[发明专利]一种适用于块基型泵站进出水流道控裂的预应力结构

说明书

本发明公开了一种适用于块基型泵站进出水流道控裂的预应力结构，所述块基型泵站流道包括矩形断面段、圆角断面过渡段和圆形断面段，所述预应力结构包括在所述区段布置的预应力钢束，预应力钢束布置方式为：矩形断面段流道顶底层布置水平预应力索，两侧布置竖向预应力索；圆角断面过渡段和圆形断面段外侧流道的外侧布置外锚环向预应力索、内侧布置内锚环向预应力索，内侧流道两侧布置开口方向相反的内锚环向预应力索。预应力索采用后张法，除矩形断面段竖向预应力索为一端固定、另一端张拉外，其余预应力索均为两端张拉。本发明能够克服现有块基型泵站流道钢筋混凝土施工不便、抗裂不足的缺陷，具有布置简单、控裂有效、施工方便、耐久可靠的特点。

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，具体来说是一种适用于块基型泵站进出水流道控裂的预应力结构。

背景技术

块基型泵站进出水流道为大体积异形混凝土结构，结构设计及配筋设计不合理、施工方案及施工控制不到位均易使混凝土产生裂缝，裂缝的产生会导致内部钢筋锈蚀，另外，由于进出水流道内流速及水压较大，会导致裂缝周边的混凝土气蚀和剥蚀。流道内裂缝一般顺水流方向，产生裂缝的具体原因主要为结构布置不合理、受力及构造钢筋配置偏少、混凝土原材料选择及配合比设计不合理、大体积混凝土控裂措施不完善、混凝土养护不到位，流道内裂缝类型一般有结构裂缝、温度裂缝、收缩裂缝三种。泵站进出水流道钢筋为空间三维结构，为保证泵站进出水流道不产生裂缝，普通钢筋通常配置密集、复杂，造成施工困难。

预应力结构是解决结构裂缝、温度裂缝和收缩裂缝较好的配筋形式，预应力结构通过张拉预应力筋，使混凝土结构易裂部位事先预存压应力，结构受力后预压应力可以抵消全部或部分拉应力。目前，预应力结构主要用于桥梁和建筑工程中的大跨度结构，水工结构由于预应力的布置、张拉等困难而难以使用。随着桥梁和建筑工程中对复杂结构的预应力不断深入研究和使用，为水利工程使用预应力带来了启发性思考。

发明内容

本发明的目的在于克服现有块基型泵站进出水流道普通钢筋混凝土技术施工不便、抗裂不足，提供一种配置合理、布置简单、控裂有效、施工方便、耐久可靠的适用于块基型泵站进出水流道控裂的预应力结构。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种适用于块基型泵站进出水流道控裂的预应力结构，所述块基型泵站进出水流道包括矩形断面段、圆角断面过渡段和圆形断面段三个区段，所述预应力结构包括在所述三个区段布置的预应力钢束，三个区段预应力钢束布置方式为：矩形断面段流道顶层和底层分别布置一排上层水平预应力索和下层水平预应力索，每个矩形断面段流道两侧各布置一排竖向预应力索；圆角断面过渡段流道中最外侧两个圆角断面过渡段流道的外侧布置圆角外锚环向预应力索、内侧布置圆角内锚环向预应力索，内侧圆角断面过渡段流道左右两侧分别布置一个开口方向相反的圆角内锚环向预应力索；圆形断面段流道中最外侧两个圆形断面段流道的外侧布置圆形外锚环向预应力索、内侧布置圆形内锚环向预应力索，内侧圆形断面段流道左右两侧分别布置一个开口方向相反的圆形内锚环向预应力索。

进一步地，所述圆角外锚环向预应力索包括相互连接的圆角外锚环向预应力索圆角段和圆角外锚环向预应力索水平竖直段，所述圆角内锚环向预应力索包括依次连接的圆角内锚环向预应力索圆角段、圆角内锚环向预应力索水平竖直段和圆角内锚环向预应力索收缩竖直段，所述圆形外锚环向预应力索包括相互连接的圆形外锚环向预应力索圆弧段和圆形外锚环向预应力索水平段，所述圆形内锚环向预应力索包括相互连接的圆形内锚环向预应力索圆弧段和收缩竖直段。

进一步地，所述圆角外锚环向预应力索、内侧布置圆角内锚环向预应力索、圆形外锚环向预应力索、内侧布置圆形内锚环向预应力索的角部波纹管外侧均设置有防劈裂钢筋。

进一步地，预应力索采用后张法，通过事先设置波纹管形成预应力筋的孔道，除矩形断面段竖向预应力索为一端固定、另一端张拉外，其余预应力索均为两端张拉。

进一步地，预应力索张拉后，采用水泥浆液对预应力孔道进行灌浆。