一种用于制作碾压混凝土拱坝振动台模型的装置
阅读说明：本技术 一种用于制作碾压混凝土拱坝振动台模型的装置 (Device for manufacturing roller compacted concrete arch dam vibration table model ) 是由 张宇 卢召红 周利剑 杜伟强 于 2020-05-12 设计创作，主要内容包括：一种用于制作碾压混凝土拱坝振动台模型的装置,涉及水工工程技术领域,它包括单块拱形钢模板、单层拱形组合钢模板、拱坝整体组合钢模板、钢筋混凝土山体和钢筋混凝土底板,所述单层拱形组合钢模板是由若干单块拱形钢模板通过水平向螺栓连接而成；所述拱坝整体组合钢模板是由若干单层拱形组合钢模板通过竖向螺栓连接而成；所述的钢筋混凝土底板与通过螺栓振动台连接；所述的钢筋混凝土山体通过螺栓与钢筋混凝土底板连接,钢筋混凝土山体通过螺栓与拱坝整体组合钢模板连接。本于制作碾压混凝土拱坝振动台模型的装置解决了碾压混凝土拱坝振动台模型多层结构性质模拟的问题。(A device for manufacturing a roller compacted concrete arch dam vibrating table model relates to the technical field of hydraulic engineering and comprises a single arched steel template, a single-layer arched combined steel template, an arched dam integral combined steel template, a reinforced concrete mountain and a reinforced concrete bottom plate, wherein the single-layer arched combined steel template is formed by connecting a plurality of single arched steel templates through horizontal bolts; the arch dam integral combined steel formwork is formed by connecting a plurality of single-layer arch combined steel formworks through vertical bolts; the reinforced concrete bottom plate is connected with the vibrating table through a bolt; the reinforced concrete mountain body is connected with the reinforced concrete bottom plate through bolts, and the reinforced concrete mountain body is connected with the integral combined steel formwork of the arch dam through bolts. The device for manufacturing the roller compacted concrete arch dam shaking table model solves the problem of simulation of the multilayer structure property of the roller compacted concrete arch dam shaking table model.)
技术领域：
本发明涉及水工工程技术领域，具体涉及一种用于制作碾压混凝土拱坝振动台模型的装置。
背景技术：
