大跨度挡潮闸网架结构门型方案研究.pdf

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1、78防洪排水城市道桥与防洪2015年1月第1期大跨度挡潮闸网架结构门型方案研究唐金忠，朱博华(1．上海市水利工程设计研究院有限公司，上海市200061；2．上海诺山工程设计咨询有限公司，上海市200333)摘要：通过对现状门型结构分析，提出一种挡潮闸网架结构门型创新方案。在跨度方向采用拱形网架结构作为门体受力体系，塑料面板，以塑代钢、不生锈，免维修保养。充分利用网架结构的特点，大跨度、重量轻，同时，创新采用圆弧形凹形槽作为行走和支撑轨道，使门体的支撑和行走合二为一，合理地解决了大跨度门页的支撑和行走机构。对网架结构门型设计方案进行了充分论证和结构分析，并阐述了实施方法，可作为大

2、跨度挡潮闸门型选择参考。关键词：挡潮闸；大跨度；网架结构；门型；研究中图分类号：TV66文献标志码：B文章编号：1009—7716(2015)0l一0078—05网架是比较普遍的一种大跨度结构，这种结0引言构整体性强，稳定性好，空间刚度大，防震性能好。风暴潮对人海河流的影响甚大，为能有效地网架的高度(或称为厚度)较小，能利用较小杆形防止风暴潮，唯一的办法就是在河口建挡潮闸，将构件拼装成大跨度的建筑。采用网架结构门型以风暴潮挡在河口以外。现有的挡潮闸门型多种多一跨或多跨建设挡潮闸，能适应不同的闸址、不同样，有直升门、弧形门、三角门、卧倒门等，但门体的河口宽布置，方便应用，例如上海

3、市黄浦江长受力体系均是钢结构的主次梁或桁架，门型虽然航锚地闸址I21，采用网架结构门型时，可以为三跨有所不同，而门体均为钢闸门。由于挡潮闸跨度需(100m+150m+100m)或一跨。要很大，为了满足闸门的刚度和强度，闸门需要的有必要指出，网架结构门型的提出，仍处于概尺寸大、重量也大。如荷兰鹿特丹新水道挡潮闸横念设计阶段，不可能马上走向市场，但独特的设计卧在宽360m、深17m的新水道上，为空腹式弧形创意将带给人们启迪，激起设计思想的撞击和感闸门，单扇门体重达1．5万t，其支臂与固定在河道动，会不断促进门型受力体系创新。在大跨度挡潮的球形联轴就重达600t。如此大重量的门体，也

4、使闸的设计进程中，我们将看到一个设计理念是如整个土建结构相应增大，门体重导致启闭力大，启何逐渐演化和成长的。闭时间长，一般需1h左右。在涨潮的过程中关闭1网架结构门型方案设计闸门，启闭时间无疑会影响挡潮效果。针对现状大跨度挡潮闸门型存在的不足，研挡潮闸采用网架结构门型，以实现大跨度跨究表明对于大跨度挡潮闸，减小闸门自重和降低越河道。本方案以单孔闸为例进行设计，多孔闸可闸门启闭力是关键，为此，门型结构的受力体系需在此基础上稍作变通。单孔网架结构门型其主要要“脱胎换骨”。通过对门型结构分析，本文提出一内容分以下组成作用和运行方式两个部分阐述。种网架结构门型⋯创新方案，以网架结构代替

5、传统1．1组成和作用的主次梁或桁架结构。网架结构门型具有大跨度、网架结构门型挡潮闸根据河道宽度确定闸孔重量轻的特性，这是门型受力体系又一次理想变数，每孔由闸室结构、门体结构和启闭设备组成，革。利用网架结构的特性增大跨度，同时也可以减闸室结构由弧形混凝土框架、混凝土圆形塔体和小门体重量，可节省大量门体结构工程量；采用塑底板组成；门体由网架结构门页、行走构件和支撑料面板代替传统的钢板，这样既可以增大挡潮闸构件组成；启闭设备可选择常规的卷扬机。跨度，也可以减小门叶重量和启闭机械的容量，也1．1．1整体支撑体系降低了结构的制造难度，同时也相应减少了土建与常规的水闸闸墩不同，网架结构门体

6、的支工程量，减少了施工难度。撑为两个竖向构件，挡潮侧为一个弧形钢筋混凝土构件，作为门体的支撑和运行轨道；内河侧为一收稿日期：2014—09—28个垂直向筒体，作为闸室的竖向交通，如图1所作者简介：唐金忠(1956一)，男，安徽安庆人，高级工程师，主要从事水利工程设计与研究工作。示。两个竖向构件形成前弧后竖，其上部相交处设2015年1月第1期城市道桥与防洪防洪排水79置启闭机室，为了增加闸室结构的整体性，减少不般可以采用2～4nl，以便为采用轻型面板提供有利均匀沉降，宜采用桩筏基础，即两个构件下采用一的支撑条件。分块面板的尺寸与网架上弦网格尺块整底板，按刚度调平原则进行桩基布置[

7、。寸相同，面板通过螺栓与网架连接，两者间采用橡整体支撑体系受力合理、传力明确、外形流胶止水。面板直接搁在网架上弦网格节点的支托畅、简洁明快，建筑造型能突出水利景点。启闭机及梁上，且要求每块面板4个角点和边与网架上房布置在圆形筒体的顶部，其上部设置观潮、听潮弦节点的支托和支托间的连梁采用螺栓连接，螺层，通过设在内部的螺旋楼梯实现上下交通，并设栓间距按照需要确定，如图2所示。置观光电梯。闸室剖面如图1所示。图2面板与网架的连接示意图图1闸室剖面图(3)门页支撑弧形钢筋混凝土构件采用框架结构，弧线