的相關(guān)問題探討</p><p>　　摘要：渡槽是灌區(qū)水工建筑物中應(yīng)用最廣的交叉建筑物之一。由于運行幾十年的渡槽往往會出現(xiàn)混凝土老化、開裂漏水等病危狀況，本文主要針對一些渡槽工程的質(zhì)量檢測，提出了一些設(shè)計中的要點問題，本文在此也談了談自己的看法，希望對此類工程技術(shù)人員提供一定的參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：渡槽； 缺陷； 分析； 渡槽設(shè)計；

2、 </p><p>　　中圖分類號： S611 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　水利的發(fā)展、水資源的優(yōu)化配置都離不開水利工程,而水利工程的建筑物大都是用混凝土與鋼筋澆筑而成的。其使用的年限總體上都很長,在長期的是使用過程中,又要受到各種荷載和自然破壞的考驗。在使用過程中,水利工程的

3、建筑物難免會出現(xiàn)滲漏、裂縫等一些問題。以下就談了談自己的一些建議。 </p><p>　　一、針對幾座病危渡槽的檢測分析與研究 </p><p>　　60~ 70 年代建造的渡槽, 運行至今已有 30 ~ 40 年之久, 許多工程日趨老化, 槽身外側(cè)混凝土表面出現(xiàn)游離氧化鈣, 有些鋼絲網(wǎng)水泥槽壁已出現(xiàn)網(wǎng)格狀的銹斑, 縱橫斷面裂縫多條, 渡槽過水時, 槽底漏水較為普遍, 病危現(xiàn)象不斷產(chǎn)生。

4、</p><p>　　例如某水庫總干渠上有 4座渡槽, 其中1 座渡槽, 總長 168m, 鋼筋混凝土矩形拉桿式槽身, 排架支承結(jié)構(gòu), 跨度 12m, 引水流量 1615m3/ s,1983 年底建成通水。經(jīng) 20 年的運行實踐, 鋼筋混凝土槽身出現(xiàn)條條裂縫, 鋼筋銹蝕, 接縫漏水, 混凝土碳化, 強度下降, 存在不少隱患, 影響運行安全。類似這些工程的老化現(xiàn)象較為普遍, 為此曾對幾座渡槽進行過質(zhì)量檢測和安全鑒定

5、。采用超聲回彈綜合檢測法測定混凝土強度及測定了撓度、裂縫、鋼筋銹蝕等內(nèi)容, 并進行各種工況下的強度復(fù)核計算及抗裂驗算。對某渡槽檢測結(jié)果表明, 47 節(jié)槽身均出現(xiàn)多條裂縫,其中最少的有 5條, 最多的有 16 條, 其余都在 10 條以上,且各部分都屬于橫向貫穿性裂縫, 大致每隔 0.5~ 1.0m 就有一條, 槽身外側(cè)裂縫都有不同程度的游離氧化鈣析出,渡槽過水時, 裂縫處漏水嚴(yán)重。從外觀質(zhì)量檢查中發(fā)現(xiàn),部分槽身混凝土澆筑質(zhì)量較差, 局部

6、槽底混凝土有蜂窩現(xiàn)象, 鋼筋裸露, 且原設(shè)計底板混凝土厚度 10cm, 現(xiàn)經(jīng)檢測部分段塊僅為 8cm, 嚴(yán)重響斷面的強度。根據(jù)實測資料,經(jīng)強度復(fù)核驗算, 在設(shè)計水深情</p><p>　　對另 1 座渡槽檢測結(jié)果表明, 槽身也存在裂縫多條,鋼筋裸露現(xiàn)象以及混凝土保護層厚度不夠, 混凝土澆筑不密實, 接頭處封堵材料老化失效, 槽身漏水嚴(yán)重等情況。對排架的檢測結(jié)果也表明, 排架立柱及橫梁、牛腿等構(gòu)件也同樣存在保護層厚

7、度不足、鋼筋外露銹蝕嚴(yán)重, 從而引起沿主筋向混凝土發(fā)生開裂破損, 類似這些運行了幾十年的渡槽, 均不同程度地出現(xiàn)各種缺陷、老化病危等狀態(tài),嚴(yán)重影響工程的安全運行, 均需采取各種加固措施或拆除重建。 </p><p>　　近年來, 除運行了幾十年的渡槽發(fā)生老化病危外, 且有幾例還尚未輸水運行的渡槽也發(fā)生槽身開裂漏水或支承體塌坍事故。例某渡槽全長2966m, 設(shè)計流量 8m3/ s, 縱坡 i= 1/ 1000, 流

