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【摘 要】受下游水利枢纽蓄水影响,原设计位于某钢筋砼框架式防洪堤外侧的排涝闸,常年水下运行,致使闸门锈蚀,闸底淤积严重,检修维护运行管理极为困难,存在严重的安全隐患。为避免防洪排涝闸在水利枢纽正常回水位以下运行,本次设计拟原涵管改造抬高至水利枢纽正常回水位高程以上,并封堵原高程处涵管。故需要在框格砼堤相应位置开洞加固,新建穿堤建筑物和排洪建筑物,连通堤外新建涵管。本文就该处钢筋砼框架式防洪堤开洞加固改造设计进行探讨与总结。
【关键词】钢筋砼框架式防洪堤;开洞加固;防洪排涝闸;粘钢法
1.开洞加固改造设计
防洪闸改造后涵闸净尺寸为2.5m(宽)×2.5m(高),箱涵壁厚为0.5m,故本次设计的开洞尺寸为3.5m×3.5m(宽×高)。开洞后会改变原防洪堤的受力条件,洞口处会出现应力集中现象,为了不影响防洪堤的正常使用,对开洞后的防洪洪堤洞口进行加固。本次主要加固内容包括:①外粘钢板加固;②切割砼开洞;③外包型钢加固;④植筋加固;⑤浇筑C25钢筋砼方涵。
1.1切割砼开洞
本次设计开洞尺寸为3.5m×3.5m(宽×高),开洞采用金刚石切割机切割,切割时先纵后横,切割的洞口钢筋砼的最小厚度为1.86m,最大厚度为2.48m,切割下的钢筋砼体积为25.2m3,重达63t。考虑到作业安全,切割区域拟按2t分块(长×宽0.4m×0.4m)切割。施工主要工序如下:定位、放线 → 钻工艺孔(起吊孔) → 安装起吊装置 → 切割→混凝块起吊、运走。
1.2外粘钢板加固
为了避免在防洪堤开洞切割过程中,形成应力集中,产生过大的应力变形,故在切割砼前,根据防洪堤迎、背水面的结构布置,对防洪堤的迎、背水面的洞口的外边缘2.0m范围内进行外粘钢板加固,其中迎水面上、下两侧各外粘钢板宽2m,左侧外粘钢板宽2.0m,右侧外粘钢板1.69m,共外粘钢板37.08m2;背水面上、下两侧各外粘钢板宽2m,左、右两侧各外粘钢板宽0.69m,共外粘钢板19.74m2。外粘钢板厚10mm,钢板粘贴前沿钢板长度方向,在钢板上和对应堤防位置,间隔500mm开洞,孔径d=18mm,埋设M16化学螺栓,入砼层300mm,其中迎水面共埋设M16化学螺栓150个,背水面共埋设M16化学螺栓86个。加固完成后钢材表面涂刷环氧富锌漆和环氧氟碳面漆,并抹25mm厚的环氧水泥砂浆保护层。施工主要工序如下:放线→表面处理→配胶→粘贴→加压→固化及养护→检验→防护处理。
1.3外包型钢加固[1] [2]
切割后的洞口尺寸为方形,洞口尺寸为3.5m×3.5m(宽×高),洞口边缘及四周采用“角钢+缀板”的搭配方式加固,洞口左、右壁面设立H型钢支撑。对于洞壁的内外切口及四角均采用外包角钢加固,同时对洞壁内、外侧切口处的角钢进行锚固,锚固采用M10化学螺栓,间距400mm,锚入砼100mm, 加固时采用的角钢规格为∠200×14。为了能使外包的角钢形成整体,沿着洞壁设置缀板,缀板宽100mm,间距为400mm,缀板两端与内外侧切口外包的角钢焊接,形成整体。同时为了保证加固后的新旧结构共同受力,并在加固的角钢、缀板缝隙灌入环氧树脂。施工主要工序如下:表面处理→钢板固定→围箍制安→埋嘴封缝→配制改性环氧浆液→注浆→拆嘴→固化养护→做保护层。
1.4植筋加固[2]
本次设计对切割后的洞壁进行植筋。植筋钢筋直径为Φ20,植筋长1000mm,入砼750mm,外露250mm,钻孔孔径为25mm,间距为0.5m,共植入钢筋128根。施工主要工序如下:弹线定位→钻孔→洗孔→注胶 →植筋→固化养护→抗拔试验(抽检)。
1.5切割洞口衬砌
根据防洪排涝闸改造的涵闸尺寸,对切割加固后洞壁进行C25钢筋砼衬砌,衬砌厚度为0.5m,衬砌后的方涵尺寸为2.5m(宽)×2.5m(高),底部高程为78.20m,采用C25钢筋砼结构。
2.结语
总而言之,通过采用外粘钢板、切割砼开洞、外包型钢、植筋、浇筑C25钢筋砼方涵等一系列方式加固开洞后的防洪堤,可以满足原防洪堤的设计要求,本文详细的介绍了钢筋砼框架式防洪堤开洞加固改造设计施工方法,对今后钢筋砼防洪堤开洞加固改造设计与施工工作有一定指导价值。
