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。     

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。     

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。     

研究预留宽缝施工方法对船闸底板的影响

针对目前船闸底板受负弯矩影响而出现的裂缝问题,文章分析了研究预留宽缝施工方法对船闸底板影响的现实意义与结构模型建立方法,并提出了作用于实践的方法策略,其目的是为相关建设者提供一些理论依据。结果表明,施工技术人员要应用非线性有限元仿真分析法等科学技术手段,来明确预留宽缝施工方法对船闸底板的积极影响,从而更为准确的作用于实践。     

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。     

株洲航电枢纽船闸混凝土工程温度控制措施研究

根据株洲航电枢纽施工进度计划,船闸混凝土工程安排在7、8 月份施工,由于外界气温高,混凝土温度控制问题十分突出。采用有限元方法,对船闸闸首底板混凝土施工期的瞬态温度场进行仿真计算,分析预留宽缝分层浇筑施工方法、混凝土入仓温度控制的温控效果,得出了一些有益的结论,其主要成果已被设计和施工采纳。     

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。     

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。     

小溪滩船闸混凝土结构裂缝控制技术

船闸工程底板、闸室墙、输水廊道顶面和侧面、门槛顶面和侧面等部位极易出现贯穿性的规则裂缝。通过理论分析和现场实践,从设计、材料、施工3个层次提出了船闸混凝土裂缝控制方法,主要包括调整构造钢筋直径和钢筋间距、设置施工宽缝、调整冷却水管、优化混凝土配合比、采用全断面浇筑工艺、控制分层浇筑时间间隔等措施,取得了较好的控裂效果。     

分缝施工的坞式结构底板设计探讨

结合江苏省土基上的船闸工程实例,分析分缝施工的坞式结构底板的受力情况,就闸首计虎中自重折减系数进行探讨,并对底板底层钢筋保护 层在施工宽缝周围的防裂问题提出建议。     

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。     

株洲航电枢纽船闸闸首设计

介绍株洲航电枢纽船闸上下闸首的设计概况和特点、软弱岩石地基和不均匀岩石地基上闸首仿真研究的内容和效果。该船闸闸首采用地下式启闭机房和底板预留宽缝后期施工,且在施工过程进行了计算机模拟仿真研究,所有这些方面均取得了较好的效果,可供具有类似条件的船闸设计时参考。     

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。     

土基上坞式闸首底板受力分析

结合3个船闸工程,利用有限元软件ADINA对土基上不同墙高的闸首底板内力及变形进行分析,总结了不同墙高下的闸首底板内力及变形规律,供类似船闸工程在计算和设计时参考.     

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。     

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。     

水利工程水闸分离式闸室的设计措施

水利水电工程中,水闸闸室的设计形式是关乎水闸安全的重要因素,以前由于受到经济条件、技术等的限制,致使闸室在设计时问题很多,基于此本文根据某水利工程实例,首先对目前应用两种闸室类型进行了对比,接着对几种分离式闸室结构的水闸底板和闸墩连接类型做了对比,介绍了其优缺点,最后浅要的叙述了工程注意事项及工程运行效果。     

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。     

底板厚度对双铰底板式闸室结构工作特性的影响

以工程实例为依托,基于大型有限元软件ANSYS,考虑闸室的三维结构体系和复杂荷载工况,对双铰底板式闸室结构进行数值模拟,并对底板厚度对双铰式闸室结构工作特性的影响进行分析,力图找到影响双铰式闸室结构的关键因子,为船闸结构选型和设计优化提供科学依据。     

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。