坞式闸室混凝土裂缝控制措施

坞式闸室在以往的工程中经常会在闸室底板和倒角产生混凝土裂缝,底板裂缝通过后浇带设计加以解决,后浇带处理不当会产生人为裂缝、同时也会带来施工不便。探讨坞式闸室底板整体浇筑的可行性,研究采用三维有限单元法模拟船闸坞式闸室的施工过程,分析指出闸室底板和倒角可能产生裂缝的成因,提出应用预应力加固技术防治混凝土裂缝,同时提出了预应力布置参数。计算结果表明,施加预应力后可有效降低底板和倒角处的拉应力,使其低于混凝土应力控制标准,达到了防治裂缝的目的。     

洪蓝船闸闸室底板整体浇筑中的预应力施工

洪蓝船闸坞式闸室为防止在底板中部上表面的拉应力超标所产生的混凝土裂缝,采用预应力技术给底板施加压应力,本文重点介绍预应力设计参数,施工操作中预应力钢绞线安装、张拉、压浆等施工操作要点,施工的质量控制及安全措施等,为类似工程提供参考。     

布置输水廊道的船闸闸室底板受力分析及有限元计算

布置输水廊道和消能设施的船闸闸室底板结构具有明显的三维特性。按《船闸水工建筑物设计规范》中的弹性地基上的框架或均布地基反力的框架进行受力计算时,难以确定底板框架的刚度,且无法模拟底板的三维受力特性。通过分析某船闸布置廊道的闸室底板受力情况,采用有限元计算软件建立其三维有限元模型,计算分析闸室底板的内力和变位。     

预应力技术在洪蓝船闸闸室底板整体浇筑中的应用

软基上坞式闸室为避免在底板中部上表面的拉应力超标所产生的混凝土裂缝,多采用"墩底分浇、预留宽缝、后期封合"的结构措施,这种措施若新老混凝土接触面处理不好会产生人为裂缝,另外会增加施工处理程序,影响施工速度。本文提出应用预应力技术减小拉应力、防止闸室底板裂缝,采用瞬变温度场理论和徐变应力理论对洪蓝船闸闸室施工过程进行仿真分析,设计预应力参数,工程应用实践取得了满意的研究成果。     

船闸坞式结构的尺寸和分缝对温度应力的影响

文章以长沙综合枢纽坞式船闸为例,采用数值分析方法,对坞式船闸闸室的温度应力进行了计算分析。结果表明:岩基上的坞式船闸在施工过程中,船闸的温度应力相对于恒载对结构的影响更大,工程中应给予充分考虑。为减小温度应力对混凝土结构造成的不良影响,文中提出减小闸室底板以及闸首底板厚度,并在闸首底板设置横向结构缝等优化措施,通过优化前后的应力对比,证实以上措施减小了温度应力及恒载应力,效果良好。     

峡江枢纽船闸平面布置及闸室结构优化

峡江枢纽位于赣江中游峡江县巴邱镇上游,船闸位于左岸。船闸布置区域为微弯河道,不利于船闸引航道布置,分水墙的设置、现场地形条件等因素直接影响引航道及口门区流速;船闸闸室原设计采用常规的分离式结构,施工覆盖层揭露后,发现地质条件变化较大,存在较大范围断层,分离式闸室结构已不适应该地质条件。通过研究引航道布置对通航水流条件的影响,提出解决措施;通过有限元分析,将部分闸室优化为非常规的整体式结构。     

卸荷板对整体式闸室底板内力的影响分析

针对整体式闸室底板弯矩较大的问题，研究闸墙上设置卸荷板对闸室底板内力的影响。采用三维非线性有限元分析方法，得出结论：1)闸墙设置卸荷板将使得边墩处底板上表面压应力、下表面拉应力减小，跨中处上表面拉应力增加，边墩处底板沉降增加。2)相对于卸荷板相对高度，卸荷板悬臂长度对底板弯矩将产生更大的影响。3)在工程设计时将卸荷板设置在1/3～1/2闸室墙高，且位于排水管水位以下、卸荷板悬臂长度设置在0.10～0.15倍闸室墙高度时，底板受力状况较好。本卸荷板设计的闸室底板受力情况较佳，可为类似工程的闸室高宽比及地基土质提供参考。     

