水工结构分缝处止水连接装置设计

水工结构分缝处止水连接装置设计

池付伟

宿州市水利水电建筑勘测设计院 安徽 宿州 234000

摘要：在建设水工结构建筑时，为了能够更好地规避不均匀沉降问题，防止其破坏水利工程，利用焊接止水连接装置，能够有效实现这一目标。本文主要对水工结构分缝处止水连接装置设计策略与方法进行研究与讨论，由于分缝处焊接难度较大，如果没有较好的焊接条件，很容易导致止水失效问题发生，进而诱发安全隐患。通过设计水平与垂直、水平与水平连接装置的设计与优化，能够促进其施工效率得到有效提升，促进其连接质量得到提高，增强水工结构分缝处止水连接装置设计实效性与科学性。

关键词：水工结构；分缝处；止水连接装置；设计

水工结构就是水利工程的代表，其多应用不同类型、不同作用的建筑物来对水流进行调控，从而对不同部门对水资源的需求进行更好地满足。通常情况下，除水害、兴修水利的建筑一般被称作是水工结构建筑。与此同时，水工结构也是实现推动水利工程各项目标得以实现的重要内容与组成部分。近几年，水利工程的行业竞争程度愈发激烈，很多水利工程项目的开展都会受到很多不良因素的影响和制约，使其设计与施工效果不甚理想。鉴于此，为了能够有效地减少不均匀沉降破坏水利工程的程度或者问题发生的概率，结合其上部结构以及地质条件等情况来进行优化设计与施工，在水工结构分缝处设计止水连接装置，减少相关问题、降低其不良影响。此外，水工结构分缝处止水连接装置主要有水平与垂直止水、水平与水平止水这两个做法，由于水工结构分缝部分存在较为复杂的连接性，且受到工地现场焊接条件的约束与闲置，如果焊接条件或者环境不良、紫铜片过长，其不易控制好现场止水连接装置的加工质量，尤其是在比较复杂的焊接部位，如果缺乏专业的焊接人员，其容易发生一些渗漏、止水失效等问题，容易给水利工程的建设埋下很大的安全隐患。通过设计和利用水工结构分缝处连接装置，能够更好地规避水平与水平止水、水平与垂直止水这两种方法的弊端与局限，简化其现场焊接的流程，增强其止水效果^[1]。

一、设计水工结构分缝处水平止水连接装置

在设计水工结构分缝处止水连接装置的过程中，优化水平止水与水平止水之间的连接装置的设计是非常有必要的。在设计该结构时，一般可分为交叉接头整体轧制成型水平止水装置、交叉接头搭接焊接成型水平止水装置、水平止水与长直断止水连接装置这三种类型。

第一，在交叉接头整体轧制成型水平止水装置设计时，多应用公母模具来进行整体冲压成型，且方向不同的水平止水之间没有接缝。该装置的轧制方式包括液压臂、上下层模具、模具支架等等，而模具支架还包括横梁、支撑柱以及底座，且底座多为工字型的梁均匀排列开来，将十字缺口设置在底座中间，在底座两侧固定两个支撑柱，在两个支撑柱的顶端固定横梁，在横梁的下方固定液压臂，且液压臂以竖直方向运动。与此同时，在设计与安装上层模具时，应用可拆卸的方法将生层模具固定在液压臂的下面，并在底座上固定下层模具。在应用上下层模具过程中，凸型的公模板是上层模具、凹型的木模板为下层模具，所有上下层模具要具备一定的匹配性与契合性。上下层模具的形状也多是以L、T、十字形为主，在底座上固定住模具支架的限位杆，其在下层模具的边缘位置。液压臂在日常应用过程中多是以多个或者一个为主体，然后将已经切割好的待加工的紫铜片放置到下层模具上，然后利用限位杆进行位置固定，之后再进行液压臂的启动，下降上层模具，并逐渐与下层模具靠近，挤压紫铜片，使得紫铜片产生变形，经过上下、反复、多次的挤压，最后形成所设计的形状，然后从另一端将设计成形的水平止水紫铜片取出来^[2]。

第二，在设计交叉接头焊接成型水平止水装置时，其应用的是不同方向水平止水之间的接缝成型法，其搭接的宽度保持在20毫米之内，利用双面焊接的方式来实现水平止水装置的搭接与成型。详细如下图所示：

