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。     

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。     

金属冷却水管对船闸闸首底板冷却效果分析

将混凝土坝中广泛应用的冷却水管技术引入到船闸结构的温控中。通过在边底板中埋设金属冷却水管与未采用相应措施的边底板及中底板进行对比,分析冷却水管对闸首底板的温控效果。结果表明,冷却水管可显著改善底板混凝土内部的温度分布,对降低内外温差和温度应力起到较为明显的效果。     

船闸廊道混凝土分层施工工艺优化及防裂分析

针对船闸廊道混凝土采用分层工艺易开裂问题，在给定的混凝土热学参数和边界条件基础上，采用仿真软件Midas FEA模拟廊道混凝土在不同分层工艺以及通水冷却工况下内部温度场分布。结合廊道尺寸和外部约束，评估不同分层工艺以及不同冷却水管间距下混凝土开裂风险。结果表明：廊道底板、侧墙以及顶板单独浇筑开裂风险较大，而将底板和上部侧墙、顶板和下部侧墙整体浇筑，可以大幅降低混凝土开裂风险。通冷却水没有显著降低混凝土外约束应力作用下的开裂风险，在混凝土温度场满足温控要求前提下，建议取消通水冷却措施。     

船闸工程中闸首混凝土底板的温度裂缝控制

结合江苏省京杭运河上近几年的几座船闸施工情况,分析船闸闸首底板这类大体积砼浇注时的温度应力,从降低温度应力、提高闸首底板砼本身的抗拉性能以及加强砼早期养护等方面提出温度裂缝控制的施工技术措施。     

大体积混凝土温控措施

1前言大体积混凝土开裂的主因是温差应力与混凝土本身拉应力强度之间矛盾发展的直接结果,根据船闸闸首结构特征和气候环境,为防止产生温度裂缝,着重在控制混凝土温升、延缓混凝土降温速率、减少混凝土收缩、提高混凝土极限拉伸值、完善构造设计等方面采取措施。     

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。     

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。     

船闸工程闸室底板混凝土质量控制

船闸工程一般闸室底板施工质量难以控制,易出现裂缝问题。本文从混凝土材料配比、施工工艺、温控、养护各方面提出防止底板开裂的控制措施。     

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。     

船闸闸首非线性有限元计算分析

在船闸下闸首工程的结构计算分析中,考虑地基土体材料的非线性特性,采用非线性有限单元法,对嘉陵江新政船闸下闸首进行了计算分析研究。运用ANSYS10.0通用计算软件,建立了三维非线性弹塑性有限元模型,采用D-P准则对闸首的回填土和地基土体进行计算,经对嘉陵江新政船闸闸首在不同工况下的应力和应变分布特征进行分析比较,验证了模型的正确性和实用性。     

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。     

不对称闸墙双铰底板式闸室结构仿真分析

以四川省青居船闸工程为背景,分别采用平面简化法和有限元法对闸室结构进行内力计算,并同原型观测数据进行对比分析,结果显示：简化法较难满足不对称闸墙双铰底板式船闸结构计算的需要,而基于非线性有限元法的计算成果与结构的真实受力状态吻合较好,能反映船闸结构内部最不利的位置、受力状态及其变化规律。     

基于光纤布拉格光栅的船闸人字门健康状态远程监测系统

为解决船闸人字门长期工作过程中形成的结构损伤及积累损伤,提出了一种基于光纤布拉格光栅（fiber bragg grating,简称FBG）的船闸人字门健康状态远程实时监测技术方案。依据船闸人字门实际受力状况及特殊水域环境工作状态,布设FBG传感器网络对船闸状态进行远程监控,经信号解调、数据处理与分析、损伤识别与安全评定系统综合评定船闸人字门的整体健康状态,解决了定期停航进行人工检修方式存在的影响航道运输、无法实时监测及预警等弊端。对提高安全通航效率、保障设备设施运行安全具有重要意义。     

基于层次分析法的船闸通过能力影响因素研究

船闸通过能力是船闸工程的重要经济指标,其影响因素非常复杂。基于层次分析法与德尔菲法相结合的综合评价方法,对船闸通过能力影响因素进行系统研究,确定各因素对船闸通过能力影响的权重值。结果表明,对船闸通过能力影响较大的因素有船闸运行水位、船闸级数和线数、闸室有效尺度、各类船舶的尺度、船舶装载系数。研究成果可为类似工程提供参考。     

基于ANSYS的船闸大修工程中闸门加固研究

针对船闸中使用频繁的工作闸门的大修加固问题,依托杭州三堡一线船闸大修工程,进行原型观测和评估,并采用有限元计算软件ANSYS建立工作闸门的数值分析模型,基于不同工况下的水位组合,得出工作闸门合理的加固方案。结果表明,加固后的主梁应力满足材料的容许应力要求;平面提升门在水位组合工况下,满足强度、刚度和稳定性要求。计算结果可为类似工程提供借鉴。     

湘江株洲航电枢纽二线船闸建设对一线船闸通航条件影响研究*

采用正态物理模型研究湘江株洲航电枢纽扩建二线船闸工程对一线船闸通航条件的影响。分析工程前一线船闸通航水流条件,二线船闸建设对原有边界条件的改变,工程后一线船闸上下游引航道口门区及连接段航道的横、纵向流速等水力参数变化规律,以及口门区现有导流建筑物对新建工程的适应性等。结果表明,二线船闸建设使得一线船闸通航水流条件稍有恶化,但水流条件的改变对船舶航行条件影响不大,工程前后船舶进出一线船闸的航行条件基本一致。     

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。     

共用引航道船闸下游引航道的平面布置

随着货运量的增大,目前我国正大规模改扩建多线船闸,受枢纽已建建筑物和地形条件限制等多因素影响,新建多线船闸多与已建船闸并排布置,共用引航道。双线船闸共用引航道时,一线船闸充泄水将会影响到另一线船闸引航道水流条件,危及另一线过闸船舶安全及船闸结构安全。结合北江飞来峡船闸水力学模型试验成果,探讨同尺度船闸共用引航道的布置及其对通航水流的影响。结果表明:船闸在错开运行时,通过增大中间辅导墙的扩散角可使水流快速扩散,减小非泄水船闸引航道回流范围和回流强度,可通过优化主辅导墙及下游消能工形式,改善双线船闸引航道水流条件。