[实用新型]预应力混凝土拉杆拱式渡槽

说明书

技术领域

本实用新型属于水利工程技术领域，尤其涉及一种预应力混凝土拉杆拱式渡槽。

背景技术

渡槽是输水渠道跨越河渠、道路、山冲、谷口等架空输水建筑物，是渠系建筑物中应用最为广泛的交叉建筑物之一，除用于输水进行农田灌溉、城镇生活用水、工业用水、跨流域调水等外，还可供排洪和导流之用。按其支承结构型式、受力状态、荷载传递方式分，渡槽分为梁式、肋拱式、桁架式、组合式以及斜拉式等。肋拱式渡槽是最常用的一种结构形式。目前，公知的肋拱式渡槽主要由槽身、拱上结构、拱肋及墩台等组成，槽身及水荷载通过拱上结构传递给拱肋，再由拱肋传递给墩台或基础，优点是拱肋将拱上竖向荷载转变成轴向压力，拱内弯矩较小，具有结构轻巧，跨度较大，工程量小，节省投资特点。缺点是：(1)渡槽输水期，拱脚产生较大水平推力，对墩台易产生巨大的力矩，墩台结构需要足够的刚度和强度承担拱脚的水平推力和力矩，尤其是高墩台稳定性更差，一旦变形或变位过大，将危及上部结构的安全；(2)多跨连拱渡槽，有连拱效应，每隔几跨，需设加强墩，工程投资大；(3)支座位移和温度升降，均会产生较大的拱肋内力。

发明内容

本实用新型的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供了一种预应力混凝土拉杆拱式渡槽，该方案结构简单，便于施工，结构刚度大，抗震性能好，降低了工程投资。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种预应力混凝土拉杆拱式渡槽，包括槽身、拱上结构、至少两个拱肋、墩台，槽身支撑于拱上结构之上，拱肋的两个拱脚支撑在墩台上，两相邻拱肋间有拱肋间横系梁支撑，所述拱肋的两个拱脚之间刚性连接水平拉杆，拱肋与水平拉杆之间固定连接有竖向吊杆。吊杆可减小拉杆的垂度及拉杆的截面弯矩，拉杆使拱脚推力转化成杆件拉力，渡槽上部结构成为自身平衡体系，消除了拱脚对墩台的水平推力，不会形成连拱效应，改善了墩台的受力条件，节省了加强墩，降低了工程投资，结构受力条件好，加上预应力反拱作用，渡槽在正常使用期间，整个结构变形极小。

所述的两相邻水平拉杆之间由拉杆间横系杆固定连接。这样能增强拱肋间的横向刚度及整体稳定性，可防止拉杆发生过大的变形或在施加预应力时受压失稳。

所述的水平拉杆为预应力混凝土直杆结构。

本实用新型的有益效果：(1)结构简单，各构件路径简单明确，受力清晰。(2)拱肋和预应力混凝土拉杆形成自平衡体系，拱脚无水平推力，大大改善了槽墩的受力条件，且便于施工，抗震性能好。因各跨自成体系，不会形成连拱效应，节省了加强墩，降低了工程投。(3)结构刚度大，加上预应力反拱作用，渡槽在正常使用期间，整个结构挠度变形极小。(4)预应力拉杆拱结构对温度变化不敏感，温度变化产生的内力很小。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图，

图2为图1中A-A方向的剖视示意图，

图3为图1的仰视示意图。

图中：1-槽身、2-拱上结构、3-拱肋、4-吊杆、5-水平拉杆、6-拱脚、7-拱肋间横系梁、8-拉杆间横系杆。

为更清楚说明本实用新型方案的技术方案，下面通过界河预应力混凝土拉杆拱式渡槽具体工程实施事例，结合附图对本实用新型进一步详细说明。

具体实施方式

根据图1、图2和图3所示，一种预应力混凝土拉杆拱式渡槽，包括槽身1、拱上结构2、至少两个拱肋3，槽身1支撑于拱上结构2之上，为增强拱肋3间的横向刚度及整体稳定性，相邻拱肋3间设有混凝土拱肋间横系杆7，拱肋3的两个拱脚6之间刚性连接一根水平拉杆5，水平拉杆5为预应力混凝土直杆结构，拱肋3与水平拉杆5之间固定连接有竖向吊杆4，在两相邻水平拉杆5之间固定连接有若干根钢管拉杆间横系杆8，

预应力混凝土拉杆拱渡槽根据地形、地质条件，以及槽身1所在拱上位置不同，可采用上承式、中承式和下承式渡槽结构型式。槽身1可采用钢筋混凝土矩形断面，也可采用U形断面，拱肋3是主要承重构件，采用普通钢筋混凝土结构，拱肋3轴线为二次抛物线，方程为：y=4fl2x(l-x),]]>式中：矢高f，跨度1，根据拱肋3尺寸拟定的一般经验：拱肋高度h_拱肋＝(1/25～1/50)l跨度，拱肋宽度b＝(0.4～0.5)h_拱肋。两个拱脚6之间的水平拉杆5，承担拱脚6的水平推力，拉杆5采用预应力混凝土矩形实体断面，为使拉杆5受力均匀，且尽可能的减小预应力筋张拉时施工操作空间，以减小渡槽下部支撑结构工程量和投资，拉杆5内设预应力筋孔道，预留孔道采用预埋塑料波纹管成型。拱上结构2，是用来支撑渡槽槽身的构件，采用双柱排架结构，将拱上结构2荷载传递给拱肋3。槽身1支承于拱上结构2双柱排架上，槽身1采用现浇钢筋混凝土矩形断面，用来输水，有防渗和抗裂要求。吊杆4用来减小水平拉杆5的垂度及截面弯矩，采用Q235钢管。拱脚6是拱肋3、水平拉杆5、拱上结构2、拱肋间横系梁7和拉杆间横系梁8的连接结点，拱脚6处结构内力较大且受力状态复杂，同时要锚固水平拉杆5中的纵向预应力钢绞线束，局部应适当加大结构尺寸。为加强渡槽的稳定性，改善风荷载和温度应力对结构的影响，拱脚6一端采用固定盆式橡胶支座，另一端采用顺水流向单向滚动盆式橡胶支座，避免拱脚6对墩台产生水平推力和力矩。