船闸大体积混凝土裂缝成因及预防措施分析

随着河流航运事业的发展,船闸日渐增多,其结构尺寸也在逐步增大,大体积混凝土成为船闸结构的常见形式。本文从船闸裂缝的分布及危害、船闸大体积混凝土裂缝的产生原因等方面展开论述,主要从合理选择原材料、优化船闸结构的设计、严格控制施工工艺等方面提出船闸大体积混凝土裂缝的预防控制措施。     

浮箱结构船闸人字闸门预应力背拉杆设计

大型船闸人字闸门因门体较高、启闭时雍水阻力及风阻力较大,背拉杆大多采用预应力结构。为延长其顶底枢的使用寿命,常在最低通航水位以下设置浮箱。结合下坝复线船闸,先介绍预应力背拉杆及浮箱的布置形式,再着重引入美国陆军工程师兵团SHERMER C L提出的理论进行设计计算,最后对有浮箱结构的人字闸门背拉杆预应力施加方法进行探讨。     

船闸结构仿真计算方法研究

总结江苏近10年来在水运船闸计算方面的主要工作,包括:黏弹性基础梁(框架梁)计算方法、软基上结构仿真计算方法以及地基黏弹性参数反分析方法,三峡永久船闸衬砌墙结构及结构锚杆受力仿真分析,人字门(三角门)船闸闸首结构有限元计算系统的开发与应用,船闸工程混凝土施工期现场防裂控制技术等.这些方法对提高船闸设计水平和施工质量具有重要意义.     

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。     

港口桥吊后张预应力起重机梁的模型试验研究

通过对后张预应力混凝土箱梁模型试验研究，验证该结构用于桥吊墩式码头的可行性，寻求预应力桥吊箱梁的理论计算依据，并验证其正确性，为后张预应力桥吊箱梁的设计提供参考计算方法，使该结构能科学、合理地应用于大水位差地区的港口建设中。     

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。     

预应力土层锚杆加固前倾闸室墙优化设计

为解决重力式闸室墙前倾问题,以某船闸工程为例,对多个加固方案进行技术经济比较,并采用三维有限元法,对推荐方案的设计参数影响规律进行研究。结果表明：预应力土层锚杆加固方案造价经济,对周边环境影响小,其锚索张拉力对重力式闸室结构影响的敏感性较小,张拉高程在约2/3墙高处墙身应力较小,当锚索间距较大时,锚索间土体会出现一定的拉应力。合理设计预应力土层锚杆参数,可有效控制墙身及土体应力,取得良好的加固效果。该方法不仅可应用于船闸大修工程,也可为水闸、箱涵等其他类似水工结构的加固改造提供参考。     

高水头船闸闸首大体积混凝土综合施工技术

针对高水头船闸闸首混凝土体积大,且布置有多种结构埋件、孔洞、廊道等,温度应力及结构断面变化易造成混凝土开裂等问题,结合株洲二线船闸闸首施工实例,对高掺低胶混凝土配合比设计、温控措施、缓凝砂浆及大体积混凝土浇筑等关键技术进行研究。采取三掺配比和层间铺筑缓凝砂浆的方法,并结合适当的温控措施,船闸闸首未出现温度裂缝及层间渗水现象。通过本工程的实施,总结提炼了整套闸首大体积混凝土施工防止温度裂缝及层间裂缝的技术成果,可为同类船闸工程施工提供借鉴。     

预应力方法在预防横拉门船闸门库裂缝中的应用

针对横拉门船闸闸首门库极易在施工期产生裂缝的问题,尝试对门库的危险部位施加预应力技术。通过ANSYS有限元软件并结合Fortran语言,对横拉门船闸整个浇筑过程进行仿真分析得出门库部位应力分布情况,运用等效荷载法对门库部位施加预应力,并对施加预应力前后的闸首门库的温度应力进行对比分析。结果表明施加预应力后门库部位最大拉应力从1.98 MPa降低到了1.80 MPa,低于混凝土应力控制标准,验证了预应力方法在门库裂缝防治中的可行性     

船闸混凝土结构裂缝防治综合技术

通过对新建、在建船闸混凝土结构裂缝的调查,对裂缝原因进行分析,并结合施桥三线船闸工程实践,提出船闸混凝土结构裂缝防治综合技术：如基于仿真分析的减缩抗裂混凝土配合比优化设计技术;运用衬垫模板结合脱水施工工艺,提高表面抗裂性能;聚苯板外保温技术;优化结构设计、改善边界约束条件等。综合运用进行裂缝防治,供科研、设计、监理及施工人员参考。     

