船闸防裂研究总结.doc

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1、船闸防裂研究总结　　船闸钢筋混凝土闸室墙防裂技术研究工作总结　　1、项目根据江苏省交通厅编制的《江苏省交通建设工程质量通病与防治》，大面积闸室墙的墙面收缩裂缝和分层浇筑裂缝为质量通病。　　1999年9月，江苏省交通厅组织成立“江苏省交通工程质量通病与防治”课题组，在交通部等有关部门的指导下，先后赴湖北、辽宁、广东、浙江、广西、湖南等省调研收集资料，学习经验，发现船闸工程基本上存在上述质量问题。　　淮阴水利建设集团有限公司承建的淮阴三线船闸土建工程，为了保证“确保部优、争创国优”质量目标的实现，公司将防

2、治闸室墙钢筋砼裂缝质量通病确定为研究课题。　　2、研究的目的在水利水运工程中，大体积混凝土和混凝土墙体结构的裂缝普遍存在，特别是国内兴建的船闸，不产生裂缝者极为少见。　　船闸裂缝的存在，影响到工程的运行效果，降低了结构的安全性和耐久性。　　在近半个世纪中，广大工程技术人员和科技工作者致力于混凝土防裂和抗裂技术研究，取得了一定成果。　　但在船闸工程中,虽然已从设计和施工方面采取了不少防裂措施，但收效甚微，多数船闸的闸首和闸室墙均产生了不同程度的裂缝，除表面裂缝外，还有相当数量的贯穿裂缝。　　江苏省的水运

3、事业十分发达，将有多个船闸陆续兴建，交通厅的有关领导对船闸结构的防裂限裂十分重视，希望建成一批优良工程。　　为此，深入探讨防裂和限裂的新途径，可为新建船闸提供宝贵的防裂经验，既保正了船闸安全、可靠运行，亦可产生无可估量的经济效益和社会效益。　　为此，我们在淮阴三线船闸工程建设中，继续致力于钢筋混凝土闸室墙的防裂技术研究。　　3、钢筋混凝土闸室墙裂缝成因分析无论是理论分析还是实测结果均表明，钢筋混凝土闸室墙裂缝是由于混凝土的温度应力和收缩应力超过其强度所致。　　当闸室墙的温度变形受到约束时将产生温度应力

4、，当闸室墙的收缩变形受到约束时将产生收缩应力。　　结构变形因受到的约束不同又分为内部约束和外部约束。　　结构本身各部分之间的相互约束为内部约束，内部约束产生的应力为自生应力，如在混凝土浇筑初期，闸室墙表面降温时，内部还在升温，表面温度收缩变形受到内部约束而产生的应力即为自生应力。　　结构因与外部接触而受到外部结构的约束为外部约束，外部约束产生的应力为约束应力，如闸室墙在水化热温降时会受到牛腿和底板的约束而产生的应力即为约束应力。　　当闸室墙某部分的自生应力和约束应力迭加后超过了混凝土的抗拉强度时，混凝

5、土即产生裂缝。　　混凝土浇筑之后，水泥在固结过程中会产生大量水化热，混凝土随之升温。　　由於热传导和外界温度的影响，混凝土的温升和温降都是不均匀的，由於温降和温度的不均匀变化即引起温度应力。　　混凝土的收缩变形包括自生体积变形和干湿变形，这种变形同样因不均匀变化而引起收缩应力。　　由上所述，防止混凝土产生裂缝应从降低温度应力和收缩应力着手，而控制混凝土的温度和收缩量又是降低温度应力和收缩应力的关键，这也是防止闸室墙产生裂缝的关键。　　4、研究方法与途径大体积混凝土的防裂问题是无数工程技术人员长期研究的

6、难题，至今尚未园满解决，指望在短时期内普遍解决船闸闸室墙的防裂也不现实。　　我们立足于淮阴三线船闸，力争结合淮阴船闸的实际情况，避免三线船闸闸室墙产生裂缝。　　具体的方法途径是　　(1)根据现场的原材料和满足设计要求的配合比计算闸室墙在最不利时期(8月份)浇筑时的温度、温度应力和收缩应力。　　(2)在墙体表面采取保温、保湿措施，减少闸室墙的约束温差和收缩，分析和计算保温、保湿效果。　　(3)在保温、保湿措施的基础上，降低混凝土的入仓温度，再选择在低温季节浇筑混凝土，分析计算采取综合防裂措施后的效果。　

7、　(4)在计算结果满足防裂要求的基础上，研究制订防裂措施，确保防裂要求得以满足。　　(5)精心组织施工，保证防裂措施的实施，并注意提高闸室墙的施工质量。　　5、闸室墙的温度与应力计算5.1计算条件与参数除选择恰当的计算方法外，温度和应力结果与水化热温升、浇筑温度、外界气温、表面保护等多种因素有关。　　因此，计算结果的准确性有赖于基本条件和有关参数的正确选取。　　计算条件与参数随计算工况不同而改变。　　5.2温度计算方法由於闸室墙的长度远大於断面的平面尺寸，温度可看为平面温度场，可用有限元法或平面差分法

8、计算，为了配会后面的应力计算，我们采用差分法计算温度场。　　5.3温度应力计算方法闸室墙和底板共同组合成倒T形梁的结构形式，闸室地基为软基，对上部结构的约束作用可以忽略，可按倒T形梁来计算闸室墙的温度应力。　　5.4收缩应力的计算方法混凝土因温度胀缩和收缩引起的应力是同样性质的，在计算收缩应力时，一般都是将收缩量换算为当量的温度，然后利用计算温度应力的方法计算。　　为简化计算，我们将收缩的当量温度直接迭加到计算得到的温度之中和温度应力一起计算，最后得到的