大跨径水闸底板结构型式分析-论文.pdf

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1、2014年第6期江苏水利大跨径水闸庶板结构型式分祈王洁1杨宁z张耀乾3(1．南京市水利规划设计院有限责任公司，江苏南京210022；2．南京市栖霞区水利局，江苏南京210005；3．南京市栖霞区龙潭办事处水利管理服务站，江苏南京210057)摘要：结合具体工程实例，介绍了大跨径水闸底板的几种结构型式，分析了实体结构与空箱结构的特点并作了比较。结果表明，空箱结构底板刚度更大，自重较轻，更适合大跨径结构；实体结构底板厚度应控制在适当范围内，不宜太厚，确保底板配筋合理，施工中须严格控制裂缝的产生；空箱结构底板受力及计算更加复杂．宜同时采用结构力学

2、方法与有限元法，保证结构安全。通过分析探讨，总结经验，可使大跨径水闸工程的底板设计得到启发，使其设计更加合理和完善。关键词：大跨径；实体底板：空箱结构底板中图分类号：TV314文献标识码：A文章编号：1007—7839(2014)06—0013-02随着工程技术水平的不断提高，厚；南京中山河闸，采用闸坝结合的门下游底板为厚2．15m的实体底板。水闸单孔净宽逐渐扩大到2040m，结构型式，中间为一单孔水闸，两侧两座水闸均为独立整底板，不设缝。远远大于以往10m左右及以下跨径，为溢流堰，闸孔净宽24m，闸门上游1．3空箱钢壳薄壁混凝土结构底板且

3、有的水闸为单块整底板，即超出了底板总厚度为3．8m，其中，空箱高度上海苏州河河口水闸，见图3，单《水闸设计规范》规定的分段长度。而为2．2m，底板及顶板均为0．8m厚，闸孔净宽为100nl，闸底板借鉴大型沉底板作为水闸最重要的基础部件，其400i400I4000l450结构应满足功能需要并保证结构的安全及长期稳定，因此，对大跨径底板结构型式的研究是十分有必要的，对水闸工程的发展具有重要意义。1大跨径水闸底板结构类型图1南京三汉河口闸横剖面图(单位：高程m，尺寸cm)1．1实体结构底板实体底板是传统的水闸底板结1640构型式之一，大跨径水闸中

4、同样可以／＼(—Lj，U，J／采用此种型式。具体实例如：南京三L／水闸厂—_7，羹曩匿．汉河口闸，见图1，共2孔，单孔净宽泵站1650l／3000{650泵站}蜃遴堂蜃遗董／／、40m，底板厚2．5m；无锡江尖水利枢纽节制闸，共3孔，单孑L净宽25m，，lU厂]／j／／53OO00＼＼——_1／q底板厚2．5m；南京戈Ⅱ子口河闸，共1声L1止]r_jL、·，，—}L——L1f·孑L，净宽30m，底板厚2．5m。3座水闸每孔均为独立整底板，沉降缝位于图2淮安楚州控制工程节制闸横剖面图(单位：高程m，尺寸em)闸墩之间，底板不设缝。1．2钢筋混

5、凝土空箱结构底板钢筋}昆凝土空箱底板为一种较新颖的结构型式，利用空箱部分，其在减小底板实体厚度的同时又增加了刚度。具体实例有：淮安楚州控制工程节制闸，见图2，共1孔，净宽30Q0_m，底板总厚度为3．8m，其中，空箱高度为2．2m，上下层面板均为0．8m图3上海苏州河河口水闸横剖面图(单位：cm)作者简介：王洁(1982一)，女，工程师，主要从事水利工程规划工作。201黑4年第圜6期日江■苏水■利]●一一管隧道工程管段的设计，底板采用空箱钢壳薄壁混凝土结构，底板总长99m，厚度为6．35～4．4m。底板搁置在两个边闸墩和中墩之上，竖向类似简

6、支于3个闸墩之上的两跨连续梁，同时，由于中墩提供的水平向约束力非后浇带常小，底板水平向又类似简支于边闸墩上的单跨箱梁。2底板结构型式分析2．1实体底板厚度分析上述水闸底板单跨跨径均较大，若按《水闸设计规范》中建议闸室底板厚度取闸孔净宽的1／6～1／8，则底板厚度将达到3．00～6．67m，属于大体积混凝土，具有结构面积大、混凝后浇带土强度等级高、水泥用量多等特点，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩变形，形成温度应力，导致裂缝产生。因此，底板厚度应在适中的范围内，既能满足结构的要求，又能减少工程量，避免裂缝的3400产生。图4淮

7、安楚州控制工程节制闸底板水平向剖面图(单位：cm)目前，几座已经建成使用的采用实体底板的大跨径水闸，底板厚度均上下层面板厚度为0．81．0m，底板有水工况下浮托力较大，不利于闸为2．5m，与闸孑L净宽比为1／16～1／10，总高度为3．6～4．2m。图4为淮安楚室抗滑及抗浮稳定。为满足整体稳同时，为满足底板结构强度的要求，州控制工程节制闸底板水平向剖面定的要求，可在隔仓内填充土、砂南京三汊河口闸与划子口河闸底板图，可以看出，通过设置垂直水流向等，为节省工程投资，也可以设置进均采用C30混凝土，江尖水利枢纽节的隔墙将底板设计成空箱结构，又通水

8、孔，向隔仓内充水，利用填充物的制闸底板采用C25混凝土。从配筋上过设置顺水流向的隔墙将空箱再次重量提高闸室整体稳定性。水闸关看，3座水闸底板顶面主筋(跨径方分隔成更小的相互独立的