波纹钢渡槽的制作方法

1.本发明涉及水利工程技术领域，具体地说，涉及一种波纹钢渡槽。


背景技术：

2.渡槽是一种水利工程设施，主要用于将水从一个地方输送到另一个地方，以满足灌溉、供水、排洪、导流等需要。渡槽通常需要跨越沟渠、道路、山谷等障碍物，因此需要架设在空中或埋设于地下。根据架设位置和方式的不同，渡槽可以分为架空渡槽和隧道渡槽两大类。根据结构材料的不同，架空渡槽常分为钢筋混凝土渡槽、预应力混凝土渡槽、砌石渡槽等。
3.钢筋混凝土渡槽是指采用钢筋混凝土作为主要结构材料的渡槽，具有强度高、耐久性好、施工方便等优点，但也存在重量大、成本高、易开裂等缺点。为了提高钢筋混凝土渡槽的耐久性和抗震性，通常在渡槽的混凝土中设置预应力筋，以提供预压力和抵抗拉应力，构成预应力混凝土渡槽；预应力筋通常由钢绞线或钢丝组成，通过波纹管或其他保护管穿设在混凝土中，并通过锚具固定在两端；其具有强度高、变形小、抗裂性好等优点，但也存在成本高、施工复杂、需配合张拉设备等缺点。
4.砌石渡槽，顾名思义是指采用砌石作为主要结构材料的渡槽，具有材料来源广泛、造型多样、适应性强等优点，但也存在抗震性差、维护困难、防渗效果不佳等缺点。
5.综上，现有的渡槽多采用混凝土或钢筋混凝土作为主要材料，这些材料的重量较大，导致渡槽的自重增加，增加了基础的承载要求和施工难度；同时，这些材料的耐腐蚀性较差，容易受到水流、气候、化学物质等因素的侵蚀，影响渡槽的使用寿命和安全性。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是提出一种波纹钢渡槽，以克服现有技术中架空渡槽构造复杂、施工成本高、容易开裂等问题。
7.为实现上述目的，本发明提出的技术方案是：波纹钢渡槽，包括渡槽本体、渡槽支柱和渡槽连接爪座，所述渡槽本体包括多组依次连接的波纹钢渡槽单元，渡槽本体内构成过水通道，渡槽本体下端通过渡槽连接爪座与渡槽支柱连接，所述渡槽支柱包括桩基础和设置在桩基础上的波纹钢墩柱，若干波纹钢墩柱将所述渡槽本体架设在空中并跨越障碍物。
8.进一步的，所述渡槽本体的截面为u形、v形、梯形或圆形。
9.进一步的，所述波纹钢渡槽单元由波纹钢板弯折构成，波纹钢渡槽单元的波纹线方向与过水方向垂直或平行，在波纹钢渡槽单元的两端设置渡槽单元连接法兰，相邻的波纹钢渡槽单元通过渡槽单元连接法兰正对后连接。
10.进一步的，所述波纹钢墩柱包括若干波纹钢管，波纹钢管的两端均设置钢管法兰圈，相邻的波纹钢管通过钢管法兰圈正对后连接；最底部的一节波纹钢管通过钢管法兰圈与桩基础栓接。
11.进一步的，在所述的波纹钢墩柱内设置钢丝网并填充加强填料。
12.进一步的，所述连接爪座包括承台、设置在承台上端面的一对承托爪体和设置在承台下端面的插接底筒；所述承台为平板结构，一对承托爪体平行设置在承台上，承托爪体的上部缺口与渡槽本体的外轮廓相匹配，在承托爪体上开设若干螺栓连接孔，承托爪体承托渡槽本体、承托爪体与渡槽单元连接法兰叠置后通过螺栓栓接一体；所述插接底筒为圆筒结构，其外径小于波纹钢管的内径，圆筒结构插入最顶部的一节波纹钢管后与之固定；在承台上设置有相互交叉的加强肋。
13.进一步的，在所述插接底筒的外壁固定设置挡圈，插接底筒插入波纹钢管，其挡圈与波纹钢管顶部的钢管法兰圈抵接，在挡圈上方还设置有压环，压环、挡圈和钢管法兰圈通过若干周向设置的螺栓连接一体。
14.进一步的，所述压环周向设置若干螺栓连接孔，所述挡圈为齿型结构，齿型结构的缺口用于通过螺栓，所述钢管法兰圈上对应设置干螺栓连接孔。
