張 有,汪 濤,趙書豐
(1.尚志市三股流水庫,黑龍江尚志150601;2.尚志市水務(wù)局,黑龍江尚志150600)
在鋼絲水泥構(gòu)件的變形過程中,鋼絲網(wǎng)(彈性體)與水泥砂漿(介質(zhì))的變化是相互制約的。水泥砂漿的內(nèi)部有空隙和微裂紋存在。在受力過程中,這些缺陷處就會出現(xiàn)局部變形急增和應(yīng)力集中的現(xiàn)象。因此很容易引起材料的破壞。采用鋼絲網(wǎng)這種高度分散的配筋形式,則砂漿局部變形會受到抑制,而應(yīng)力集中,又可以通過應(yīng)力重分布得到緩和。從而改變了水泥砂漿的受力特性。
由于砂漿在分散配筋的影響下,在形成可見裂縫時,其平均變形比純砂漿提高了許多,因而鋼絲與砂漿共同工作的階段相應(yīng)延長,使鋼絲的利用程度獲得提高。
鋼絲網(wǎng)水泥閘門的種類按形式分有平板式、立拱式、波浪式、折板式、雙曲扁殼式及弧形閘門等。
1)平板式:其邊框及橫梁均為混凝土結(jié)構(gòu),面板為鋼絲網(wǎng)水泥結(jié)構(gòu)。其特點為:允許應(yīng)力值較低,其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不夠理想,只適于小尺寸閘門。
2)波浪式和折板式:其邊框及格梁均為混凝土結(jié)構(gòu),而面板為鋼絲網(wǎng)水泥結(jié)構(gòu),這兩種形式的面板,其承載能力較大,可用于較大荷載和跨度,也可以承受雙向水頭作用的水閘;但計算和施工較復(fù)雜。
3)立拱式:立拱式閘門,包括短殼式和弓形閘門。這種閘門也是由鋼筋混凝土邊框和鋼絲網(wǎng)水泥面板組成,其受力條件較好,計算和施工制作簡單,在閘門建設(shè)中,是一種值得推廣的結(jié)構(gòu)形式。
4)雙曲扁殼式:這種閘門面板是由鋼絲網(wǎng)水泥雙曲扁殼,邊框是砼實腹梁組成。其特點是受力合理,荷載由面板直接傳給邊梁支承。同時內(nèi)力都為軸向力,可節(jié)約大量建筑材料,可做較大尺寸閘門。但計算復(fù)雜,制作較困難。
5)鋼絲網(wǎng)水泥薄殼弧形閘門:這種閘門適用于較大跨度和較高水頭,其缺點是門體較重,施工、運輸、吊裝都比較困難,并且抗御意外荷載能力較差。
1)水泥:鋼絲網(wǎng)水泥閘門所用的水泥砂漿,其標(biāo)號與鋼絲網(wǎng)水泥的強(qiáng)度有密切關(guān)系,砂漿標(biāo)號越高,鋼絲網(wǎng)水泥的強(qiáng)度也越高。
鋼絲網(wǎng)水泥閘門使用的水泥應(yīng)采用C40高標(biāo)號普通硅酸鹽水泥,而不宜采用礦渣水泥和火山灰水泥;因為這兩種水泥的和易性差,早期強(qiáng)度低,抗凍性能也不好,不適于制作薄殼閘門。
2)砂:砂漿用砂應(yīng)為天然結(jié)凈的中砂,平均粒徑0.35~0.5 mm,最大粒徑不超過3 mm,砂的級配應(yīng)良好,其孔隙率≤40%,砂中泥土含量≤2%。
3)鋼絲網(wǎng):鋼絲網(wǎng)常用直徑為0.8~1.0 mm的細(xì)鋼絲織成的方格,網(wǎng)格尺寸常用10 mm×10 mm,網(wǎng)格越小對提高鋼絲網(wǎng)水泥的抗裂強(qiáng)度越有利,但過小的網(wǎng)格則會影響砂漿施工的密實性。
鋼絲網(wǎng)與鋼筋的綁扎,應(yīng)按設(shè)計要求,分層進(jìn)行鋪設(shè)。在鋪設(shè)時,將鋼絲網(wǎng)的一端牢固地綁扎在骨架鋼筋上,然后沿著模板將鋼絲網(wǎng)拉緊,并從固定端開始,采用梅花點狀綁扎,其間距為10 cm,網(wǎng)的搭接處間距為5 cm。以此方法逐層鋪網(wǎng)綁扎。
在整個鋪網(wǎng)綁扎的過程中,應(yīng)做到層層平順、繃緊,網(wǎng)的鋪設(shè)應(yīng)以縱向鋪在主要受力方向上。應(yīng)盡量采用整張網(wǎng)片,在必要搭接處,搭接長度按受力要求應(yīng)搭接10 cm,按構(gòu)造要求可搭接5 cm。搭接縫應(yīng)當(dāng)盡量錯開,在同一截面上,只能有一個接頭。
鋼網(wǎng)綁扎后,應(yīng)仔細(xì)檢查,對塌陷處,應(yīng)用小鋼筋鉤鉤起,并在其周圍用綁線加密綁扎點。鋼網(wǎng)綁扎后不可久放,最好綁完就抹,以免銹蝕損壞。
涂抹鋼絲網(wǎng)的水泥砂漿的水灰比一般控制在0.3~0.45,灰砂比控制在1∶1.5 ~2.0。
在抹砂漿時,應(yīng)從一面抹平,不能在兩面同時涂抹,以免中間夾氣泡,豎直涂抹時,應(yīng)從低處向高處涂抹。
砂漿的壓光,是在其表面吸收水分后進(jìn)行,一般進(jìn)行3~4次,直到砂漿接近終凝,水泥表面出現(xiàn)一層油光時才終止。
水泥砂漿接近終凝時,不應(yīng)再抹光,以防止把表面水泥漿抹去,從而降低砂漿的密水性。
養(yǎng)護(hù)工作應(yīng)在砂漿終凝后2 h開始,具體方法是:在鋼絲網(wǎng)水泥閘門上鋪草袋片,或鋪較軟的青草或干草,然后澆水,澆水時應(yīng)輕輕噴灑,使草或草袋片濕透,然后在草或草袋上面蓋塑料布。塑料布應(yīng)蓋嚴(yán),并將四周土壓實。
由于鋼絲網(wǎng)水泥閘門很薄,水泥用量又多,很容易干縮開裂。蓋上塑料布后,不僅能有效地防止干裂,同時又不必經(jīng)常澆水,并且使塑料布底下構(gòu)件的溫度和濕度得到改善和提高。既可提高養(yǎng)生質(zhì)量,又可以縮短養(yǎng)生時間。夏季一般10~15 d即可拆模。拆模后如發(fā)現(xiàn)局部有氣泡、狗洞等缺陷,可用相同配合比的砂漿修補(bǔ)。
綜上所述,我們可以看到:立拱式鋼絲網(wǎng)水泥閘門具有堅固、美觀、經(jīng)濟(jì)、實用特點;并且設(shè)計施工簡單,是一種應(yīng)該廣泛推廣的新技術(shù)。如果能采用定型設(shè)計,標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、工廠化生產(chǎn),將會取得非??捎^的經(jīng)濟(jì)效益。
[1]蔡正坤.灌區(qū)水工建筑物叢書:閘門與啟閉機(jī)[M].北京:水利水電出版社,1981.
[2]清華大學(xué)水利系.農(nóng)田水利工程[M].北京:科學(xué)出版社,1977.