闸室底板结构计算的一点体会

闸室底板结构计算的一点体会 最近，我进行了一个江苏某中型挡潮排捞闸的闸室稳定及底板结构计算，该挡潮闸的及理论计算已通过了省水利厅、河海大学、南京水利科学研究院、省水利工程科技咨询中心、省水利勘测设研究院等单位专家们的评审。我现在谈一些闸底板结构计算过程中的体会。 该挡潮排捞闸计算的基本资料为：挡潮排捞主体工程为2级建筑物，挡潮按100年一遇设计，300年一遇校核，排捞标准按10年一遇设计，20年一遇校核。该闸整个枢纽的排捞量为740立方米/秒，校核排捞流量为975立方米/秒。该闸设计水位组合如下：(废黄河零点) 方 向 工 况 H上（内河）m H下（外海）m 正向 设计 2.20 7.12 校核 2.20 7.60 反向 设计 2.50 -1.00 校核 2.50 -1.04         该闸方案为六孔，其中五孔净宽为10m,另一孔为12m为通航孔。闸底板为平底板分为3块，每2孔一连。 底板所处土层为：低液限粉土与粉土质沙（灰色，夹薄层灰褐色低液限粘土）与低液限粉土夹粉土质砂（灰色，夹薄层淤泥质低液限粘土）。 我首先对该闸室底记结构计算方法进行了分析和筛选，底板结构计算方法有三种：1、荷载组合法（也称截面法），2、倒置梁法，3、弹性地基梁法。 截面法未考虑底板与地基变形一致，没有计入边荷载对内力的影响，该法所以不适合在该中型闸中使用。由于该法计算简洁方便用来校核结构计算成果也不失为一种好方法。倒置梁法是将单宽板条看作是固支在闸墩上的梁进行计算的，对上部刚度较大的闸室或跨度较小、底板厚度较大、两侧边荷载强度与底板基底压力的平均比较接近时，该计算的成果基本是正确的，缺点是没有考虑底板与地基变形协调作用，该法假定垂直水流方向基底压力呈均匀分布与实际出入较大，且支座反力与铅直荷载也不相等，因此该法在本中型闸中不适用。弹性地基梁法计算时认为底板和地基都是弹性体，在荷载作用下梁发生变形、地基产生沉陷，根据变形和沉陷一致的原理，计算地基反力和梁的内力，该法认为地基反力在顺水流方向是梯形分布的，在垂直水流方向按弹性曲线分布，该计算方法而且能计入边荷载的影响，所以选用弹性地基梁法计算该闸室底板结构。 计算方法选定后，再选可能产生最大的正、负弯矩的工况。完建期假如两侧建筑物未形成，无边荷载，无水重力、无渗透力、浮托力，此时闸中墩底板处可能产生最大正弯矩，所以完建期假如两侧建筑物未形成作为工况一。完建期两侧建筑物形成作为工况二。正、反向校核水位情况作为工况三、工况四。由于正向设计与校核工况内河水位相同，外海水位只相差0.60m，根据现行水闸设计规范校核工况的安全系数只是1.40,而设计工况的安全系数为1.50,计算的弯矩乘上安全系数后最大弯矩也有可能是正向设计水位产生的，所以正向设计水位作为工况五。 经计算下游段和上游段的弯矩汇总见附表。 用截面计算法结果如下(由于不考虑边荷载,工况就选3种):  下游段 工况 -1.0 -.075 -0.50 -0.25 0.0 0.25 0.5 0.75 1.0 完建期 -109 -573 -752 -646 -253 -646 -752 -573 -109 正向校核 -54 -283 -370 -316 -47 -316 -370 --283 -54 反向校核 -120 -640 -860 -779 -250 -779 -860 -640 -120 max -54 -283 -370 -316 -47 -316 -370 -283 -54 min -120 -640 -860 -779 -253 -779 -860 -640 -120                     上游段 工况 -1.0 -.075 -0.50 -0.25 0.0 0.25 0.5 0.75 1.0 完建期 -105 -551 -729 -637 -140 -637 -729 -551 -105 正向校核 -152 --810 -1087 -983 -311 -983 -1087 -810 -152 反向校核 -69 -365 -482 -418 -84 -418 -482 -365 -69 max -69 -365 -482 -418 -84 -418 -482 -365 -69 min -152 -810 -1087 -983 -311 -983 -1087 -810 -152                     两种方法计算出来的结果经比较，每个截面在所有工况下弯矩的最小值非常接近，不超过10%；而最大值相差得比较多，经过分析，原因在于截面法计算假定的前提条件是地基反力在垂直水流呈均匀直线分布，这在此10米净孔且两孔一连的中型闸底板中不能够成立，所以造成最大弯矩有相差，而且特别是在底板所处的中墩处最为明显。这其实就是截面法未考虑底板与地基变形相一致及没有计入边荷载的缺点所在。 通过这次闸底板结构计算及分析，我觉得唯有理论联系实践才能对理论有更深的理解，在实践中充分运用理论、分析理论的适应性才能少走弯路、少犯错误。