高边墩预应力钢筋混凝土坞式闸室三维数值仿真分析

为分析研究高边墩预应力钢筋混凝土坞式闸室结构的受力性能和计算方法,以安徽省颍上船闸工程为例,采用三维空间有限元模型,模拟墙后回填施工过程,计算作用于闸墙后的土压力荷载。由此进一步分析结构的变形和应力分布。对比分析有限元计算结果与实测值可以得出,计算值与实测值接近且趋势吻合。研究表明,当合理考虑土体和闸室的相互作用,并精确模拟回填施工过程,通过三维空间有限元可有效分析预应力闸室结构的受力性能。     

船闸闸室结构刚性桩加固地基承载特性分析

结合东部沿海地区某刚性桩加固地基船闸工程,运用ANSYS软件分别模拟一体式和分开式桩基加固地基船闸闸室结构,接触面均采用库伦摩擦模型,对两种桩基加固地基闸室结构分别进行闸室底板沉降与地基沉降、桩身竖向应力、桩身水平位移以及桩土荷载承担比共4个方面的对比分析。研究表明:一体式桩基加固闸室结构在一定程度上有利于减小闸室整体沉降和地基沉降,素混凝土垫层起到一定的调节作用;一体式桩基加固闸室结构桩基承担的竖向荷载大于分开式,土承担的荷载比例小于分开式;两种结构桩身水平位移沿桩基入土深度的变化趋势一样;分开式桩基加固闸室结构在一定程度上有利于减小闸室底板弯矩。     

双线船闸对拉钢板桩结构受力特性

以新夏港双线船闸工程为例,利用ABAQUS建立船闸闸室和周围土体有限元分析模型,并根据施工期原型观测数据进行模型验证。基于观测数据和数值分析,探讨在施工过程中单锚板桩和对拉板桩的受力特性。研究了两种不同板桩结构随着闸室土体开挖的内力与变形规律以及板桩墙两侧土压力分布等问题。结果表明:施工期内,两侧单锚板桩变形基本一致,中间对拉钢板桩变形基本一致,整体性良好;闸室单侧开挖时,开挖侧对拉板桩的工作状态与单锚板桩相同;后排板桩发挥锚碇作用,其水平位移、土压力均随着土体深度逐渐增大。     

施工期地连墙整体模型优化

通过对在建泰州引江河高港枢纽二线船闸工程的研究分析,基于ABAQUS平台建立了适用于船闸闸室的地连墙整体有限元模型,模拟施工期不同阶段拉锚体系的受力变形。计算结果与现场实测结果的对比表明,建立的整体模型能够准确地预测施工期不同阶段地连墙和锚碇桩的变位情况以及拉杆的内力变化。同时,基于该整体模型重点探讨了地连墙板桩结构的拉杆布置、闸室土体开挖和墙后填土方案等对板桩结构体系的影响。研究结果表明：闸室土体开挖对板桩墙内力和变形影响最大;拉杆数量及拉杆高程都应该合理布置,以避免地连墙的拉应力过大;先开挖闸室内土体再回填板桩墙后土体的施工方式更利于拉锚体系的整体受力和变形。     

犍为船闸安全监测与施工

针对大口门船闸施工期安全问题，依托岷江犍为船闸，对船闸上下引航道、上下闸首及闸室各部位的沉降和位移、墙后土压力、基底压力、墙底渗透压力、关键部位的混凝土和钢筋应力、应变进行监测。结果表明，船闸土压力测值变化主要受上部混凝土浇筑及墙后回填土压力影响，应变计组的各测点测值初期主要受混凝土水化热影响，后期主要受周围混凝土浇筑影响，钢筋计的各测点测值主要受上部混凝土施工应力变化影响。船闸施工过程中应合理安排混凝土浇筑时间，控制混凝土水化热。     

底板预留宽缝情况下边荷载折减系数的研究

船闸闸室底板在施工时为了降低底板内力、避免裂缝的产生,通常采用预留宽缝的施工方法。底板内力是随着地基不均匀沉降变形而产生的,而地基变形过程是一个固结过程,与时间相关,其固结沉降速度取决于地基的渗透系数和土层的排水条件。采用Biot固结理论研究闸室在不同地基性质及不同加载方式下的沉降过程,得到不同情况下的底板内力,对比线弹性方法下的底板内力,确定合理的边荷载折减系数。     