参考文献:
[1]王芳,符志强,混凝土加固外粘钢板施工工艺[J].山西建筑,2006(14)
[2]《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)
【关键词】钢筋砼框架式防洪堤;开洞加固;防洪排涝闸;粘钢法
1.开洞加固改造设计
防洪闸改造后涵闸净尺寸为2.5m(宽)×2.5m(高),箱涵壁厚为0.5m,故本次设计的开洞尺寸为3.5m×3.5m(宽×高)。开洞后会改变原防洪堤的受力条件,洞口处会出现应力集中现象,为了不影响防洪堤的正常使用,对开洞后的防洪洪堤洞口进行加固。本次主要加固内容包括:①外粘钢板加固;②切割砼开洞;③外包型钢加固;④植筋加固;⑤浇筑C25钢筋砼方涵。
1.1切割砼开洞
本次设计开洞尺寸为3.5m×3.5m(宽×高),开洞采用金刚石切割机切割,切割时先纵后横,切割的洞口钢筋砼的最小厚度为1.86m,最大厚度为2.48m,切割下的钢筋砼体积为25.2m3,重达63t。考虑到作业安全,切割区域拟按2t分块(长×宽0.4m×0.4m)切割。施工主要工序如下:定位、放线 → 钻工艺孔(起吊孔) → 安装起吊装置 → 切割→混凝块起吊、运走。
1.2外粘钢板加固
为了避免在防洪堤开洞切割过程中,形成应力集中,产生过大的应力变形,故在切割砼前,根据防洪堤迎、背水面的结构布置,对防洪堤的迎、背水面的洞口的外边缘2.0m范围内进行外粘钢板加固,其中迎水面上、下两侧各外粘钢板宽2m,左侧外粘钢板宽2.0m,右侧外粘钢板1.69m,共外粘钢板37.08m2;背水面上、下两侧各外粘钢板宽2m,左、右两侧各外粘钢板宽0.69m,共外粘钢板19.74m2。外粘钢板厚10mm,钢板粘贴前沿钢板长度方向,在钢板上和对应堤防位置,间隔500mm开洞,孔径d=18mm,埋设M16化学螺栓,入砼层300mm,其中迎水面共埋设M16化学螺栓150个,背水面共埋设M16化学螺栓86个。加固完成后钢材表面涂刷环氧富锌漆和环氧氟碳面漆,并抹25mm厚的环氧水泥砂浆保护层。施工主要工序如下:放线→表面处理→配胶→粘贴→加压→固化及养护→检验→防护处理。
1.3外包型钢加固[1] [2]
切割后的洞口尺寸为方形,洞口尺寸为3.5m×3.5m(宽×高),洞口边缘及四周采用“角钢+缀板”的搭配方式加固,洞口左、右壁面设立H型钢支撑。对于洞壁的内外切口及四角均采用外包角钢加固,同时对洞壁内、外侧切口处的角钢进行锚固,锚固采用M10化学螺栓,间距400mm,锚入砼100mm, 加固时采用的角钢规格为∠200×14。为了能使外包的角钢形成整体,沿着洞壁设置缀板,缀板宽100mm,间距为400mm,缀板两端与内外侧切口外包的角钢焊接,形成整体。同时为了保证加固后的新旧结构共同受力,并在加固的角钢、缀板缝隙灌入环氧树脂。施工主要工序如下:表面处理→钢板固定→围箍制安→埋嘴封缝→配制改性环氧浆液→注浆→拆嘴→固化养护→做保护层。
1.4植筋加固[2]
本次设计对切割后的洞壁进行植筋。植筋钢筋直径为Φ20,植筋长1000mm,入砼750mm,外露250mm,钻孔孔径为25mm,间距为0.5m,共植入钢筋128根。施工主要工序如下:弹线定位→钻孔→洗孔→注胶 →植筋→固化养护→抗拔试验(抽检)。
1.5切割洞口衬砌
根据防洪排涝闸改造的涵闸尺寸,对切割加固后洞壁进行C25钢筋砼衬砌,衬砌厚度为0.5m,衬砌后的方涵尺寸为2.5m(宽)×2.5m(高),底部高程为78.20m,采用C25钢筋砼结构。
2.结语
总而言之,通过采用外粘钢板、切割砼开洞、外包型钢、植筋、浇筑C25钢筋砼方涵等一系列方式加固开洞后的防洪堤,可以满足原防洪堤的设计要求,本文详细的介绍了钢筋砼框架式防洪堤开洞加固改造设计施工方法,对今后钢筋砼防洪堤开洞加固改造设计与施工工作有一定指导价值。
参考文献:
[1]王芳,符志强,混凝土加固外粘钢板施工工艺[J].山西建筑,2006(14)
[2]《混凝土结构加固设计规范》(GB50367-2006)