[发明专利]一种利用惯性补偿系统抗震的大型渡槽及施工方法

说明书

本发明公开了一种利用惯性补偿系统抗震的大型渡槽及施工方法，包括渡槽本体、椭球柱摆和设于椭球柱摆两端的端堵盖，所述渡槽本体的顶部均布有多个拉杆，所述渡槽本体的底部设有安装槽，所述椭球柱摆置于安装槽中，每个所述椭球柱摆与端堵盖之间通过转动轴承连接。本发明的有益效果：该型渡槽可利用惯性补偿系统消减部分地震±Y向力的作用，减少±Y向力对渡槽建筑物的影响，有助于整体建筑的较高概率的保持在安全的震荡范围之内；该渡槽结构与传统渡槽相比渡槽重心有了明显的下降，同等条件下稳定性更好；渡槽水面底部通过圆拱设计可以有效减弱渡槽输水压力对渡槽结构的影响，在正常的使用条件下，其使用寿命会更长。

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，具体来说涉及一种利用惯性补偿系统抗震的大型渡槽及施工方法。

背景技术

渡槽是一种常见的输水工程建筑物，在国内外已经得到广泛的应用。在我国，新疆、河南、陕西等地区多见渡槽用于支持农田灌溉、人畜饮用水等水利工程。尤其是自南水北调项目实施以来，大型架空渡槽输水建筑物应用规模大幅度提升。而我国是一个地震多发国家，渡槽对地震的承受能力直接关系到输水工程安全问题，但是由于渡槽这类建筑物的特点，即重心几乎在建筑物的顶部，在抵抗地震灾害方面先天不足。

目前，国外对大型渡槽抗震性研究较少，主要集中在渡槽的架构优化、防渗设计等方面。国内由于南水北调工程的牵引，开展了一些大型渡槽抗震性探索，主要集中在对渡槽受到Z向力（纵波）的作用下的防护研究方面，其主要思想是在渡槽的支座上增加减震阻尼系统、或是采用柔性墩。但是地震横波对渡槽的存活率影响也是十分巨大的，而在这方面的研究就很少了。通过优化设计利用流固耦合的思路可以提高渡槽对±Y向力的承受能力，但是渡槽中水体的重心较高，而且水体较渡槽自身重量相差较大，对±Y向力的作用下保持渡槽建筑物的稳定性的作用有限。因此，设计一种能够更加有效地补偿地震环境下±Y向力的影响的渡槽，对于提升架空输水建筑在地震综合应力的作用下的生存能力是有价值的。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种利用惯性补偿系统抗震的大型渡槽及施工方法，具有惯性补偿能力、抵抗地震环境下±Y向力对渡槽的影响。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用惯性补偿系统抗震的大型渡槽，包括渡槽本体、椭球柱摆和设于椭球柱摆两端的端堵盖，所述渡槽本体的顶部均布有多个拉杆，所述渡槽本体的底部设有安装槽，所述椭球柱摆置于安装槽中，每个所述椭球柱摆与端堵盖之间通过转动轴承连接。

进一步的，所述转动轴承上下两端设有定位卡口，所述端堵盖上设有与所述定位卡口相配合的定位销。

进一步的，所述椭球柱摆上方的端堵盖与渡槽本体之间通过螺栓螺母固定。

进一步的，所述椭球柱摆为半椭圆形，所述椭球柱摆的上部为水平面，下部为弧形曲面。

进一步的，所述椭球柱摆与端堵盖的材料均为铸铁。

进一步的，具体包括以下步骤：

S1：槽身制作：采用钢筋砼浇筑渡槽本体，在渡槽本体的底板内预留椭圆形安装槽，在渡槽底板两端预留锚固螺栓；

S2：椭球柱摆制作：利用铸铁铸造椭球柱摆，在椭球柱摆两端焊接转动轴承；

S3：端堵盖制作：采用铸铁板制作端堵盖，并在椭球柱摆两端转动轴承对应位置布置卡口；

S4：安装：在安装槽底部放置滑板，利用滑板将椭球柱摆吊装放置到安装槽内，在椭球柱摆处于水平状态下进行安装固定，利用钢筋临时支撑椭球柱摆，把两端的转动轴承放入端堵盖的卡口内，再把临时支撑钢筋抽出，最后利用螺母和螺栓把端堵盖固定在渡槽本体上，即完成安装。

进一步的，S1中所述采用钢筋砼浇筑渡槽本体具体包括：将Φ15钢筋骨架置入预制模板，用混凝土浇筑，振实。