碾压混凝土坝的筑坝材料和施工工艺都与常态混凝土坝有显著差异，碾压层面的出现使得大坝呈现多层结构性质，强震下破坏机理明显异于常态混凝土坝。利用振动台模型试验开展碾压混凝土拱坝地震破坏机理研究，一般振动台模型为坝体结构整体浇筑，弊端就是没有考虑碾压层面性状的影响。在浇筑混凝土拱坝振动台模型时，如何通过一个装置实现碾压层面性状的模拟是亟待解决的问题。
发明内容
：本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种用于制作碾压混凝土拱坝振动台模型的装置，它用于模拟碾压混凝土坝分层碾压的施工特点，解决了碾压混凝土拱坝振动台模型多层结构性质模拟的问题。
本发明采用的技术方案为：一种用于制作碾压混凝土拱坝振动台模型的装置，包括单块拱形钢模板、单层拱形组合钢模板、拱坝整体组合钢模板、钢筋混凝土山体和钢筋混凝土底板，所述单层拱形组合钢模板是由若干单块拱形钢模板通过水平向螺栓连接而成；所述拱坝整体组合钢模板是由若干单层拱形组合钢模板通过竖向螺栓连接而成；所述的钢筋混凝土底板与通过螺栓振动台连接；所述的钢筋混凝土山体通过螺栓与钢筋混凝土底板连接，钢筋混凝土山体通过螺栓与拱坝整体组合钢模板连接。
所述的钢筋混凝土底板是在振动台的台面上现场浇筑而成，钢筋混凝土底板的长度和宽度根据振动台的尺寸而定，高度150mm，浇筑前预留螺栓孔。
所述的钢筋混凝土山体是在钢筋混凝土底板上现场浇筑而成，钢筋混凝土山体的高度与拱坝模型持平，钢筋混凝土山体的长度和宽度根据振动台的尺寸和承载能力而定，浇筑前预留螺栓孔。
所述的拱坝整体组合钢模板由若干单层拱形组合钢模板通过竖向螺栓连接而成，单层拱形组合钢模板的高度在150mm～300mm之间，具体高度依据坝体形状和尺寸而定。
所述的单层拱形组合钢模板是由若干单块拱形钢模板通过水平向螺栓连接而成，用于单块拱形钢模板之间连接的螺栓不少于2根，间距150mm。
所述的单块拱形钢模板是由厚度15mm的钢板根据拱坝尺寸机械加工而成，拱形钢模板周围与厚度相同的钢板条焊接，钢板条宽度为30mm，上面留有螺栓孔。
制作步骤如下：
1）制作钢筋混凝土底板，在振动台台面上支模，铺设钢筋，现场浇筑厚度为150mm的钢筋混凝土底板，浇筑前预设螺栓连接孔，标准养护28天；
2）制作钢筋混凝土山体，在养护完成的钢筋混凝土底板上支模，铺设钢筋，现场浇筑钢筋混凝土山体，浇筑前预设螺栓连接孔，标准养护28天。其中，山体高度根据拱坝振动台模型尺寸确定，山体的宽度和长度根据振动台的尺寸和承载能力确定；
3）拱坝模型分层分块设计，依据拱坝分缝形式和体型高度，将坝体模型沿高度方向分为若干层，每层再根据拱弧长度和分缝情况沿水平向分为若干块；
4）制作单块拱形钢模板，利用厚度为15mm的钢板根据拱坝尺寸机械冲压加工而成，拱形钢模板四周焊接厚度相同、宽度为30mm的钢板条，钢板条上面预留螺栓连接孔，钢模板刷漆进行防锈保护；
5）拼装单层拱形组合钢模板，将同一高度的单块拱形钢模板通过螺栓连接起来，检查是否存在凸凹不平、拼接不严密等制作缺陷，如有缺陷，重新修理或制作相应位置的拱形钢模板，直至达到设计要求；
6）拼装拱坝整体组合钢模板，将拼装完成的最下边单层拱形组合钢模板通过螺栓与钢筋混凝土山体连接，然后逐层通过螺栓连接单层拱形组合钢模板直至完成拱坝整体组合钢模板。
本发明的有益效果是：工艺简单，操作方便，能够实现碾压混凝土拱坝多层结构性质的模拟，且该装置容易维护，可多次重复使用，成本低廉。
附图说明：
图1是本发明立体图；
图2是本发明正视图；
图3是本发明侧视图；
图4是本发明单块拱形钢模板结构图；
图5是本发明单层拱形组合钢模板结构图；
图6是本发明拱坝整体组合钢模板结构图。
具体实施方式
：
参照各图，一种用于制作碾压混凝土拱坝振动台模型的装置，包括单块拱形钢模板1、单层拱形组合钢模板2、拱坝整体组合钢模板3、钢筋混凝土山体4和钢筋混凝土底板5，所述单层拱形组合钢模板2是由若干单块拱形钢模板1通过水平向螺栓连接而成；所述拱坝整体组合钢模板3是由若干单层拱形组合钢模板2通过竖向螺栓连接而成；所述的钢筋混凝土底板5与通过螺栓振动台连接；所述的钢筋混凝土山体4通过螺栓与钢筋混凝土底板5连接，钢筋混凝土山体4通过螺栓与拱坝整体组合钢模板3连接。所述的钢筋混凝土底板5是在振动台的台面上现场浇筑而成，钢筋混凝土底板5的长度和宽度根据振动台的尺寸而定，高度150mm，浇筑前预留螺栓孔。