带有新型组合止水接头的钢板桩模型制造技术

本实用新型专利技术涉及一种带有新型组合止水接头的钢板桩模型，它包括水槽，河床，上下游河水，钢板桩，钢板桩拦截河水，新型组合止水接头；河床铺设于水槽底部；钢板桩插入河床一定深度固定于水槽中，钢板桩两端与两块玻璃壁之间通过新型组合止水接头连接，两块钢板桩之间为钢板桩拦截河水，在钢板桩与玻璃壁连接完成后抽出；钢板桩的两端分别套设在可滑移的U型膨胀橡胶止水带中，U型膨胀橡胶止水带和玻璃壁之间的空隙处加注清水并填充陶土泥止水带。本实用新型专利技术可开展河流截断工程的试验模拟，能够有效防止钢板与玻璃壁之间的界面渗流，同时又不因边界约束改变钢板桩的变形特性，提高测试数据的可靠性。试数据的可靠性。试数据的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
带有新型组合止水接头的钢板桩模型


[0001]本技术涉及一种带有新型组合止水接头的钢板桩模型。

技术介绍

[0002]应用场景：中国是世界上河流最多的国家，随着城市建设的快速发展，特别是在人口密集的大中型城市中，常遇到穿越河道的工程。为了开展工程建设，需临时阻断河道或是在河口围出一块封闭区域，钢板桩止水性能好，施工速度快，绿色环保是这类工程的首选围护结构。由于风、浪、流荷载复杂，需要通过水槽模型试验来标定工程设计参数。本申请公开了用于水槽模型试验的钢板桩模型，由于带有新型组合止水接头，有效解决了传统钢板桩水槽模型试验的边界渗流问题，能够更为真实的模拟实际工程，减小由于边界渗流导致的模型试验误差，具有很强的实用价值。
[0003]水力实验室的水槽采用玻璃壁，能够方便观测实验现象。但由于水槽成狭长型，宽度较小，国内知名的河海大学风浪流水槽宽度也仅1.0m，同济大学波流水槽宽度0.8m，结构与水槽玻璃壁界面的边界渗流条件对试验结果的影响非常大。传统钢板桩水槽模型试验的止水方法有橡胶止水和硅胶止水。橡胶止水带在玻璃壁清洁度非常高的情况下止水较好，但是由于河道水槽模型的河床为砂、土、砾石等颗粒物，橡胶止水带无法阻断颗粒物与玻璃壁形成的渗流区。硅胶止水效果较好，但是硅胶对结构变形的限制作用相当明显，而且硅胶打在玻璃壁上难以清洁，对实验室的重复使用造成很大困扰。