15.进一步的，沿着水流方向，在渡槽本体外设置若干纵梁；或者，沿着水流方向，在渡槽本体内设置若干纵筋。
16.进一步的，在所述过水通道内铺设光滑的内衬层，光滑的内衬层可选预制管片。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的波纹钢渡槽，波渡槽本体的波形结构也可以提高其抗弯刚度和抗剪能力，使其能够适应不同的地形和跨度，具有结构简单、施工方便、造价低廉、抗震性能好等特点，能够适用于各种地形和障碍物的跨越，提高了渡槽的安全性和稳定性，同时也节约了材料和人力资源，是一种环保经济的渡槽结构。
18.当然地，实施本发明的各技术方案并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
20.图1是本发明实施例1的整体结构示意图；图2是本发明实施例1波纹钢渡槽单元的连接示意图；图3是本发明实施例1渡槽支柱的结构示意图；图4是本发明实施例1连接爪座的立体结构示意图；图5是本发明实施例1连接爪座的主视图；图6是图5的a-a侧剖视图；图7是本发明实施例1挡圈的结构示意图。
21.图中，1-渡槽本体，101-波纹钢渡槽单元，102-渡槽单元连接法兰，103-密封件；2-过水通道；3-渡槽连接爪座，301-承台，302-承托爪体，303-挡圈，304-压环，305-加强肋，306-插接底筒；
4-桩基础；5-波纹钢墩柱，501-波纹钢管，502-钢管法兰圈；6-山体；7-高强度螺栓；8-公路。
具体实施方式
22.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
23.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
24.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。下面结合附图和实施例，对本发明做详细说明。
25.实施例1：本实施例提供了一种波纹钢渡槽，其结构示意图如图1所示。
26.为了更好地示例本发明渡槽的结构及原理，在本实施例中，波纹钢渡槽应用于临山的公路8位置，用于将山体6的渠道水跨过公路8导入河道或路渠。波纹钢渡槽的一端与山体6的渠道连接，波纹钢渡槽的主体架高跨越公路8，波纹钢渡槽的另一端与路渠或河道连接，起到输水、排洪或导流的作用。需要说明的是，在其他实施例中，该波纹钢渡槽可以应用于跨越沟渠、山谷、铁道、建筑等其他障碍物。
27.一种波纹钢渡槽，包括渡槽本体1、渡槽支柱和渡槽连接爪座3，渡槽本体1包括多组依次连接的波纹钢渡槽单元101，渡槽本体1内构成过水通道2，渡槽本体1下端通过渡槽连接爪座3与渡槽支柱连接，渡槽支柱包括桩基础4和设置在桩基础4上的波纹钢墩柱5，若干波纹钢墩柱5将渡槽本体1架设在空中并跨越公路8。
28.桩基础4通过混凝土承台把若干根桩的顶部联结成整体，共同承受动静荷载，而桩是设置于土中的竖直或倾斜的基础构件。桩基础4的作用是将渡槽本体1及波纹钢墩柱5带来的载荷传递给地下较深处承载性能好的土层，以满足承载力和沉降的要求。
29.本实施例中，渡槽本体1的截面为u形，如图2所示。波纹钢渡槽单元101由波纹钢板起弧构成，波纹钢渡槽单元101的波纹线方向与过水方向垂直，在每片波纹钢渡槽单元101的两端分别焊接渡槽单元连接法兰102，本实施例中，渡槽单元连接法兰102为半环形，渡槽单元连接法兰102上开设螺栓连接孔，相邻波纹钢渡槽单元101的渡槽单元连接法兰102正对后，通过高强度螺栓7栓接一体。为了加强渡槽本体1在输水时的密封效果，在渡槽单元连接法兰102的接触面涂抹密封胶或设置密封件103，在螺栓连接孔处设置密封垫圈。
