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1、第2期水利水运工程学报No.22007年6月HYDRO2SCIENCEANDENGINEERINGJun.2007苏州河河口水闸底板结构设计陈峰,卢永金,吴维军,盛军(上海市水利工程设计研究院,上海200063)摘要:通过对苏州河河口水闸底板结构的方案比选,确定底板采用钢壳混凝土薄壁空箱结构型式.运用三维线弹性有限元模型和Biot非线性固结有限元模型,对拟定的底板结构布置进行了优化计算和分析.同时,对闸底板设计中的技术关键提出了相应的处理措施.水闸调试运行期的底板原型观测数据表明,水闸底板结构设计正确、合理.关键词:薄壁空箱钢壳混凝土结构;优化;设计
2、;水闸底板中图分类号:TV314文献标识码:A文章编号:1009-640X(2007)02-0036-06StructuraldesignofsluiceplateofSuzhouRiverEstuarineSluiceCHENFeng,LUYong2jin,WUWei2jun,SHENGJun(ShanghaiWaterConservancyEngineeringDesign&ResearchInstitute,Shanghai200063,China)Abstract:Theplatestructure,ahollowthin2wallconcr
3、eteboxencasedwithsteel,isselectedbycomparisonofthesluiceplate′sstructureschemesofSuzhouRiverEstuarineSluice.Byusingthe32DlinearelasticFEMmodelandBiotnonlinearconsolidationFEMmodel,theprovidedplate′sstructureisoptimizedandanalyzed,meanwhiletheprocessmeasuresforthekeytechniqueint
4、hedesignofthesluiceplatearepresented.Themeasureddataduringcommissioningofthesluiceshowthatthedesignofthesluiceplateiscorrectandrational.Keywords:hollowthin2wallconcreteboxencasedwithsteelplate;optimization;design;sluiceplate苏州河河口水闸的建设目的,是为适应苏州河河口地区景观和交通发展规划的需要,提高苏州河防汛能力,并通过河口水闸
5、进行苏州河水系“西引东排”和“东引北排”的水资源综合调度,进一步改善苏州河水[1]质.苏州河河口水闸位于上海市金山路相对的苏州河河口.水闸的单孔净宽为100m(与河口宽相同),水闸闸门为液压水下卧倒门.工程防洪标准的重现期为千年一遇,相应的水位为m6.42m(吴淞口零点,下同).水闸必须满足双向挡水、灵活启闭的要求.根据苏州河河口水闸工程的总体布置(见图1),闸底板搁置在两个边闸墩和中闸墩之上,钢筋混凝土薄壁空箱结构闸底板总长99m.由闸门门型决定了门体挡潮所承受的外荷载均将传递至闸底板,并通过底板传递至闸墩.整个闸底板将承受非常大的水平力和垂直力.
6、因此,底板简支于3个闸墩上就类似两跨连续梁,同时,中闸墩提供给底板的约束力非常小,底板就类似简支于边闸墩上的单跨箱梁.加之,水闸工程在整个施工过程中,都不允许苏州河断流,故将围绕着双向受力体系和施工条件等的限制,进行闸底板的结构设计和优化调整.收稿日期:2006-10-09作者简介:陈峰(1974-),男,江苏无锡人,主要从事水务工程设计和研究工作.第2期陈峰,等:苏州河河口水闸底板结构设计37(a)平面布置(b)断面图1苏州河河口水闸工程总体布置(单位:mm)Fig.1GenerallayoutofSuzhouRiverEstuarineSluic
7、e(unit:mm)1闸底板设计方案的比选由于受闸门设计和现场施工条件的限制,闸底板必须满足能浮运、不能分段,以及在受力情况下闸门垂直与水平向的变形要在允许范围内等条件.因此,底板宜预制.借鉴和参考国内外大型沉管隧道工程管段的[6,7]设计和工艺,闸底板结构可选用空箱钢结构、空箱钢壳混凝土结构和空箱钢筋混凝土结构3种型式.这3种结构型式的优缺点综合比较见表1.表1闸底板3种结构型式的比较Tab.1Comparisonofthreetypesofstructuresofthesluiceplate比较项目结构型式整体性重量防水性水下工程量施工工程造价工
8、期短,工艺复杂,空箱钢结构较好较轻最好较大最高需在船厂实施空箱钢壳最好工期长,工艺简单较重最好较小较低混凝土
