【摘要】對(duì)工程級(jí)別較低的充氣式橡膠壩的錨固方法和計(jì)算思路進(jìn)行了淺析，保證了該橡膠壩的錨固安全。對(duì)充氣式橡膠壩壩袋的錨固提供了經(jīng)驗(yàn)，具有一定的參考價(jià)值。

【關(guān)健詞】壩袋錨固件；錨固方法；強(qiáng)度計(jì)算

橡膠壩壩袋的錨固方法一直是 橡膠壩技術(shù)工作者關(guān)注的焦點(diǎn)之一。目前，壩袋常用的錨固 型式；按結(jié)構(gòu)材料分，有螺栓鋼壓板錨固，混凝土契塊擠壓錨固，及膠囊充水錨固。按錨固方式分，有單錨固（上游側(cè)）；雙錨固（上，下游側(cè)）。蘑菇湖水庫橡膠壩設(shè)計(jì)高1.5米（更換壩袋后2米）長30米。采用的是螺栓鋼壓板單錨固（即上游側(cè)錨固）本文僅就蘑菇湖水庫橡膠壩的錨固件設(shè)計(jì)安裝方法做以淺析以供借鑒 。

1、有關(guān)的壩袋設(shè)計(jì)：

根據(jù)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐可知，壩袋的計(jì)算的基本原理，認(rèn)為壩袋為一薄膜柔性結(jié)構(gòu)，壩袋內(nèi)力按園桶理論計(jì)算，并做如下設(shè)想；

1.1按平面問題考盧，壩袋錨固在垂直於水流方向的底板上而且軸線較長，壩袋沿軸線方向上受力均等，基本上不受端部約束的影響。

1.2壩袋沿軸線變形很小，可忽略不計(jì)。

1.3壩袋按薄膜理論計(jì)算，壩袋受力只考盧壩袋環(huán)向承受拉力，且環(huán)向各點(diǎn)拉力相等，不承受切力和彎矩。

1.4不計(jì)壩袋的自重和受力后伸長的影響。

2、強(qiáng)度計(jì)算 由試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)得知

2.1袋臂拉力——即錨固力

見圖二 橡膠壩的充氣壩外型

T=1/2ρ0H1

式中 ρ?！獕未鼉?nèi)壓. t/m2

H1——設(shè)計(jì)填高. m

ρ。的選擇即考盧充分利用膠布強(qiáng)度，又要使壩袋有較短的周長，使土建工程造價(jià)既經(jīng)濟(jì)又合理，故選用內(nèi)壓比α=1

查表可得 ρ。/H1=α ρ。/H1=1 ρ。=H1×1=1.5m

把數(shù)值代入公式 T=1/2ρ0

H1=1/2×1.5×1.5=1.125t/m=11.25KN/m

2.2錨固件鋼壓板的設(shè)計(jì)和計(jì)算；以兩塊鋼壓板長100cm考量壓板；壓板

彎矩計(jì)算見示圖：

M=T×L=11.25KN×0.05m=0.5625KN·m

式中： T——袋臂拉力

L——力臂

σ拉=M/W W=b×h2/6

σ拉=0.5625/（1×0.01/6）=3.375KN/cm2<〔σ〕=24.53KN/cm2

式中 M ——彎矩

〔σ〕——A3允許拉應(yīng)力

W——截面矩量

2.3螺栓斷面積的計(jì)算；

設(shè)計(jì)螺栓間距25cm，每1米上布置4根螺栓，則每根螺栓承受拉力

t=T/4=11.25KN/4=2.81KN

取栓緊力及扭轉(zhuǎn)影響系數(shù)為1.75，故每根螺栓承受拉力

t=2.81KN×1.75=4.92KN

則螺栓斷面積： F=t/（R×〔σ〕） =4.92/（0.65×24.53）=0.31cm2 Φ≈1cm

式中 〔σ〕——鋼材允許應(yīng)力

R——為工作條件系數(shù)，取0.65

考慮到螺栓承受的偏心受拉，扭轉(zhuǎn)，銹蝕，磨損等因素故偏大選取 Φ28螺栓斷面積為6.2cm2

Φ28螺栓強(qiáng)度復(fù)核：

每根螺栓實(shí)際應(yīng)力=4.92KN/6.2cm2=0.79KN<0.65×24.53KN，強(qiáng)度足夠，附合設(shè)計(jì)要求。

