谈橡胶坝坝袋振动原因及防振措施

摘 要：橡胶坝是水利水电工程中一项重要的施工项目，其对水利水电工程效用的发挥有着较大影响。橡胶坝是一种新型的坝体结构，其优良的特性受到了工作人员的青睐，在水利水电工程中应用越来越广泛，而且收到了良好的效果，不但提高了水电站生产效率，还改善了周围生态环境。在水电站投入使用后一段时间，橡胶坝坝袋有时会出现振动现象，这会影响橡胶坝的正常使用，本文对橡胶坝坝袋振动的原因进行了分析，还提出了防振的措施，以供参考。

关键词：橡胶坝;坝袋;振动;原因;措施

橡胶坝是水利事业不断发展的产物，其具有一定的先进性，而且在现代水利工程中应用越来越广。橡胶坝在施工的过程中，主要采用了高强度的合成纤维以及橡胶这种材料，在加工的过程中，使坝体呈现出了胶布的形式，并形成了封闭式坝袋。橡胶坝具有特殊的坝体结构，其可以通过注水充胀的形式，利用坝袋实现挡水的作用，但是在这一过程中，有时会出现坝袋振动的现象，影响了橡胶坝挡水的效果，必须采取有效的措施对其进行防治。

1 橡胶坝坝袋振动的原因

橡胶坝是一种新型的水利建筑，其具有质量轻、效能高的优点，坝袋是橡胶坝坝体结构的重要组成部分，这种坝袋由于材质的问题，自重比较轻，但是可以发挥出挡水的作用。在橡胶坝应用的过程中，会受到较多外力的影响，坝袋由于和水流接触，所以，有时会出现振动现象。由于橡胶坝结构比较特殊，所以，在分析坝袋振动原因时，具有一定的复杂⌘性以及难度，在分析的过程中，工作人员一定要全面、综合的考虑影响因素，这样才能保证橡胶坝正常运行，笔者结合自身经验，对橡胶坝坝袋振动的原因进行了分析，以供交流借鉴。

1.1 坝顶溢流量

坝顶溢流是坝袋产生振动的原因之一，这一原因引起的振动不易被发现，这主要是因为当坝顶溢流的流量比较小时，坝袋虽然振动的频率很高，但是水流脉动压力比较小，所以，产生的动能也比较小，对坝袋振动影响也比较小，坝袋振幅比较低，所以不易被工作人员发现，但是随着溢流量的增加，水流动能会逐渐增大，振动强度也会相应增加，如果还不采取措施进行处理，则会对橡胶坝的安全运行造成威胁。

下游水位较低时，橡胶坝下游会产生一定水跃，水流的产生的动能会向下游传播，此时对坝袋上游的影响比较小，这是坝袋出现振动主要是由于水流脉动压力造成的。当下游水位不断上涨时，坝袋振动的幅度会不断增大，这是由于坝下游水跃产生水流脉动压力引起的。当下游水位开始降低时，橡胶坝还会出现共振问题。

1.3 坝体跨度

坝高与坝顶溢流不变时，坝袋跨度越大，则坝袋振动的幅度以及强度越大。由于坝袋内有较多的水，而这些水体会产生一定压力差，而且会出现流动现象，坝袋的跨度增加后，会使水流不断撞击而形成水波，水波强度增加后，会产生共振，时坝袋出现此起彼伏的振动现象。

1.4 坝袋锚固与两岸连接形式

在橡胶坝施☭工的过程中，采用双锚固可以提高坝袋的抗振性，这主要是因为双锚固具有一定的约束作用，可以减小水流对坝袋的影响，还可以减少坝袋出现磨损的次数;而采用单锚固，则增加了坝袋活动的范围，容易使坝袋出现拍打振动。坝袋与两岸连接的形式主要有两种，一种是斜墙ถ，另一种是直墙，相比较而言，斜墙的形式有助于减小坝袋振动的频率，而直墙会增大坝袋活动的自由度，增加了坝袋振动的幅度。