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。     

超软土地基上船闸基坑回填期位移控制技术研究

杨林船闸修建于高含水率超软弱淤泥质土层上,底板以下分布着厚达30m左右的淤泥和淤泥质土,船闸主体结构施工完成后,闸室北侧边坡回填土方量是闸室南侧回填土方量的两倍多。闸室两侧回填土的回填高度与回填速率将直接影响底板下软弱土层将产生向闸室底板范围内流动,软土的塑性流动将导致闸室底板不均匀受力和PHC管桩的侧向变形,可能威胁到船闸的安全。本文研究通过采用预先埋设的土压力计的观测数据,调节闸室两侧回填高度减小底板两侧土压力的差值;南北闸室墙后回填土下层打入测斜管,检测墙后回填后土体深层变形情况;在闸室底板桩基顶预埋应变传感器,检测闸室回填对桩基的影响,分折并提出回填预警,指导回填施工。从而为此类工程问题提供指导借鉴意见。     

键槽形式对船闸闸室结构的受力影响

针对长江上游某船闸工程,运用ANSYS软件分别模拟带键槽缝和带平缝的分离式闸室结构。缝的切向接触采用库伦摩擦模型,法向接触具有传压不传拉的特性。探讨了接缝开度、结构的竖向位移及结构的应力状态等方面的规律,综合分析了键槽缝对结构的影响。研究表明:与平缝相比,梯形键槽闸室结构接缝处的开度小、整体性好,接缝两侧闸墙和底板位移连续,地基应力分布较均匀。增大键槽角度有助于减小接缝开度,使地基应力分布更趋均匀。     

岩基上键槽式闸室结构与整体式闸室结构受力特性比较

以岩基上某闸室结构为例,开展设置键槽缝底板和整体式底板闸室结构的受力特性研究。应用Ansys中面面接触单元Targe170 和Conta173模拟键槽的非线性接触,分析检修、低水、完建和高水4种工况下键槽闸室结构的应力、底板弯矩和地基反力分布规律,并与整体式闸室结构进行对比分析。研究结果表明：检修工况和低水工况两模型的应力、弯矩以及地基反力分布规律相似,其值均较小,检修工况底板中心产生较大的负弯矩;完建工况两模型底板正弯矩取得4种工况中最大值,分别为18 016和31 163 kN?m,整体式结构底板弯矩较大,表明键槽缝的存在可有效减小闸室底板的正弯矩,该工况下地基反力最大;高水工况在底板顶部中心两侧产生最大拉应力,两模型数值相近,此时键槽闸室底板跨中弯矩值较小。     

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。     

坞式闸室结构温度场仿真分析

混凝土结构由于内外因素的作用很容易产生裂缝,而裂缝是混凝土结构承载能力、耐久性及防水性降低的主要原因。大量的工程裂缝处理和调查结果显示,混凝土结构特别是大体积混凝土结构,80%~90%的裂缝都是由于混凝土降温过程产生的拉应力超过了混凝土的抗拉强度引起的。本文构建了软基上坞式闸室闸室结构的三维计算模型,对闸室施工期进行了三维瞬变温度场仿真计算,具体分析了闸室底板温度、倒角浇筑后、闸室墙浇筑后温度计算结果。     

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。     

基于湿度-结构耦合作用的船闸闸墙干缩开裂研究

根据船闸闸墙在施工期极易产生多种非荷载裂缝这一现象。以京杭运河某船闸实际资料为基础,采用类比温度场的数值模拟的方法求解湿度场,进一步进行湿-结构耦合分析,通过研究干燥收缩拉应力的变化过程以探讨控制干燥收缩裂缝发展的方法。数值模拟结果表明:(1)闸墙拆模后前10 d的干燥收缩拉应力发展迅速,50 d左右后干燥收缩拉应力的极值已趋于稳定;(2)闸墙底部和2/3高度处属于"应力危险区",易产生干缩裂缝;(3)通过控制结构尺寸的变化,发现减小闸室底板厚度和结构段长度可减小干缩拉应力的极值,且后者效果更显著。     

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。     

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。     

秦淮河洪蓝船闸闸室结构应力场仿真分析

混凝土结构由于内外因素的作用很容易产生裂缝,大部分裂缝都是由于混凝土降温过程产生的拉应力超过了混凝土的抗拉强度引起的。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,研究船闸闸室结构施工过程中混凝土温度徐变应力场变化规律。     

非对称工况下双线船闸不同施工工艺对结构的影响

随着水运事业的发展,双线船闸已越来越多的使用在内河航道中,不同的施工过程对船闸应力产生不同的影响,而合理确定船闸结构应力是保证船闸系统稳定和安全的关键。本文使用有限元分析软件,依托于海安船闸建立了非对称工况下双线船闸有限元计算模型,分析不同施工顺序下闸首和闸室的应力分布规律及变形特性。结果表明:不同施工顺序闸首和闸室应力存在空间上的差异性,表现为靠近船闸中心线差异明显,向两侧逐渐消弱。     

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。