8、速 v= 1.936m/ s, n= 01013, 過水?dāng)嗝?b ×h=2.45×1.69m2,由 44 跨、跨徑為 15m 的梁式渡槽和 56 跨、跨徑為 41.25m 上承式桁架拱渡槽組成, 屬三級建筑物 , 槽身為鋼筋混凝土拉桿式矩形斷面, 槽身側(cè)墻厚 0.12m, 上下等厚。該梁式渡槽在吊裝就位后尚未輸水運行, 其槽身側(cè)墻就發(fā)現(xiàn)較多裂縫, 且裂縫內(nèi)外貫穿。經(jīng)現(xiàn)場檢測及分析研究后, 認(rèn)為梁式渡槽槽身較為單薄及側(cè)

9、墻構(gòu)造配筋不足之故, 提出對槽身內(nèi)壁和槽底采用 4cm 厚鋼絲網(wǎng)水泥內(nèi)襯加固處理方案。處理后再經(jīng)質(zhì)量檢測, 渡槽安全可靠, 其強度、抗裂度等安全系數(shù)指標(biāo)均達規(guī)范要求。 </p><p>　　二、渡槽設(shè)計中的要點問題及建議 </p><p>　　1、設(shè)計等級。隨著近幾年的經(jīng)濟發(fā)展, 廣大城鎮(zhèn)需水量大增, 從水庫輸水到城鎮(zhèn)的自來水廠, 幾十km 的輸水線上往往會修建幾個渡槽, 而水廠的運行是不

10、允許經(jīng)常停水檢修, 因而對輸水渡槽的運行可靠度要求較高。另方面, 有些渡槽跨越國道或省道干線上, 渡槽下方車輛往返, 交通繁忙, 設(shè)計中應(yīng)適當(dāng)考慮渡槽一旦失事的嚴(yán)重后果。這些具體情況在設(shè)計中應(yīng)予以必要的關(guān)注, 對工程等級、安全系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)慎重酌定。 </p><p>　　2、抗裂度。對照水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 ( SL/T 191-96) , 渡槽所處的環(huán)境條件屬于二類露天環(huán)境, 長期處于水下的環(huán)境。對于二類環(huán)境

11、, 最大裂縫寬度允許值為 0.25mm ( 在長期組合荷載下) , 但作為輸水建筑物的渡槽, 設(shè)計中允許混凝土開裂, 則在長年累月日曬雨淋的侵蝕下, 裂縫必然越開越大, 最終導(dǎo)致漏水。若按照不允許出現(xiàn)裂縫設(shè)計, 即構(gòu)件按荷載效應(yīng)的短期組合進行計算, 構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力, 按這樣的設(shè)計要求, 鋼筋要多配置些,槽身斷面結(jié)構(gòu)尺寸要增大, 使用年限會得到延長, 工程安全度更能得到保證, 但工程造價會大大提高, 在設(shè)計中需作技術(shù)與經(jīng)

12、濟論證。另方面, 無論對于矩形或 U 形的槽身, 其槽壁厚度相對較簿, 在現(xiàn)場施工時, 對構(gòu)件尺寸及混凝土保護層的控制難免會產(chǎn)生一些偏差, 這都可能使原設(shè)計的抗裂安全系數(shù)受到影響, 從不少工程的經(jīng)驗教訓(xùn)中看, 槽壁混凝土的澆筑密實度、標(biāo)號, 特別是對混凝土的早期養(yǎng)護等施工質(zhì)量, 都與裂縫的產(chǎn)生密切相關(guān), 所以從設(shè)計到施工對槽壁混凝土的抗裂性應(yīng)予以特別關(guān)注。 </p><p>　　3、構(gòu)造要求。設(shè)計人員對構(gòu)件內(nèi)力及

13、配筋計算一般是極其重視的,但對構(gòu)件的構(gòu)造要求容易疏忽?！皹?gòu)造要求”雖不是對構(gòu)件的主要要求, 但 “構(gòu)造要求”往往是對過去的經(jīng)驗與教訓(xùn)總結(jié), 對保障工程的安全也是很重要的條件之一。例對矩形槽壁厚度的要求, 一般為槽身高度H 的1/ 6~ 1/12; 對于拉桿式矩形槽身, 一般常取為 100~ 200mm, 而對于無拉桿式的槽壁, 其槽身側(cè)墻常為變厚度壁, 頂部壁厚不小于100mm, 底板厚度則常不小于 150mm, 對側(cè)墻和底板連接處均應(yīng)

14、做成 30°~ 60°的貼角, 貼角邊長為 200~ 300mm; 對于槽頂加設(shè)橫向拉桿的槽身, 其間距一般為 2m 左右; 對于U形斷面槽身, 其槽頂通常均設(shè)置拉桿, 其壁厚 t 一般為( 1/ 15~ 1/ 10) R0, 通常取 80~ 180mm。又例對梁、板、柱等構(gòu)件的配筋, 其構(gòu)造筋切不可少配, 應(yīng)嚴(yán)格參照規(guī)范配置。特別是槽壁其必要的分布筋對抗裂起較大作用, 設(shè)計中不可忽視。 </p>&l