考虑施工过程的闸室底板内力计算分析

船闸底板采用分缝施工时,封缝前后结构体系发生变化,为研究此时底板内力计算方法,以某船闸闸室为例,采取不同计算方案,使用分层地基模型链杆法计算其施工期、完建期和检修期闸室底板弯矩和地基反力,并与数值模拟结果对比。结果表明采用增量法计算闸室底板内力正确;基岩上船闸中底板自重应在施工期计算,其后不需考虑;设计时还需考虑施工宽缝位置的影响,施工宽缝离船闸中轴线越远则底板负弯矩越大,可将宽缝设置在船闸中轴线处。     

高水头省水船闸闸室顶拉预应力钢索效果分析

穿黄工程隧洞方案的高水头省水船闸,可在深基坑两侧边坡上交错布置分散式省水池,闸室墙后回填土低、临空高度大。针对高水期闸室底板负弯矩过大的问题,提出一种带顶拉高强钢索的整体式结构。利用ABAQUS软件建立平面有限元模型,分析钢索在完建期、高水位期、低水位期和检修期4种工况下的作用,研究钢索直径影响和预应力的效果,基于单位索力效用指标提出一种预拉力估算方法。结果表明,钢索主要在高水位期发挥作用,直径越大效果越明显;通过施加预应力可进一步提升钢索效果;提出的预拉力估算公式是合理可行的。     

特殊软基地层条件下闸室基坑开挖施工技术

船闸底板深基坑开挖一般先要进行降水形成干地后进行闸室开挖施工。通过对运盐河船闸软土夹杂粉土等特殊地基的分析,结合实际开挖情况,避开了设计要求的传统降水施工方法,通过对闸室土方进行局部试开挖技术研究、分析,总结出直接对闸室深基坑土方进行开挖、局部渗水区设置反滤层和利用开挖过水通道进行地基处理的施工新技术。     

浅议船闸闸室结构内力分析的解析法

文中对船闸闸室的受力情况进行了分析,详细阐述了闸室底板及闸墙的解析计算法;指出解析计算法没有充分考虑船闸闸室结构的空间特征,只是从平面体系考虑闸室结构内力计算,在一定程度上提高了计算精确度。     

旁海枢纽工程船闸输水系统布置及试验研究

高水头船闸常采用第二类输水系统以满足船闸闸室内水流条件的要求,但往往工程量大、施工复杂。根据船闸闸址处地形、地质条件,抬高闸底奠基高程以达到降低工程量并简化施工的目的,并在采取一定消能手段后,采用闸墙长廊道侧支孔输水形式。通过物理模型,对旁海航电枢纽输水系统进行布置及优化,证实采取加大闸室初始淹没水深、闸室两侧出水口加设连续消力坎、优化进出水口布置及进水口布置帷墙等措施可达到预期效果。     

预应力技术在防治船闸闸室结构裂缝中的应用

在船闸裂缝预防中,预应力技术是较为有效的措施之一。本文采用三维有限单元法模拟洪蓝船闸坞式闸室的施工过程,发现较大的横河向拉应力发生在底板中间上部区域,较大的顺河向拉应力发生在闸室墙与倒角新老混凝土接触面附近下部区域。建议在闸室底板上表面附近均匀布置横河向钢绞线,在倒角区域布置顺河向钢绞线。     

基于低碳理念的船闸闸室结构选型

针对船闸闸室结构形式对碳排放的影响问题,建立船闸建设期的碳排放计算模型,计算并分析其在建筑材料生产、运输和施工3个阶段的碳排放量。得出结论：闸室结构选型时宜优选钢筋混凝土结构,墙体较高且两侧均有回填时优选整体式结构并优选低碳混凝土材料。     