技术实现思路

[0004]本技术旨在克服现有技术的缺陷，提供一种带有新型组合止水接头的钢板桩模型，既不影响结构的自由变形，又能够极大程度地减少边界渗流。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
[0006]一种带有新型组合止水接头的钢板桩模型，其特征在于：它包括水槽，河床，上下游河水，钢板桩，钢板桩拦截河水，新型组合止水接头；
[0007]所述水槽包括角钢框架、设于角钢框架底部的槽底混凝土、设于角钢框架两侧的混凝土壁、设于角钢框架正面和背面的两块玻璃壁；
[0008]所述新型组合止水接头包含U型膨胀橡胶止水带、陶土泥止水带和清水；
[0009]所述河床铺设于水槽底部；所述上下游河水是通过水流控制系统注入水槽内的自来水；所述钢板桩有两块，它们通过插入河床一定深度固定于水槽中，钢板桩两端与两块玻璃壁之间通过新型组合止水接头连接，起到防止边界渗流的作用；两块钢板桩之间为钢板桩拦截河水，在钢板桩与玻璃壁连接完成后抽出；
[0010]所述钢板桩的两端分别套设在可滑移的U型膨胀橡胶止水带中，所述U型膨胀橡胶止水带和玻璃壁之间的空隙处加注清水并填充陶土泥止水带。
[0011]所述的带有新型组合止水接头的钢板桩模型，其特征在于：所述U型膨胀橡胶止水带的厚度为3
‑
5mm。
[0012]所述的带有新型组合止水接头的钢板桩模型，其特征在于：所述陶土泥止水带的高度为8
‑
10mm。
[0013]本技术的有益效果是：
[0014](1)有效防止钢板桩与玻璃壁接触界面的渗流，同时不限制钢板桩的自由变形，更真实地体现工程原型的边界条件；
[0015](2)有效减小钢板桩硬质材料与玻璃壁紧密接触时产生的局部高应力，降低玻璃壁破损风险；
[0016](3)橡胶易拆卸，陶泥易清洗，对实验设施无任何不良影响；
[0017](4)接头材料成本低，工艺简单，可复制性强。
[0018]能够减小缩尺模型试验由于边界渗流问题导致的结果不准确，减小试验误差，更为真实的反映结构受力特性。所含新型组合止水接头既利用了橡胶止水带灵活的拆装性能，又利用止水带内外水压平衡原理增加橡胶止水的密封性，同时，利用配有膨润土和蒙脱石的陶土泥低渗透性对玻璃壁与钢板之间的接缝进行二次封堵，极大地提高了接头止水效果。同时，陶土泥的主要成分高岭土本为黏土的一种，对地基土性的影响非常小，不会限制钢板桩在荷载作用下的自由变形。带有新型组合止水接头的钢板桩模型，工艺简单，造价低，用于水槽模型实验短期止水的效果非常明显，具有很强的实用价值。
附图说明
[0019]下面结合附图和实施方式对本技术作进一步的详细说明：
[0020]图1为本申请的结构示意图。
[0021]图2为图1俯视方向的示意图。
[0022]图3为新型组合止水接头和玻璃壁连接处示意图。
[0023]图4为应用场景示意图。
[0024]图中，水槽1，河床2，上下游河水3，钢板桩4，钢板桩拦截河水5，新型组合止水接头10，U型膨胀橡胶止水带11、陶土泥止水带12，清水13，两排钢板桩截断河流区域的部分泥沙14，钢支撑15、钢围檩16，区间隧道模型17。
具体实施方式
[0025]如图1、2、3所示：一种带有新型组合止水接头的钢板桩模型，它包括水槽1，河床2，上下游河水3，钢板桩4，钢板桩拦截河水5，新型组合止水接头10；
[0026]所述水槽1用于水力实验，它包括角钢框架8、设于角钢框架8底部的槽底混凝土6、设于角钢框架8两侧的混凝土壁7、设于角钢框架8正面和背面的两块玻璃壁9；
[0027]所述新型组合止水接头10包含U型膨胀橡胶止水带11、陶土泥止水带12 和清水13；
[0028]所述河床2，为模拟河床，根据实验设计为铺设一定厚度的土石，河床2铺设于水槽1底部；所述上下游河水3是通过水流控制系统注入水槽内的自来水；所述钢板桩4有两块，它们通过插入河床2一定深度固定于水槽1中，钢板桩4 两端与两块玻璃壁9之间通过新型组合止水接头10连接，起到防止边界渗流的作用；两块钢板桩4之间为钢板桩拦截河水5，在钢板桩与玻璃壁9连接完成后抽出；
[0029]所述钢板桩4的两端分别套设在可滑移的U型膨胀橡胶止水带11中，该U 型膨胀橡胶止水带11的厚度为3
‑
5mm，所述U型膨胀橡胶止水带11和玻璃壁9 之间的空隙处加注清水13并填充陶土泥止水带12，陶土泥止水带的高度为 8
‑
10mm。
[0030]本申请安装过程如下：
[0031](1)在水槽1中铺设河床2泥沙；
[0032](2)在水槽1中注入模拟的上下游河水3；
[0033](3)在钢板桩4(不要放置于水槽1中)安装U型膨胀橡胶止水带11，并将U型膨胀橡胶止水带11置于图3虚线的位置；
[0034](4)将装有U型膨胀橡胶止水带11的钢板桩4置入水槽1中，并移动U 型膨胀橡胶止水带11置于图3中A处的位置，此时U型膨胀橡胶止水带11与水槽玻璃壁9之间产生了少量空隙，在空隙中注入清水13；
[0035](5)安装陶土泥止水带12；陶土泥的主要成分为高岭土，颜色呈褐红色，含有蒙脱石和膨润土。利用搓条法将陶泥拌水至陶泥达到塑限，加注5％水量，避免陶土泥止水带在安装过程中开裂。陶土泥止水带制作为两边90
°
夹角的鼓型截面，高度以8
‑
10mm为宜，长度不小于钢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有新型组合止水接头的钢板桩模型，其特征在于：它包括水槽(1)，河床(2)，上下游河水(3)，钢板桩(4)，钢板桩拦截河水(5)，新型组合止水接头(10)；所述水槽(1)包括角钢框架(8)、设于角钢框架(8)底部的槽底混凝土(6)、设于角钢框架(8)两侧的混凝土壁(7)、设于角钢框架(8)正面和背面的两块玻璃壁(9)；所述新型组合止水接头(10)包含U型膨胀橡胶止水带(11)、陶土泥止水带(12)和清水(13)；所述河床(2)铺设于水槽(1)底部；所述上下游河水(3)是通过水流控制系统注入水槽内的自来水；所述钢板桩(4)有两块，它们通过插入河床(2)一定深度固定于水槽(1)中，钢板桩(4)两端与两块玻璃壁(...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭铭，朱艳，林伟强，毕竞超，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：新型
国别省市：