30.参见图3，波纹钢墩柱5为由波纹钢管501构成的支撑体系，其具有轻质、高强、耐腐蚀、易施工等优点。波纹钢管501由波纹钢板卷制而成的圆形空心管，表面呈现出规则的波纹形状，能够有效提高管壁的刚度和承载能力。每节波纹钢管的高度为2-3米，在波纹钢管501两端都焊接有钢管法兰圈502，钢管法兰圈502为环形的钢板结构，其内径与波纹钢管的外径相同，其外缘上环形开设有若干个螺栓连接孔。
31.相邻的两节波纹钢管通过钢管法兰圈502对接并用高强度螺栓7固定。最底部一节波纹钢管502的钢管法兰圈与桩基础4通过锚栓连接，使波纹钢墩柱牢固地固定在桩基础4上。
32.为了提高波纹钢墩柱的稳定性和抗震性，其他实施例中，在波纹钢管内部铺设有钢丝网，钢丝网为由金属丝编织而成的网状物，能够增加波纹钢管内部的剪切强度和抗拉强度。在钢丝网的孔隙中填充有加强填料，如水泥砂浆、混凝土等，能够增加波纹钢管内部的抗压强度和抗冲击强度。通过这样的渡槽支柱设计，能够有效地承受渡槽本体的荷载和地震等外部作用力，保证渡槽的安全和稳定。
33.参见图4和图5，连接爪座3为波纹钢墩柱5和渡槽本体1的连接件，其下端连接波纹钢墩柱5，上端用于承托连接渡槽本体1。连接爪座3包括承台301、设置在承台301上端面的一对承托爪体302和设置在承台301下端面的插接底筒306；承台301为矩形平板结构，其外廓大于波纹钢管501的外径，以保证连接爪座3的整体稳定性，承台301的材料为钢板。一对承托爪体302相互平行设置在承台301上端面，承托爪体302的上部缺口与渡槽本体1的外轮廓相匹配，以抱并连接紧渡槽本体1，承托爪体302的材料为钢板。在承托爪体302上开设若干螺栓连接孔，螺栓连接孔的数量、位置和尺寸与渡槽单元连接法兰102上的螺栓连接孔相一致。承托爪体302承托着渡槽本体1，承托爪体302与渡槽单元连接法兰102叠置后通过高强度螺栓7栓接一体，形成一个牢固的上部连接结构。
34.插接底筒306为圆筒结构，焊接在承台301下端面，以保证插接底筒306能够顺利地插入波纹钢管501内部，插接底筒306的材料为钢管。插接底筒306插入最顶部的一节波纹钢管后与之固定，固定方式可以是焊接、螺栓或其他可靠的方式。
35.参见图6，在本实施例中，固定方式插接底筒306与波纹钢管501的固定方式为压环304栓接；在插接底筒306的外壁固定设置挡圈303，插接底筒306插入波纹钢管501时，其挡圈303抵接在波纹钢管501顶部的钢管法兰圈502上，在挡圈303的上方还设置有压环304，从上向下计，压环304、挡圈303和钢管法兰圈502通过若干穿过它们且周向设置的高强度螺栓7连接一体。这种压环栓接的方式能够有效地加固插接底筒306和波纹钢管501，防止插接底筒306在受力时发生滑动或脱落。
36.上述压环栓接固定结构中，需要在压环304、挡圈303和钢管法兰圈502上开设位置对应的螺栓连接孔，三个部件的叠置后栓接，这可能会导致对孔困难。为了解决这个问题，参见图7，本实施例的挡圈303设计为齿型结构，齿型结构的缺口用于通过高强度螺栓。这样，压环304只需要与钢管法兰圈502对孔，而不需要与挡圈303对孔，从而简化了对孔的难度和误差。同时，齿型结构的缺口还能够起到定位和防松的作用，防止压环304在受力时发生旋转或移动。