基于Ansys的大型船闸人字闸门背拉杆预应力设计

大型船闸的人字闸门结构的整体抗扭刚度较小,在自重、风压力以及水压力作用下,闸门在运行过程中容易发生过大的扭曲变形。为了提高人字闸门的抗扭刚度,减少人字闸门在运行过程中的变形,在设计中一般采用对人字闸门背拉杆施加预应力。结合汉江雅口航运枢纽工程船闸,利用Ansys有限元分析软件对人字门背拉杆施加预应力问题进行分析研究。分析结果可为背拉杆预应力的应用提供参考,同时为同类闸门背拉杆预应力的设计计算提供借鉴。     

预应力坞式闸室设计

为推广预应力技术在船闸工程中的运用,结合颍上船闸工程的具体应用,采用三维数值仿真分析方法,分析预应力坞式闸室结构的抗裂性能,论述相对于钢筋混凝土闸室结构在经济技术上的优劣性,并提出相应的改进方案。分析结果表明,预应力坞式闸室结构在结构的受力性能、耐久性及经济性等方面均具有一定的优越性。     

大源渡枢纽船闸人字门背拉杆预应力研究

介绍大源渡枢纽船闸人字门背拉杆的工作原理,通过计算确定背拉杆设计预应力值的方法及对其施加预应力的方法。     

氧化镁膨胀剂对船闸施工期混凝土开裂风险的影响

针对船闸大体积、异型结构混凝土的施工期开裂问题,依托九圩港二线船闸工程,模拟评估氧化镁膨胀剂及外保温措施对结构混凝土温度场、应力场和开裂风险的影响,并通过对实体结构温度、变形的监测,评估实际工程应用效果。结果表明,在混凝土中掺加氧化镁膨胀剂是降低船闸结构混凝土施工期收缩开裂的有效措施之一,在冬季较低的浇筑温度下,掺加氧化镁膨胀剂并配合一定保温措施,可同时降低混凝土结构表面和中心的开裂风险。氧化镁膨胀剂的掺入基本不会影响船闸混凝土的温度历程,但能够降低闸室边墙结构混凝土温降阶段的收缩50×10~(-6)~70×10(-6),降低闸首廊道结构混凝土温降阶段收缩40×10~(-6)以上,显著提升船闸混凝土施工期抗裂性。     

船闸工程混凝土裂缝控制技术

随着河流航运的发展,船闸的数量逐渐增多,船闸的尺寸逐渐增大,混凝土裂缝问题日益突出。预防大体积混凝土产生裂缝,防止混凝土内部钢筋发生锈蚀,对保障船闸工程寿命至关重要。从船闸工程的结构特征入手,分析船闸混凝土裂缝产生的原因,从混凝土原材料、配合比、混凝土温度控制、施工工艺和构造设计等方面提出混凝土裂缝的控制措施。     

低热硅酸盐水泥在犍为船闸大体积混凝土中的应用

温度裂缝控制是大体积混凝土应用中需要解决的一个关键问题,结构开裂将会对混凝土的耐久性产生不利影响。为控制大体积混凝土开裂,犍为船闸主要水工建筑物采用低热水泥混凝土进行浇筑,并对实物试样的检验结果、现场采集温度数据及现场混凝土实际效果进行分析。结果表明,各龄期的水化热和混凝土的绝热温升均低于普通水泥,可有效降低混凝土温度应力,减少混凝土开裂风险。低热硅酸盐水泥可较好地应用于船闸工程中的大体积混凝土以解决开裂难题。     

中低水头船闸人字门浮箱及背拉杆抗扭能力研究

浮箱和背拉杆是中低水头船闸人字门提高抗扭能力的有效措施,但是考虑二者共同预应力的研究工作较少。基于江苏某在建船闸人字门,建立人字门空间薄壁结构有限元模型,对比设置不同浮箱的人字门抗扭能力,提出了较为合理的浮箱设置方案。在此基础上,研究不同背拉杆布置方式下人字门的抗扭能力,提出一种背拉杆预应力的改进优化模型,使施加预应力后闸门的整体抗扭能力得到更大提高。研究结果表明：采用U形浮箱及预应力背拉杆进行人字门组合抗扭的方案,可有效提高闸门的整体抗扭能力。研究方法和研究成果可为中低水头船闸人字门的设计提供参考。     

预应力混凝土桥梁加宽形式的探讨

预应力混凝土桥梁由于其结构上使用性能的优点而成为我国高速公路上的主要桥型,在高速公路的扩建工程中,必须重视影响拓宽预应力混凝土桥梁结构性能的因素研究,从而在拓宽设计、施工中采取相应技术设施,保证工程质量。本文探讨了预应力混凝土桥梁拓宽技术,并就新旧预应力混凝土桥梁的沉降、变形和拓宽图式等问题,提出有关工程建议。     

体外预应力技术在船闸闸首结构中的应用

文中以土基上典型船闸闸首结构为例,结合有限元法分析了体外预应力技术在闸首底板设计及闸首温度裂缝控制中应用的可行性;并综合地基弹模、外荷载、温度等因素的影响,对预应力方案的处理效果进行对比分析。     

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。