專利名稱：一種水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于水利水電工程中的水電站廠房施工技術(shù)，特別是一種水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置。
技術(shù)背景充水保壓蝸殼是水電蝸殼組合結(jié)構(gòu)的一種重要型式。該結(jié)構(gòu)通常在鋼蝸殼內(nèi)施加一定預壓水頭下澆筑蝸殼外圍混凝土，在混凝土整個凝固過程都要保持這一壓力。當施工完成，釋放水壓后，將在鋼蝸殼和外圍混凝土之間形成一預壓縫隙。預壓縫隙的存在可以較大的減少鋼蝸殼外圍混凝土鋼筋用量。同時由于機組正常運行時水頭通常是不低于預壓水頭的，此時鋼蝸殼能緊貼外圍混凝土，使座環(huán)、蝸殼和大體積混凝土結(jié)合成整體，增加了機組的剛性，減少了機組的振動和變形，有利于機組穩(wěn)定運行。水電站充水保壓蝸殼中的實質(zhì)是在鋼蝸殼和外圍混凝土之間形成一預壓縫，當鋼蝸殼充水后，由于縫隙的存在，鋼蝸殼有充分的空間變形，可使鋼板的強度得到充分的利用，降低金屬蝸殼外圍混凝土的鋼筋用量。但是，采用傳統(tǒng)建造方法的水電站充水預壓蝸殼存在著一定的不足。首先，增加了預壓設(shè)備的費用。充水預壓的主要設(shè)備是蝸殼進口悶頭及座環(huán)內(nèi)封環(huán)。經(jīng)驗表明，水壓實驗及充水預壓所需的每套設(shè)備包括悶頭、內(nèi)封環(huán)、泵及其他輔助設(shè)備的造價是機組造價的3%。其次，增加了機組安裝工期，一般約占用機組安裝工期2周。最后，悶頭的采用增長了廠房的尺寸，增加了混凝土的用量。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的旨在針對上述存在問題，提供一種水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置，該裝置采用石蠟、電熱絲組合結(jié)構(gòu)來制造預壓縫隙，從而降低機組制造費用、節(jié)省廠房結(jié)構(gòu)混凝土用量，并縮短工程施工工期。本實用新型的技術(shù)方案一種水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置，包括石蠟層、電熱絲、石蠟排放孔、導線和電源，石蠟層位于鋼蝸殼外表面與澆注混凝土之間，電熱絲均勻分布在石蠟層內(nèi)部，石蠟排放孔設(shè)置于鋼蝸殼上，石蠟排放孔為三個，分別位于鋼蝸殼的底部、最外側(cè)部以及鋼蝸殼與水輪機座環(huán)的上結(jié)合部，電熱絲通過導線與電源連接。本實用新型的有益效果該水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置，結(jié)構(gòu)簡單，不需要傳統(tǒng)方法中的悶頭和座環(huán)內(nèi)封環(huán)，降低了機組制造費用，同時也縮短了廠房的長度，進而節(jié)省了混凝土的用量，并縮短施工工期，該裝置在水電站充水保壓蝸殼施工方面具有很高的實用價值。

附圖為水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置蝸殼截面示意圖。圖中1.鋼蝸殼2.石蠟層3.電熱絲4- I、4- II、4-III.石蠟排放孔5.導線6.電源7.混凝土 8.水輪機座環(huán)
具體實施方式
實施例一種水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置，包括石蠟層2、電熱絲3、石蠟排放孔4- I、4- II、4-III、導線5和電源6，石蠟層2位于鋼蝸殼I外表面與澆注混凝土 7之間，電熱絲3均勻分布在石蠟層內(nèi)部，石蠟排放孔設(shè)置于鋼蝸殼I上，石蠟排放孔為三個4- I、4- II、4- III，分別位于鋼蝸殼的底部4- III、最外側(cè)部4- II以及鋼蝸殼與水輪機座環(huán)的上結(jié)合部4- I，電熱絲3通過導線5與電源6連接。該水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置的實施方法，步驟如下I)鋼蝸殼進口直徑6m，入口處壁厚50mm，末端厚度為35mm，充水保壓設(shè)計值160m
水頭。采用蝸殼單節(jié)徑向變形計算公式Δγ = ^，式中P為蝸殼設(shè)計的保壓水頭壓力Pa、r
oh
為蝸殼單節(jié)的平均半徑m、δ為蝸殼單節(jié)的厚度m、E為鋼材的彈性模量Pa，可計算出蝸殼的徑向變形2-5. 5mm，蝸殼進口單節(jié)數(shù)值大，越到后面單節(jié)數(shù)值越小。2)緊靠在鋼蝸殼外圍布置電熱絲，電熱絲采用從蝸殼上側(cè)往下側(cè)纏繞，然后再纏繞返回上側(cè)，循環(huán)進行，電熱絲之間的間距為5cm。3)根據(jù)計算出的蝸殼單節(jié)的徑向變形值，在緊貼蝸殼單節(jié)外側(cè)土涂抹相應厚度為·2-5. 5mm的石蠟層，完成整個蝸殼的涂抹。石蠟凝固后，澆筑鋼蝸殼外圍混凝土。4)混凝土凝固后，電熱絲通電加熱使得石蠟融化，融化的石蠟通過鋼蝸殼上預先設(shè)置的石蠟排放孔流出，切斷電源；5)石蠟流出后，通過焊接方法將空洞封堵，最終在鋼蝸殼和外圍混凝土之間形成
一條預壓縫。
權(quán)利要求1.一 種水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置，其特征在于包括石蠟層、電熱絲、石蠟排放孔、導線和電源，石蠟層位于鋼蝸殼外表面與澆注混凝土之間，電熱絲均勻分布在石蠟層內(nèi)部，石蠟排放孔設(shè)置于鋼蝸殼上，石蠟排放孔為三個，分別位于鋼蝸殼的底部、最外側(cè)部以及鋼蝸殼與水輪機座環(huán)的上結(jié)合部，電熱絲通過導線與電源連接。
專利摘要一種水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置，包括石蠟層、電熱絲、石蠟排放孔、導線和電源，石蠟層位于鋼蝸殼外表面與澆注混凝土之間，電熱絲均勻分布在石蠟層內(nèi)部，石蠟排放孔設(shè)置于鋼蝸殼上，石蠟排放孔為三個，分別位于鋼蝸殼的底部、最外側(cè)部以及鋼蝸殼與水輪機座環(huán)的上結(jié)合部，電熱絲通過導線與電源連接。本實用新型的優(yōu)點是該水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置，結(jié)構(gòu)簡單，不需要傳統(tǒng)方法中的悶頭和座環(huán)內(nèi)封環(huán)，降低了機組制造費用，同時也縮短了廠房的長度，進而節(jié)省了混凝土的用量，并縮短施工工期，該裝置在水電站充水保壓蝸殼施工方面具有很高的實用價值。
文檔編號E02B3/16GK202718075SQ20122035927
公開日2013年2月6日 申請日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者練繼建, 王海軍, 劉昉, 毛柳丹 申請人:天津大學