所述的钢筋混凝土山体4是在钢筋混凝土底板5上现场浇筑而成，钢筋混凝土山体4的高度与拱坝模型持平，钢筋混凝土山体4的长度和宽度根据振动台的尺寸和承载能力而定，浇筑前预留螺栓孔。所述的拱坝整体组合钢模板3由若干单层拱形组合钢模板2通过竖向螺栓连接而成，单层拱形组合钢模板2的高度在150mm～300mm之间，具体高度依据坝体形状和尺寸而定。所述的单层拱形组合钢模板2是由若干单块拱形钢模板1通过水平向螺栓连接而成，用于单块拱形钢模板1之间连接的螺栓不少于2根，间距150mm。所述的单块拱形钢模板1是由厚度15mm的钢板根据拱坝尺寸机械加工而成，拱形钢模板周围与厚度相同的钢板条焊接，钢板条宽度为30mm，上面留有螺栓孔。
制作步骤如下：
1）制作钢筋混凝土底板5，在振动台台面上支模，铺设钢筋，现场浇筑厚度为150mm的钢筋混凝土底板，浇筑前预设螺栓连接孔，标准养护28天；
2）制作钢筋混凝土山体4，在养护完成的钢筋混凝土底板上支模，铺设钢筋，现场浇筑钢筋混凝土山体，浇筑前预设螺栓连接孔，标准养护28天。其中，山体高度根据拱坝振动台模型尺寸确定，山体的宽度和长度根据振动台的尺寸和承载能力确定；
3）拱坝模型分层分块设计，依据拱坝分缝形式和体型高度，将坝体模型沿高度方向分为若干层，每层再根据拱弧长度和分缝情况沿水平向分为若干块；
4）制作单块拱形钢模板1，利用厚度为15mm的钢板根据拱坝尺寸机械冲压加工而成，拱形钢模板四周焊接厚度相同、宽度为30mm的钢板条，钢板条上面预留螺栓连接孔，钢模板刷漆进行防锈保护；
5）拼装单层拱形组合钢模板2，将同一高度的单块拱形钢模板通过螺栓连接起来，检查是否存在凸凹不平、拼接不严密等制作缺陷，如有缺陷，重新修理或制作相应位置的拱形钢模板，直至达到设计要求；
6）拼装拱坝整体组合钢模板3，将拼装完成的最下边单层拱形组合钢模板通过螺栓与钢筋混凝土山体连接，然后逐层通过螺栓连接单层拱形组合钢模板直至完成拱坝整体组合钢模板。
本装置由拱坝整体组合钢模板3、钢筋混凝土山体4以及钢筋混凝土底板5三部分通过螺栓连接组成。
所述用于制作碾压混凝土拱坝振动台模型的装置制作时先用螺栓把钢筋混凝土底板5与振动台连接，再利用螺栓把钢筋混凝土山体4与钢筋混凝土底板5连接，最后利用螺栓将钢筋混凝土山体3与拱坝整体组合钢模板3连接。
钢筋混凝土底板5在振动台台面上现场浇筑，标准养护而成；钢筋混凝土山体4在养护完成的钢筋混凝土底板5上现场浇筑，标准养护而成；振动台台面与钢筋混凝土底板5以及钢筋混凝土底板5与钢筋混凝土山体4均通过高强度螺栓固定连接；单块拱形钢模板1根据拱坝尺寸机械加工而成，拱形钢模板周围焊接厚度相同的钢板条，钢板条上面留有螺栓孔；同一高程处的单块拱形钢模板1通过水平向螺栓连接，形成单层拱形组合钢模板2；不同高程处的单层拱形组合钢模板2通过竖向螺栓连接，形成拱坝整体组合钢模板3。
在振动台上进行碾压混凝土拱坝地震破坏机理试验研究时，一般采用整体浇筑的方法制作振动台坝体模型。这种碾压混凝土坝模型的制作方法有很多弊端还没有克服，其中之一就是碾压层面性状的模拟问题。地震动力模型试验时忽略碾压层面性状模拟，将导致坝体裂纹出现的先后顺序以及分布规律发生变化，从而影响大坝失效模式和试验结果的测定。
为了在碾压混凝土拱坝振动台模型试验时能够模拟碾压层面性状对其地震破坏机理的影响，本专利设计了逐层拼装的组合钢模板装置，在浇筑模型坝体时可以实现从下到上依序浇筑坝体模型，实现对分层碾压施工特点的模拟。该发明的整体组合钢模板是由单块钢模板分块分层连接合成，先拼装底层钢模板并使其与钢筋混凝土山体相连接，通过分层碾压方式制作此高程处模型，再逐层拼装上部钢模板并制作模型直至完成整体拱坝模型，从而模拟了碾压混凝土坝分层碾压的施工效果。当进行振动台试验时，由于碾压混凝土坝模型是分层碾压制作而成的，碾压层面的存在降低了模型材料本体强度，导致坝体裂纹出现的先后顺序以及分布规律发生变化，能够反映碾压混凝土多层结构的性质。
综上所述，本于制作碾压混凝土拱坝振动台模型的装置工艺简单，操作方便，能够实现碾压混凝土拱坝多层结构性质的模拟，且该装置容易维护，可多次重复使用，成本低廉。