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南水北调中线工程漕河渡槽安全监测设计

2021-04-06 来源:易榕旅网
维普资讯 http://www.cqvip.com 水利水电技术第39卷2008年第5期 南水北调中线工程漕河渡槽安全监测设计 李峰 ,贾志营 ,张颖军。 300220) (1.三峡大学,湖北宜昌443002;2.葛洲坝集团有限公司,湖北宜昌43002; 3.水利部河北水利水电勘测设计研究院,天津摘要:对南水北调中线京石段应急供水工程漕河渡槽段30 m跨多侧墙渡槽的安全监测设计进行研 究,阐述了大跨度输水渡槽安全监测的设计原则、监测项目及具体布置,为同类型大跨度渡槽的安全 监测设计提供借鉴。 关键词:漕河渡槽;安全监测;南水北调中线工程 中图分类号:TV672.3(222) 文献标识码:B 文章编号:1000—0860(2008)05—0080—03 Design of safety monitoring for Caohe River Aqueduct on Mid-route of South-to・North Water Transfer Project LI Feng ,JIA Zhi—ying ,ZHANG Ying ̄un (1.Three Gorges University,Yichang 443002,Hubei,China;2.China Gezhouba Water&Power(Group)Co.,Ltd., Yichang 443002,Hubei,China;3.Hebei Hydroelectirc Investigation,Design and Research Institute,Tianjin 300220,China) Abstract:Analysis on the desin gof safety monitoring for Caohe River Aqueduct(structured with spans of 30 m and multi—side walls)for the emergency water supply projcct of the Beijing—Shijiazhuang Section on the Mid—outre of the South—to—Noah Water Transfer Project is studied herein;in which the desin gprinciple,monitoring items and the generla layout of the sfetay monitoring or lfarger span aqueduct are described as wel1.This study Can provide a reference for the desin of sagfety monitoring system for the similr aqueducts.a Key words:Caohe River Aqueduct:safety monitoring;Mid—outre of South—to—North Water Trnsafer Project 1 概述 宽度为4.7 in。墩身为空心重力墩,墩高l1.2~33.9 in, 墩身外坡比为20:1。承台尺寸为26.0 in X 8.0 in X 2.0 in(长X宽X高),承台下基础包括摩擦桩、端承 桩、扩大基础等结构形式。 南水北调中线总干渠漕河渡槽段是南水北调中线 京石段应急供水工程的重要组成部分,本文主要对其 中30 in跨多侧墙渡槽安全监测设计进行研究。渡槽 建筑物布置及结构如下:30 in跨多侧墙渡槽槽身段 起止桩号为376+370.4~377+600.4,总长1 230 in, 2设计原则 由于国内大跨度渡槽安全监测工作尚属起步阶 段,可参照工程和规程规范不多。安全监测设计过程 共41跨。上部结构为三槽一联式多侧墙矩形渡槽。 渡槽端部高7.9 in,跨中高7.4 in,槽宽22 in,整个 渡槽由4根T型梁及连接底板和顶板拉杆形成梁槽整 体受力的简支三向预应力混凝土结构。