预留宽缝施工方法对船闸底板的影响

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1、万方数据韫鬻挚⋯舳池霎：淼羝勰。＆T～嘟，V鬈裟42002年12月Jounl且lofNanchangUniversit“E士l西needng＆’rechf“ogy)m’删‘文章编号：1006—0456(2002)04—0019—05预留宽缝施工方法对船闸底板的影Ⅱ向叶小可(江西省克通设计院，江西南昌330002)摘要：船闸底板常规施工方法对底板的工作状态不利，为改善底板的工作条件，提出了预留宽缝的施工方{击．本文通过对原型观测资料的分析疑非线性有限元方法的模拟计算．论证不冠施工方法对船闸结构的底板工作状态影响较大，指出底板预留宽缝的施工方法是解决软土地基

2、上船闸结构底板开裂的一种有效的方扶．关■词：船闸；施工方法；坞式结构；有限元中田法分类号：Tv312文献标识码：A1问题的提出船闸的闸首以及软土地基上的闸室常采用坞式结构(又称u型结构)f1]，这种结构的边墩墙和底板连成一体，整体性好；此外，这种结构地基反力分布比较均匀，对基础的要求不高，防渗性好，适应性较强．但是，一些调查报告表明，许多采用这种结构型式的船闸底板出现了不同程度的裂缝，问题严重的甚至危害到建筑物的安全使用【2]．影响船闸底板产生裂缝的原因很多，如设计理论和方法【31、施工方法、温度应力等⋯，本文主要从施工角度探讨改善船闸底板工作状态的方法

3、．坞式船闸结构施工方法一般是在开挖的基坑内先浇筑底板，然后再浇筑边墩墙。最后在墙后回填土体．这种旅工方式(以下简称方案I)。与目前坞式结构的设计计算方法相适应，施工上比较简便，是普遍被采用的一种方法．图1是坞式船闸闸首按方案1的施工顺序示意．田l施工方案I示意图但是按这种方法施工，边墩墙的自重直接作用在底板上，使底板产生一定的负弯矩，此外墙后回填土后，其边荷载的作用及回填土在固结沉降过程中对边墩墙产生的摩擦力，都使底板的负弯矩增加，底板上缘出现较大的拉应力。以至导致底板裂缝的产生．针对这一出现的问题，有关专家提出了底板预留宽缝的施工方法。即设置预留宽缝将

4、底板分成中底板和两侧底板，在两侧底上浇筑边墩墙及墙后回填土体到一定高度后，再将预留宽缝封合，使边墩墙和底板形成一个整体．底板缝的宽度一般以工人在分缝处进行钢筋焊接操作的最小需要宽度而确定，大约可在1—2m范国内，板的厚度较薄时取小值．联接缝的处理一般是：首先凿毛老混凝土，然后从底至上将预留钢筋端头用钢筋连接，并焊牢，最后在预留宽缝内浇注混凝土．这种施工方法的目的很明显，就是要减小在施工过程中边墩及回填土荷载对底板的不利影响．图2是底板顶留宽缝施工方法中的一种方案(简称方案Ⅱ)．2预留宽缝施工方法及原型观测2．1施工方法收稿日期：2002—07—03作者简

5、介：叶小可．男，1957年生，高级工程师万方数据南昌大学学报(工科版)2002年I越翮i?：‘r‘0一圉2施工方案Ⅱ示意圈底板颈留宽缝的施工方法随着预留缝位置、宽缝封合时间等因素不同，可以构成多种施工方案，这里以江苏泗阳复线船闸为倒具体介绍这种施工方法，其施工顺序如图3所示(简称方案Ⅲ)．圈3施工方案Ⅲ示意图首先在开控基坑分块浇筑中间底板和边墩底板；在边墩底板上浇筑边墩墙至设计顶部；待边墩墙后土体回填到一定高度后宽缝封台；墙后回填土至设计标高．1辫弱∽：矗’：：蛩弼：2．2施工过程的原型观测为了解这一新施工方法的效果及探索相应的计算方法，提高设计水平，有

6、关单位对大运河苏北段的几个复线船闸进行了原型观测研究‘耶】，观测的内容主要有地基反力、渗透压力、墙背土压力、银筋应力、沉降、温度场、温度应力等．3原型观测资料分析根据本文所讨论的问题，着重整理了施工过程各特征阶段的地基反力值和钢筋应力值．3．1原型观测资料整理根据在不同的施工特征阶段所测的中底板及两侧边墩底板地基反力值，绘制了地基反力时间过程曲线如图5所示．为了观测底板的内力变化情况，在底板的上、下层分圈4闸首的测点布置示意田别布置钢筋计，通过钢筋的应力变化情况来反映底板的内力变化．在力6中，G儿、G’11，是靠近中底板中部的一对钢筋计．G12、G’12

7、，是靠近中底板边部的一对钢筋计，其实测应力的时间过程如图6所示．3．2原型观测资料分析3·2-1地基反力分析从中底板地基反力时间过程曲线可知：随着底板的浇筑高度增加，地基反力逐渐增大，但在预留宽缝封合之前(1987年5月)．即使在边墩浇筑和墙后回填土等荷载的影响下，作用在中底板上的地基反力变化不万方数据第4{I

8、l叶小可：预留宽缝施工方法对船闸底板的影响。21‘一————————————————————————————————————————————————————————————————————————————一大，基本上在60KPa左右；围5地基反力

9、时闻过程曲线封缝以后，中底板与两侧底板及边墩墙构成了一个整体，从中底板地基反力时