人字闸门推力对闸首结构内力计算的影响研究.pdfVIP

第 47卷 第5期 人 民 长 江 Vo1．47，No．5 2016年 3月 Yangtze River Mar．， 2016 文章编号 ：1001—4179【2016)05—0053—05 人字闸门推力对闸首结构内力计算的影响研究 徐 文 丞 ，王 震 ，守 庆 臣2 (1．河海大学港 口海岸与近海工程学院，江苏 南京 210098； 2．中交水运规划设计院有限公司 南京分公司，江苏 南京 210000) 摘要：采用水工建筑物设计规范推荐的常规方法计算闸门的闸前结构 内力时，计算结果存在偏差。以某船闸 下闸首结构 内力计算为例，利用三维非线性有限元法和两种常规方法对其展开计算。通过对计算结果的对比 分析，认为按照规范计算所得到的支持墙 内力过于保守，且对人字闸门之前结构段底板负弯矩估计不足；而第 二种常规方法中将人字闸门横向分力分配之后所得计算结果与ANSYS结果较为吻合。 关 键 词：人字闸门推力；结构 内力；三维非线性有限元法；闸门闸首 中图法分类号 ：TV663 文献标志码 ：A DOI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2016．05．011 船闸是保证船舶顺利通过航道上集 中水位落差的 42000 水工建筑物，它由上下闸首、闸门、闸室等挡水建筑物 和能使 闸室水位升降的输水系统组成 。 闸首在纵向(顺水流)方 向上一般可分为门前段 、 门龛段、支持段 3个部分，其 中，闸门支持段是指支持 闸门并承受闸门推力的部分，应满足结构强度和稳定 的要求 。常用的闸门型式有人字闸门、横拉闸门、三角 闸门、平面闸门等。在 目前的工程设计中，仍假定人字 闸门的支持段直接承受较大 的闸门推力独立工作 ，因 此支持段需要有足够的长度才能满足强度和稳定性的 要求 。 4400 5600 3200 4400 4400 1 船闸闸首概况 安徽某船闸下闸首为一整体式钢筋混凝土对称式 结构，采用人字闸门，平底板，空箱边墩，边墩 内布置输 水廊道。闸首宽42m，沿水流向长 26m，检修门段长 2．4in，闸首结构详图见 图1。 2 闸首结构内力计算 2．1 闸首结构上作用的荷载 图 I 船闸闸首结构示意(单位 ：mm) 根据 《船闸水工建筑物设计规范》 ，作用在闸首 水重，作用在 闸首底板上的水重根据水的容重计算； 上的荷载主要有：① 结构 自重，根据材料容重计算；② ③ 回填土重，闸首两侧的回填土边荷载按其重量的 收稿 日期 ：2015—09—07 基金项 目：国家 自然科学基金项 目 作者简介 ：徐文丞 ，男，硕士研究生 ，研究方向为港 口工程结构。E—mail：xuwenchengg01122@126．COrn 舍．互一＼骱 ．蠡一＼舯 第5期 徐文丞，等：人字闸门推力对闸首结构 内力计算的影响研究 57 力分配之后计算的支持墙应力值 比较合理。 (3)两种常规方法均未能考虑到支持墙底的拉应 力区，此时常规方法存在一定缺陷。 一一-∥l／／／哆-2舔)o00o【j? (4)当闸首边墩不承受人字 闸门推力时，常规方 ’‘{、l一。z。。0。． 加