单槽断面尺寸 中主要是依据现行《混凝土坝安全监测技术规范》 (DL/T 5178--2003)的要求,结合漕河渡槽的具体情 况,突出输水建筑物的特点,在安全监测设计中遵循 以下设计原则:(1)明确的监测目的。针对渡槽的结 构特点和受力情况,监测设计目的主要是保证为渡槽 6.0 m x5.4 in。槽身加设侧肋及底肋,墙顶设连接拉 杆。槽身纵坡1/3 900。输水运行期设计水深4.15 in, 加大水深4.79 in,对应输水设计流量125 in /s,加 大流量150 in /s。下部支撑结构为墩台式,由上至下 分别为墩帽、墩身和承台,其中墩帽长度为23.0 in, 80 收稿日期:2007—11—20 作者简介:李峰(1972一),男,工程师,硕士。 WaterResources andHydropowerEngineering Vo1.39No.5 维普资讯 http://www.cqvip.com

李峰,等∥南水北调中线工程漕河渡槽安全监测设计 施工和运行期提供全面的数据保 证,同时为国内尚属起步阶段的大 跨度渡槽安全监测设计积累经验。 (2)全面充分的监测项目。为了全 面反映三向预应力渡槽的工作性 态,设计中突出了对主梁、次梁、 后浇带和预应力锚索的监测;同时 兼顾对侧墙侧肋、底板和拉杆的监 —— 测;另外对渡槽的纵向坡比和沿程 2 I30 。 。 不均匀沉降进行了垂直变形监测。 使监测项目做到突出重点,兼顾全 图1 次梁及侧墙侧肋监测布置(单位:em) 面,相关项目统筹安排,相互配合。(3)可靠的监测 仪器设备选型。大型输水工程投资造价高、运行年限 长。可靠的监测仪器设备是监测工作中重要的基础保 证。仪器选型中主要考虑设备必须耐用、可靠、实 用、有效,力求先进和便于实现自动化监测。渡槽监 测中均使用钢弦式仪器。(4)必要的经济性和合理 性。考虑到安全监测的造价因素,兼顾后期监测自动 化及资料分析的需要,设计中尽可能使监测项目简 化,同时进行了部分测点的优化,使各监测项目能够 3.2次梁及侧墙侧肋监测布置 次梁及侧墙侧肋为渡槽重点观测部位,渡槽底部 横向设置有l2根次梁,对应侧墙上设置有l2道侧 肋。其中跨中次梁底宽0.7 m、两端次梁底宽0.9 m; 次梁高度跨中为1.4 m、端部为2.5 m。监测布置选 取跨中第6号次梁及侧肋进行监测。共布置钢筋计 l6支,应变计9支、无应力计4支和温度计l2支。 具体仪器布置位置详见图l,其中钢筋计沿横向布置 在次梁上下层钢筋上,应变计与钢筋计布置方向相 相互配合校核。做到即经济合理节省投资,又满足安 全监测数据采集要求。 同。为了监测槽身混凝土的温度和自生体积变形,在 次梁l 和2 槽下分别布置4支温度计和2支无应力 3安全监测项目及观测仪器布置 30 m跨多侧墙渡槽安全监测设计选取具有代表 性的第4l 跨为监测跨,选取第40 墩为监测墩。具 体安全监测项目包括:槽身混凝土应力应变监测、 槽身钢筋应力监测、槽身预应力锚索监测、槽顶及 墩身垂直位移监测、槽身温度监测、槽墩基础渗透 水压力监测和槽墩基础土压力监测。内部观测仪器 采用钢弦式,主要包括应变计、无应力计、钢筋 T● ● ●● 计。由于渡槽在北方冬季输水运行时外界气温很低, 造成渡槽内外温差大。为了监测侧墙及侧肋的温度梯 度,在两边侧墙及侧肋中上部冬季可能形成冰盖的位 置布置温度计8支,以求全面掌握侧墙内准确的温度 梯度。 3.3预应力监测布置 渡槽采用三向预应力结构,即沿纵向在主梁、墙 体和过水底板内设置预应力锚索;沿横向在次梁和过 水底板内设置预应力锚索;在侧墙和侧肋内沿垂直向 设置预应力锚索。预应力在结构承载中起着重要作 用,监测设计中选取其中有代表陛的l4孔进行监测。 共布置l4套锚索测力计。具体布置详见表l。 表1 预应力锚索监测仪器布置情况 预应力锚索方向 主计、锚索测力计、温度计、渗压计和土压力计等。 垂直位移监测采用B一2型水准标志和B一4型墙上 水准标志。 3.1主梁监测布置 渡槽底部纵向设置有4根主梁,其中跨中主梁底 宽1.4 m、两边主梁底宽1.3 m;主梁高度端部为 2.5 m、跨中为2.0 m。为了掌握主梁内部的钢筋应 力和混凝土应变情况,选取第3、4号主梁进行监测, 共布置钢筋计l0支,应变计l0支。钢筋计沿纵向布 置在主梁底部钢筋上,应变计与钢筋计配合布置。在 监测过程中,即可以定量得到钢筋应力和混凝土应变 结果,又可以定性校核主梁在外部荷载和温度影响作 用下的变化趋势。 水利水电技术第39卷2008年第5期 部 梁 位 锚索测力计数量/套 3 纵向 中墙、侧墙 槽顶人行道板 过水底板 2 2 1 4 横向 次梁 竖合向 计 侧墙及侧肋 2 l4 (下转第84页) 81 维普资讯 http://www.cqvip.com