第三，在连接水平止水与长直段止水装置时，一般应用的是搭接焊接的方式，且其连接件为T字结构，将连接件三个连接方向的止水紫铜片进行连接，且这个三个方向均为T字结构的三个端部，连接后再利用双面焊接的方式来进行连接件的焊接，使得止水紫铜片的止水作用发挥出来，维护水工结构的安全性与可靠性。

二、设计水平与垂直止水连接装置

水工结构分缝处紫铜片水平与垂直止水连接装置主要涵盖沥青盒、垂直以及水平止水紫铜片这三个部分和内容。水平止水所应用的紫铜片一般是牛鼻式凹型紫铜片，将垂直止水紫铜片直接焊接到其另一侧，并在牛鼻的一侧设置一个切口，利用垂直止水紫铜片来进行切口的填补，并将这两个垂直紫铜片之间留有一定的重叠空间，该长度约保持在20毫米以上。在设计时，沥青盒的作用也不可忽视，其是该装置设计过程中不可或缺的重要一环，一般所选择敞口的沥青盒，将其内嵌到镀锌的铁皮槽或者竖向的混凝土预制槽中，然后在两侧的侧面上开两个牛鼻槽来用于容纳水平止水紫铜片，在竖向混凝土或者镀锌的铁皮槽与沥青盒预制的槽内设置垂直紫铜片。在实际施工时，将沥青灌注到沥青盒中，促进水平与垂直止水紫铜片的连接部位能够得到有效连接与粘接，形成一道止水阀，发挥出止水的作用与价值。

与此同时，在设计水平与垂直止水连接装置的过程中，水工结构分缝处的该装置通常可分为顶板处与底板处连接装置。当垂直止水紫铜片的上方设置沥青盒时，其就是人们常说的顶板处连接装置。而在垂直止水紫铜片的下方设置沥青盒时，那么其就是底板处连接装置。切口通常采纳的是0.8*05厘米的切口，填补垂直止水紫铜片的长度与大小约为1.55*0.8厘米，垂直与填补垂直止水紫铜片之间约有1厘米的重叠之处，该处不用焊接，只需要将重叠部分紧密贴在一起即可，最终形成了具有整体性的止水装置，增强该连接装置的止水性。水平止水和垂直止水紫铜片均都应用的是1.2毫米厚度的T2型紫铜片，其延伸率在30%以上，抗拉强度也在225兆帕以上。同时在沥青盒中灌注的沥青多为30甲的建筑沥青，通过沥青口进行灌注^[3]。

设计水平止水与垂直止水连接装置，其经过工厂制作、加工以后，再和外部的垂直、水平的紫铜片进行有效连接，能够有效地简化焊接流程，使得施工现场焊接的难度大大降低，在一定程度上能够节约施工时间，缩短施工的工期，且该分缝处的止水连接装置还能够批量生产，加工成本相对降低，其止水效果比较可观，更易于保证其止水的效果。

三、结束语

综上所述， 在水工结构的设计与施工过程中，不均匀沉降问题会破坏水工结构的设施，影响其施工安全与应用安全。为了能够更好地规避与解决这一问题，设计与施工人员要结合水工结构施工地的地质情况、上部结构现状，每隔30M左右就会设置一道沉降缝，然后将止水紫铜片设置到沉降缝之间。这些施工环节一般都在现场直接焊接，但是由于水工结构分缝处的连接部位相对比较复杂，施工现场的焊接条件有限，紫铜片的长度把控不好，这会导致现场加工与焊接的效果不是非常理想，其施工质量也很难保障，一不留神就容易导致问题止水失效，造成安全隐患或者产生渗漏问题。面对当前的现状，要想更好地提升生产与施工的安全性与可靠性，设计与优化水工结构分缝处止水连接装置显得尤为必要。利用水平与垂直止水连接装置，将紫铜片设置在水工结构的分缝处，其止水效果较为显著，且不受施工条件影响，又能够实现工厂量化生产，节约一定的生产与施工成本，提升该止水装置设计与应用的实效性与水平。

参考文献：

[1]孟祥友.附属结构与主体结构连接处基坑支撑转换技术[J].国防交通工程与技术,2019,17(2):42-44,80.

[2]俞晓春.紫铜止水片在汽车坡道变形缝处的应用[J].工程技术研究,2019,4(23):115-116.

[3]罗军,李宏.浅谈橡胶止水带在变形缝处的应用[J].建筑工程技术与设计,2020,(23):2998.