设置基坑支护结构的船闸坞式闸室底板有限元分析

闸室外部因没有足够的放坡空间,需设置支护减小开挖。目前国内外关于设有支护的复杂闸室结构计算甚少。因此,基于实际工程,分别使用弹性地基梁法和有限元法对2种闸室结构进行计算分析,研究支护对闸室底板内力的影响。计算结果表明:船闸闸室底板最大正、负弯矩分别发生在高水位期和检修期,支护的设置可减小闸室底板受力,提高结构安全性,达到优化大体积混凝土底板施工方法;不同材料的支护对闸室底板内力影响效果不同,地连墙支护对闸室底板内力影响效果高于钢板桩支护。     

钢筋砼扶壁式闸室墙倒角施工裂缝原因及防治措施

本文通过介绍邵伯三线船闸闸室墙工程结构、工艺流程、施工方法、闸室墙倒角出现裂缝位置及分布,具体分析闸室墙倒角出现裂缝的原因及采取的防治措施,并从中得到了一些有益的经验和教训,供具有类似的船闸闸室墙结构施工借鉴。     

新夏港双线船闸单锚板桩结构受力特性分析

为研究新夏港双线船闸闸室单锚板桩结构的受力特性,利用ABAQUS有限元软件进行建模分析。考虑施工过程,讨论闸室开挖问题中土体本构模型的选择。对施工期和运行期单锚板桩结构的受力特性进行分析,得到板桩的变形和弯矩分布规律以及板桩前后土压力的发展状况。结果表明:在施工开挖过程中,修正剑桥模型能够更好地反映土体卸载回弹特性;在施工完建期,桩后土压力表现为经典的"R"型分布,桩前土压力基本为直线分布,但在开挖面处由于板桩变形挤压会产生局部应力增大现象;在船闸运行期,水位变动频繁,水压力指向闸室时所引起的压力增量,底板横撑的分担比可达到80%,说明横撑能够有效改善板桩结构的受力状态。     

船闸施工期混凝土开裂风险分析*

针对船闸闸首廊道、闸室墙等结构部位大体积、异形结构易开裂的问题,依托九圩港二线船闸工程,对混凝土早龄期热、力学和变形性能进行了系统测试。在此基础上,模拟评估了温度场、应力场和开裂风险,并与实际监测结果进行对比。结果表明,廊道外侧长墙、闸室边墙混凝土开裂风险主要来自于表面与环境的温差、内外温差产生的温度梯度,以及降温过程中底板老混凝土对边墙混凝土的约束。闸室墙早期表面开裂风险超过1.0,内部开裂风险在23.5 d后达到并超过0.7;廊道左侧长墙早期表面开裂风险达到0.79,内部开裂风险在17 d以后达到并超过0.7。温度、开裂时间实测结果与计算结果基本吻合。     

有限元分析及应力配筋法在大型复杂混合式船闸结构设计中的应用

通过有限元方法分析了复杂地质条件下的混合式船闸,主要模拟了在正常使用工况和检修工况下,地基、闸室结构、闸墙后回填相互作用系统的受力特征和变形特征。再根据有限元分析结果,用应力配筋法对复杂的闸室结构进行配筋分析。阐述了应力配筋法的理论依据以及与有限元方法组合应用的具体步骤和分析实例。     

岷江龙溪口航电枢纽工程船闸施工期监测

船闸由上下引航道、上下闸首、闸室及输水系统等多部分组成。鉴于船闸结构组成及其运行过程中的受力情况较为复杂，船闸水工建筑物的施工安全与运行稳定显得尤为重要。通过对龙溪口船闸施工期监测数据的整理归纳，结合现场实际，采用定性常规分析和定量数值计算，分析各监测物理量的变化规律和发展趋势。结果表明：1）施工期间船闸基底渗透压力受围堰外江水、岸坡地下水及基坑内施工用水影响；2）船闸墙后回填土压力受填土深度及其内部含水量影响；3）混凝土内应力应变主要与温度控制有关。     

船闸闸室墙结构土层锚杆极限承载力试验

通过淮安三线船闸闸室墙结构中土层锚杆极限承载力的现场试验研究,依据作用荷载下的位移变化图形,分析土层锚杆的变形规律,提出了以锚固体刚性位移为控制条件或以锚固段周围土体整体稳定为控制条件确定的土层锚杆极限承载力。