李燕,等∥南水北调中线干线工程水量调度系统设计与研究 l 日常业务处理子系统 水量调度业务处理系统  l水量调度评价指标体系  I l ll 年内方案编制子系统L 水量统计与水 费计算子系统 计划完成情况l l供水保证程度 l渠道输水安全 水量调度效果 l L ..L ..L ..L .....L .....L ....L ....L 实时调度方 案生成系统 方案分析评价系统l I 链 月 周 计 计 计 划 划 划 兀 兀 兀 成 成 成 情 情 情 链 月 周 日 供 供 供 供 水 水 水 水 保 保 保 保 证 证 证 证 程 程 程 程 l I l 况 况 况 度 度 度 度 中 中 事 断 断 故 供 供 次 水 水 数 次 时 和 数 间 性 质 安 全 供 供 水 水 水 量 质 效 损 达 益 失 标 费 盛 盛 用 比 调度方案生成模型l l方案评价模型 I 方案编制模型 ——图4水量调度初步评价指标体系 强连接 ………一数据连接 然河道不同的问题有各水量分配单元指标化差别、工 程控制的时空联动性,流量的演进参数化问题、不同 冰期的输水约束问题。(2)建立水量调度评价系统, 从工程安全、满足用户用水需求、经济性等方面对年 调度结果进行分析评价,通过评价不断优化调度参 图3水量调度业务处理系统集成内容示意 行政办公业务处理需求,实现完整、规范和集成化的 事务处理和数据处理,促进行政办公管理工作规范 化、标准化、程序化和科学化。但在以下方面尚需进 一数,为整个南水北调中线工程优化调度提供技术支 持。初步的评价指标体系见图4。鉴于南水北调中线 工程是一项从无到有的宏大工程,所建立的评价指 标、评价方法需要在实际运用中进一步研究、实践和 改进。 步的完善和研究:(1)南水北调中线的水量分配与 自然河流流域的水量分配有很大的差别,比天然河道 较易处理的技术问题是加水节点少且每年的可分配水 量总量可控性高、水量演进的水力学规律性强、控制 工程多、基本没有强制性的最低生态流量需求,与天 (责任编辑聂建平) (上接第81页) 基不均匀沉降引起的槽身纵向坡比变化,监测设计中 在槽顶3 人行道板上沿程布置B一2型水准标志51 个(其中第41 观测跨布置12个)。为了能够进一步 3.4墩身及承台监测布置 30 m跨渡槽段基础部位主要位于原漕河主河槽 段,地质情况较复杂。为了监测基础渗透水压力和槽 墩回填土压力的情况。监测设计中选取第40 墩进行 分解累计沉降量,在40个槽墩两端沿程布置B一4型 墙上水准标志80个。力求能够在运行期通过垂直位 移监测,全面掌握地基沉降和支座沉降等因素对槽身 的沉降影响。 木 木 木 木 仪器布置。结合现场扩大基础结构形式,共布置基础 底板底部渗压计2支;基础底板及墩身表面土压力计 5支。具体仪器布置位置详见图2。 3.5槽顶及墩身垂直位移监测布置 南水北调中线工程要求全线自流输水,在漕河渡 截至目前漕河段土建施工已接近尾声,安全监测仪 器设备已基本安装埋设完毕。仪器埋设后,按相关规范 及技术要求及时进行了观测,采集到较为全面的监测资 料。对指导渡槽施工、校核设计参数和积累渡槽设计经 验取得了可靠的数据保证。 槽段槽身纵坡为1/3 900。这对保证坡比的混凝土施 工要求很高。为了监测输水运行期由于外部荷载和地 参考文献: [1] 李峰,贾志营,等.落地矩形 渡槽水化热温度分析[J].水利水 电技术,2007,(6). [2] 黄学才,唐玲,赵 卫.构皮 滩水电站拱坝变形监测设计[J]. 人民长江,2006,37(3). 图2墩身及承台监测布置(单位:cin) ’ (责任编辑水利水电技术第39卷陈小敏) 2008年第5期 

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