37.在承台301上设置有相互交叉的加强肋305，以增强承台301的强度和刚度，加强肋304的材料为钢板。通过这样的设计，连接爪座3能够更加稳固地连接渡槽本体1和波纹钢墩
柱5，保证渡槽的整体性和安全性。
38.在实际应用过程中，渡槽本体可能需要承受较大的跨度和载荷，因此需要考虑其抗弯折的问题。
39.一种解决方案是在渡槽本体外加纵梁。纵梁为由钢板或钢管构成的长条形结构，沿着水流方向与渡槽本体相连，起到加强和支撑的作用。纵梁可以通过焊接、螺栓或其他可靠的方式与渡槽本体连接。纵梁的数量、位置和尺寸可以根据渡槽的跨度和载荷进行合理设计和优化。这种解决方案的优点是能够有效地提高渡槽本体的抗弯折能力，增加渡槽的刚度和稳定性，适用于大跨度、载荷较大的情况。
40.另一种解决方案是在渡槽本体内加纵筋。纵筋为由钢筋或钢丝构成的长条形结构，沿着水流方向与渡槽本体内部相连，起到加强和支撑的作用。纵筋可以通过焊接、螺栓或其他可靠的方式与渡槽本体连接。纵筋的数量、位置和尺寸可以根据渡槽的跨度和载荷进行合理设计和优化。但这种解决方案可能会影响渡槽内部的密封性，同时可能会影响渡槽的外观和水流的流畅性。
41.本实施例的波纹钢渡槽具有以下技术效果：本实施例提供了一种波纹钢渡槽，其采用波纹钢板作为渡槽本体和墩柱的材料，具有轻质、高强、耐腐蚀、易施工等优点，能够降低工程成本和维护费用，延长使用寿命。本实施例采用半环形的渡槽单元连接法兰和承托爪体，能够有效地连接相邻的波纹钢渡槽单元和渡槽本体，提高渡槽的整体性和稳定性。其采用压环栓接的方式固定插接底筒和波纹钢管，能够有效地加固插接底筒和波纹钢管的连接，防止插接底筒在受力时发生滑动或脱落。本实施例采用齿型结构的挡圈，能够简化压环栓接的对孔难度和误差，同时起到定位和防松的作用，防止压环在受力时发生旋转或移动。本实施例在波纹钢管内部铺设钢丝网并填充加强填料，能够增加波纹钢管内部的剪切强度、抗拉强度、抗压强度和抗冲击强度，提高波纹钢墩柱的稳定性和抗震性。本实施例在渡槽单元连接法兰和螺栓连接孔处设置密封胶或密封件，能够增强渡槽本体在输水时的密封效果，防止水流泄漏或外界污染。本实施例波纹钢渡槽具有结构简单、安装方便、连接牢固、密封可靠等技术效果或优点。
42.实施例2：实施例2提供了一种波纹钢渡槽，其与实施例1的不同之处在于，在过水通道内铺设预制管片，以保护渡槽本体的内壁和提高过水效率。预制管片为半圆形的钢筋混凝土管片，其外径与渡槽本体的内径相同或略小。相邻的两个预制管片通过插接的方式连接，形成一个连续的过水通道。
43.本实施例中预制管片的内壁光滑平整，能够减少水流的阻力和损失，提高过水效率。预制管片的外壁与渡槽本体的内壁紧密贴合，能够保护渡槽本体的内壁不受水流的冲刷和磨损，延长渡槽本体的使用寿命。
44.实施例3：实施例3提供了一种波纹钢渡槽，其与实施例1或实施例2的不同之处在于，渡槽本体1的截面为v形。
45.实施例4：实施例4提供了一种波纹钢渡槽，其与实施例1或实施例2的不同之处在于，渡槽本体的截面为梯形。
46.实施例5：实施例4提供了一种波纹钢渡槽，其与实施例1或实施例2的不同之处在于，渡槽本体的截面为圆形，即，渡槽本体为波纹钢管。
47.实施例3-5通过调整渡槽本体的截面形状，适应不同的水流条件和地形条件，提高渡槽本体在输水时的性能和耐久性。
48.以上实施例中，波纹钢板的波形均为正弦波折形式，在其他实施例中，波纹钢板的波形也可以根据情况选择三角形波折形式、梯形波折形式或直角波折形式。