2.4螺栓間距取25cm，便于進(jìn)行受力分析。

2.5按經(jīng)驗(yàn)螺栓埋深35cm，螺紋段按設(shè)計(jì)要求為10cm。

3、錨固構(gòu)件設(shè)計(jì)及安裝方法見示圖一

3.1錨固件及規(guī)格：見示圖三

上壓板每塊496mm×100mm×10 mm，共60塊，螺栓間距25cm

底墊板每塊496mm×100mm×10 mm，共60塊，螺栓間距25cm。

螺栓Φ28×450（包括彎鉤），120根，螺紋段100mm。

粗制六角螺母Φ28，每根2只，共240只。

止氣海綿膠1cm×10cm×3000cm，壩袋加工可購帶。

3.2在混凝土底板壩袋錨固槽錨固線位置上預(yù)留深40cm，寬20cm二期混凝土澆筑槽。

3.3依據(jù)錨固螺栓底鑒板的設(shè)計(jì)將螺栓從底墊板背面穿出焊接於墊板上，保證以上10cm螺紋段本設(shè)計(jì)為每塊墊板長496mm×寬100mm×厚10mm ，螺栓間距25cm。每塊墊板為一組，在工廠或工地焊接，且在每根螺栓墊板以下上，中，下，位置焊三根Φ16，長20～25cm的鋼筋頭以便於配置在二期混凝土槽中的鋼筋對(duì)焊，以增加錨固強(qiáng)度。

3.4為保證壩袋受力的安全有足夠的拉力，栓緊力，扭轉(zhuǎn)力，故在錨固槽內(nèi)配置Φ16，20×20cm的鋼筋網(wǎng)以便焊接錨固螺栓，考盧到壩底板的構(gòu)造要求及不均勻沉陷等整體性，在底板上組成鋼筋網(wǎng)，澆筑在壩底板以下10cm處，縱橫布置20×20網(wǎng)格，綁扎牢靠便與焊接在螺栓上三根鋼筋對(duì)焊，見圖四。

3.5將焊接好的每組墊板放置於二期混凝土槽中。

3.6沿錨固槽中心掛線，檢查調(diào)整每組墊板位置是否在一條直線上，定位準(zhǔn)確，螺栓高度一致，精準(zhǔn)，表面于混凝土底板齊平，每塊墊板間隙附合設(shè)計(jì)要求。

3.7將螺栓的三根鋼筋均焊接於槽中的鋼筋上。

3.8每塊墊板螺栓三根橫筋接焊完后，準(zhǔn)確無誤，再行澆入混凝土，因錨槽較笮可用規(guī)格較小的震動(dòng)棒震搗，切忌漏震。

3.9如果壩袋次年安裝，將裸露的螺紋段上黃油，塑料布鉛絲綁扎，第二年壩袋安裝時(shí)拆除上螺母。

3.10在壩袋劃定的錨固線上用Φ28的皮帶沖打完孔，便可安裝壩袋，既將壩袋上的孔眼從錨固線中段向兩側(cè)裝於螺栓上，再用上壓板扣壓，上緊螺母。

3.11為加強(qiáng)氣密性在上壓板兩底沿各焊Φ14鋼筋以便劑壓粘接在壩袋底邊上的止氣海綿膠，使面接躅變點(diǎn)，線接躅，使壩袋氣密性良好。

3.12考盧螺栓使用過程中可能出現(xiàn)的偏心受拉，扭轉(zhuǎn)，銹蝕等因素影響，故選用的螺栓直徑偏大。

3.13以經(jīng)驗(yàn)，螺栓預(yù)埋深度為35cm。

3.14因是枕式堵頭壩袋，壩袋兩端不存在錨固問題，壩袋充氣后堵頭緊抵側(cè)墻及底角，滴水不漏。

經(jīng)三十年的運(yùn)行實(shí)踐驗(yàn)證，壩袋錨固件的設(shè)計(jì)，埋設(shè)，錨固方法其強(qiáng)度經(jīng)受了檢驗(yàn)，氣密性良好，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。