1.5 充胀介质

橡胶坝袋内的充胀介质可为气体、水和水气并用3种。同等规模的橡胶坝工程，充气橡胶坝坝袋断面周长小于充水橡胶坝，且空气密度要小于水的密度，所以充气橡胶坝比充水橡胶坝更加轻柔。而充气橡胶坝为防止坝袋漏气，一般采用单锚形式，坝袋活动的自由度相对较大，故在相同条件下，充气橡胶坝比充水橡胶坝更☂易引起振动破坏。

1.6 坝袋安装不标准

单跨橡胶坝袋重量一般在20t左右，容易造成施工安装与设计不符，一端比另一端过紧，造成坝袋断面比另一端小，坝顶高程也略低，这样坝顶发生溢流时，溢流水深不同造成坝顶所受压力也不同，并且由于橡胶坝是属于一种柔性坝体，当水流压力作用到坝袋上时，坝袋两端所承受的水压并不是相同的，而袋内的水体会随着压力的作用而反复晃动，这就会引起坝袋的振动。

2 橡胶坝坝袋的防振措施

为了能够有效防止橡胶坝坝袋的振动，避免因振动造成的次生危害，保证坝体结构的稳定性与安全性。我们就需要在分析坝袋振动的成因基础上来研究坝袋的防振措施。笔者以自己的实践经验为依据，通过仔细的研究分析，得出了一些坝袋防振的方法建议。

2.1 工程设计方面

橡胶坝设计布置时应在不影响河道泄洪能力前提下，基础底板比河床适当抬高，尽可能使底板高程高于下游正常尾水位，可形成低固定坝;坝后紧接陡坡，水流过坝后急泄入消力池，改善水流条件，使坝袋不受下游尾水影响;基础底板及两侧端墙，凡是与坝袋接触部分必须平整光滑，以减轻坝袋的振动磨损。坝址应选择在过坝水流流态平顺及河床岸坡相对稳定的河段，这不仅避免发生波状水跃和折冲水流，而且使过坝水流平顺，以减轻坝袋的振动和磨损。针对不同形式的橡胶坝工程，尽量采用双锚固型式，以降低坝袋振动强度。

2.2 工程施工方面

在橡胶坝的施工过程中，楔块挤压锚固槽二期混凝土施工时，槽口线和槽底ล线一定要直，槽壁要求光滑平整，楔块要在预制厂制作，要求实心密实、表面光滑、精确度高;螺栓压板锚固要求螺栓准确定位，垫板、压板制作精确，不能出现翘板、变形、缺角和粗糙现象。在施工安装坝袋时，要准确定位，不要出现较大偏差，尽可能符合设计要求，误差在容许值范围之内。

2.3 工程管理方面

橡胶坝工程能否充分发挥其效益，运行管理是关键。首先是控制坝顶的溢流量，其次是调整下游水位，若下游水位较低，应尽可能提高到一半坝高以上运行，这样振动危害性也就小得多。另外，改变坝袋内的内水压力，改变坝体自振频率，使其避开水流脉动的主频率，防止坝袋共振现象的发生。在汛期时，应注意将坝袋坍平，以利于排洪排沙和减轻坝袋振动磨损。

结束语

橡胶坝是一种新型的水工建筑，其具有较多的优点，但是如果在施工的过程中，施工设计不合理，或者施工技术以及材料不达标，施工质量较低，会使坝袋出现强烈的振动，这会影响橡胶坝的正常运行。坝袋振动是橡胶坝在运行时经常出现的问题，如果工作人员没有采取有效的措施对其进行防治，会大大缩短橡胶坝的使用寿命，还会影响水利水电工程效用的发挥。本文对橡胶坝坝袋振动原因以及防振措施进行了介绍，希望可以对施工人员提供一定可借鉴经验，从而保证橡胶坝可以安全、稳定的运行。

参考文献

[2]房文玲.有关橡胶坝设计问题探讨[J].井冈山学院学报，2008（3）.

[3]陈令明.橡胶坝运用应注意的几个问题[J].今日科苑，2008（8）.