49.对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所属原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.波纹钢渡槽，其特征在于，包括渡槽本体、渡槽支柱和渡槽连接爪座，所述渡槽本体包括多组依次连接的波纹钢渡槽单元，渡槽本体内构成过水通道，渡槽本体下端通过渡槽连接爪座与渡槽支柱连接，所述渡槽支柱包括桩基础和设置在桩基础上的波纹钢墩柱，若干波纹钢墩柱将所述渡槽本体架设在空中并跨越障碍物。2.根据权利要求1所述波纹钢渡槽，其特征在于，所述渡槽本体的截面为u形、v形、梯形或圆形。3.根据权利要求2所述波纹钢渡槽，其特征在于，所述波纹钢渡槽单元由波纹钢板弯折构成，波纹钢渡槽单元的波纹线方向与过水方向垂直或平行，在波纹钢渡槽单元的两端设置渡槽单元连接法兰，相邻的波纹钢渡槽单元通过渡槽单元连接法兰正对后连接。4.根据权利要求1所述波纹钢渡槽，其特征在于，所述波纹钢墩柱包括若干波纹钢管，波纹钢管的两端均设置钢管法兰圈，相邻的波纹钢管通过钢管法兰圈正对后连接；最底部的一节波纹钢管通过钢管法兰圈与桩基础栓接。5.根据权利要求4所述波纹钢渡槽，其特征在于，在所述的波纹钢墩柱内设置钢丝网并填充加强填料。6.根据权利要求1所述波纹钢渡槽，其特征在于，所述连接爪座包括承台、设置在承台上端面的一对承托爪体和设置在承台下端面的插接底筒；所述承台为平板结构，一对承托爪体平行设置在承台上，承托爪体的上部缺口与渡槽本体的外轮廓相匹配，在承托爪体上开设若干螺栓连接孔，承托爪体承托渡槽本体、承托爪体与渡槽单元连接法兰叠置后通过螺栓栓接一体；所述插接底筒为圆筒结构，其外径小于波纹钢管的内径，圆筒结构插入最顶部的一节波纹钢管后与之固定；在承台上设置有相互交叉的加强肋。7.根据权利要求6所述波纹钢渡槽，其特征在于，在所述插接底筒的外壁固定设置挡圈，插接底筒插入波纹钢管，其挡圈与波纹钢管顶部的钢管法兰圈抵接，在挡圈上方还设置有压环，压环、挡圈和钢管法兰圈通过若干周向设置的螺栓连接一体。8.根据权利要求7所述波纹钢渡槽，其特征在于，所述压环周向设置若干螺栓连接孔，所述挡圈为齿型结构，齿型结构的缺口用于通过螺栓，所述钢管法兰圈上对应设置干螺栓连接孔。9.根据权利要求1所述波纹钢渡槽，其特征在于，沿着水流方向，在渡槽本体外设置若干纵梁；或者，沿着水流方向，在渡槽本体内设置若干纵筋。10.根据权利要求1所述波纹钢渡槽，其特征在于，在所述过水通道内铺设光滑的内衬层。

技术总结
本发明涉及一种波纹钢渡槽，包括渡槽本体、渡槽支柱和渡槽连接爪座，所述渡槽本体包括多组依次连接的波纹钢渡槽单元，渡槽本体内构成过水通道，渡槽本体下端通过渡槽连接爪座与渡槽支柱连接，所述渡槽支柱包括桩基础和设置在桩基础上的波纹钢墩柱，若干波纹钢墩柱将所述渡槽本体架设在空中并跨越障碍物。本发明的波纹钢渡槽，波渡槽本体的波形结构也可以提高其抗弯刚度和抗剪能力，使其能够适应不同的地形和跨度，具有结构简单、施工方便、造价低廉、抗震性能好等特点，能够适用于各种地形和障碍物的跨越，提高了渡槽的安全性和稳定性，同时也节约了材料和人力资源。同时也节约了材料和人力资源。同时也节约了材料和人力资源。


技术研发人员：赵建华 鲁楠
受保护的技术使用者：西安世纪金属结构有限公司
技术研发日：2023.07.19
技术公布日：2023/10/20