荆江大堤防洪闸闸室底板预留宽缝研究.pdf

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1、第45卷第19期人民长江V01．45．No．192014年10月YangtzeRiverOct．，2014文章编号：1001—4179(2014)19—0025—04荆江大堤防洪闸闸室底板预留宽缝研究方国宝，宋志忠，王程，路万锋(长江勘测规划设计研究有限责任公司枢纽设计处，湖北武汉430010)摘要：软土地基上的防洪闸闸室常采用坞式结构，其底板一般采用传统的整体式浇筑方法施工，这种施工方法虽使结构的整体性好、地基反力分布均匀，但底板受力状态较差，顶部拉应力大，容易出现不同程度的裂缝，进而影响建筑物的正常使用。荆江大堤防洪闸共两孔，采用整体“w”型结构，单孔净

2、宽32．0m，闸室总宽度84．0m。为防止底板出现裂缝，设计提出施工期间在底板上预留宽缝，并采用“墩底分浇、预留宽缝、后期封合”的施工方法。计算分析表明，采用这种施工方法后，底板的受力状态较整浇时得到了明显改善。工程完工后近2a的监测数据表明，防洪闸运行情况良好，底板受力状态较好，底板表面基本无裂缝。关键词：底板；预留宽缝；仿真计算；防洪闸；荆江大堤中图法分类号：TV87文献标志码：A1研究背景软土地基上的防洪闸闸室结构常采用坞式结构(又称u形结构)，这种结构的闸墩和底板连成一体，整体性好，地基反力分布较均匀，对地基的要求不高，防渗性好，适应性较强。这种结构

3、的施工方法一般是先浇筑底板，再浇筑边墩墙，最后在墙后回填土体。但是，一些调查报告表明，许多采用这种结构型式的底图1U形结构典型裂缝示意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，典型裂缝如图1所示。针对这一问题，有关专家提出了“墩底分浇、预留宽缝、后期封合”的施工方法，即预留宽缝将底板分成中底板和两侧底板，在两侧底板上浇筑闸墩墙及墙后回填土体(a)预留宽缝，浇筑厩板(b)浇筑边墩墙(c)合缝，【国填墙后土体到一定高度后，再将预留宽缝封合，使边墩墙和底板形图2防洪闸结构预留宽缝施工方法示意成一个整体。这种施工方法减小在施工过程中边墩及回填土荷

4、载对底板的不利影响。u形结构预留宽缝施会承受非常大的负弯矩，底板上缘出现非常大的拉应工方法如图2所示。荆江大堤防洪闸闸室结构共两力，底板受力状态非常差。同时由于底板尺寸远大于孔，采用两孔一联的整体w形结构，底板受力模式与《水闸设计规范》(SL265—2001)中浇筑分块尺寸不宜u形结构基本相同，比一般闸室结构大出很多，在水利大于35m的规定，施工时温控要求非常高、施工难度行业实属罕见。若闸室底板采用常规的整体式浇筑方非常大，稍有不慎，底板就会出现由温度应力及混凝土法，由于闸室净跨大、闸墩自重大、填土高程高、边荷载干缩变化引起的开裂，甚至出现贯穿性裂缝，从而影

5、响大，则底板结构安全使用。若在底板上预留宽缝，则宽缝回填前收稿日期：2014—07—23作者简介：方国宝，男，工程师，硕士，主要从事水利水电工程设计工作。E—mail：fangguobao@cjwsjy．com．en26人民长江边闸墩自重及填土边荷载不直接作用在中间底板上，3可行性分析只有宽缝回填后的部分后加荷载作用在底板上，因此底板负弯矩较整浇时会减小很多，应力状态可得到很“墩底分浇、预留宽缝、后期封合”施工方法的目好的改善。同时，底板预留宽缝后浇筑分块尺寸减小的就是要减小施工过程中边墩及回填土荷载对底板的且符合规范要求值，施工时采取常规温控措施即可，底不

6、利影响，从而改善底板应力状态。然而，想要分析底板一般不会出现大的裂缝，能满足限裂要求。通过上板上预留宽缝的可行性，则需对闸室地基条件及闸室述分析可知，在底板上预留宽缝并采用“墩底分浇、预结构稳定应力进行分析研究。留宽缝、后期封合”的施工方法能很好解决底板受(1)闸室地基条件分析。根据相关设计报告，防力状态差以及容易产生裂缝问题。洪闸闸室底板采用整浇方案时，其各种工况下最大平为了解该工程采用这种施工方式的适用性，本文均基底应力为250．6kPa，最大基底应力为309．1kPa；首先分析了闸室底板预留宽缝的可行性；其次分析了当在闸室底板上预留宽缝后，各种工况下最

7、大平均基底板预留宽缝的影响因素及预留方法；然后对底板预底应力达379．5kPa，最大基底应力达432．6kPa。由留宽缝后的闸室结构进行了仿真计算；最后对底板预此可见，闸室结构采用“墩底分浇、预留宽缝、后期封留宽缝的效果进行了分析。合”的施工方法后，基底应力较底板整浇时增加约50％，对地基允许承载力提出了更高的要求。2工程概况从相关设计报告可知，防洪闸闸室地基处理采用荆江大堤防洪闸位于引江济汉工程进口段，是荆了挖除基底壤土换填砂砾石的方法。地基处理后允许江大堤穿堤建筑物，具有防洪、引水及通航等功能。设承载力为380kPa。依据《水闸设计规范》(SL265—计

8、挡洪水位44．1m，最大挡水高度18．2m；设计引水