01、病险水闸除险加固工程设计中的有关问题.ppt

第七节 结构计算 水闸工程包括结构构件种类较多，如闸底板、闸墩、胸墙、涵洞、工作桥、交通桥、启闭机房、翼墙、岸墙等。各类构件的计算方法可参照《水闸设计规范》及其他相关规程规范进行复核计算。其中闸底板内力计算较为复杂，要考虑地基的不同情况分别采用不同的地基反力假设进行计算。本部分重点对闸底板内力的计算方法进行说明。 一、反力直线法 假设底板下的地基反力沿顺水流向呈梯形分布，在垂直水流方向呈均匀分布。该方法的优点是计算简单，缺点是未考虑底板与地基的变形协调，不计边荷载对底板内力的影响，不适宜于大、中型水闸。 其计算步骤为： 1、确定荷载组合：设计洪水、校核洪水、检修情况。 2、计算闸基的地基反力：按结构稳定计算中的公式进行。 3、计算不平衡剪力分配： 不平衡剪力的产生是由于截取单宽后，基底上的荷载与地基反力之间存在着差值所致。不平衡剪力的平衡是由脱离体两侧闸墩和底板截面的剪力差来平衡，剪应力之和的差值即为不平衡剪力。 不平衡剪力如按S-Y剪力曲线（或称τyb剪力曲线）的方法分配，比较麻烦，一般情况下，可按底板分配10%～15%不平衡剪力、闸墩分配85%～90%不平衡剪力直接进行分配。 4、确定作用于板条上的荷载：包括作用于板条上的底板自重、水重、扬压力及分配配给底板的不平衡剪力、闸墩传给底板的集中力（包括分配给闸墩的不平衡剪力）。 5、按照材料力学方法求解底板内力。 二、弹性地基梁法 当水闸地基为粘性土地基或相对密度大于0.5的砂土地基，可采用弹性地基梁法。 当采用弹性地基梁法计算闸室底板应力时，应考虑可压缩土层厚度与弹性地基梁半长之比值的影响，当比值小于0.25时，可按基床系数法计算，当比值大于2.0时，可按半无限深的弹性地基梁法计算，当比值为0.25～2.0时，可按有限深弹性地基梁计算。 岩基上的闸室底板应力分析可按基床系数法（文克尔假定）计算。 弹性地基梁的计算步骤： （1）确定荷载组合； （2）计算地板地基反力； （3）计算板条上的不平衡剪力分配值； （4）确定板带上的计算荷载。作用在板带上的荷载一种为均布荷载，包括底板自重、水重、扬压力及分配给底板的不平衡剪力；另一种为闸墩传给底板的集中荷载（包括分配给闸墩的不平衡剪力）。此外，应计算边荷载。 与设计时的情况不同的是，水闸经过长期运用后，地基沉降和变形已基本稳定，底板自重与地基之间已形成平衡，因此，一般情况下板带的荷载不考虑底板自重。但如果计算出来的均布荷载为负值时，但仍应计及底板自重的影响，考虑底板自重比例的大小以基底面上的均布荷载等于零为限度。 （5）计算底板内力： 由于链杆法计算比较麻烦，一般可采用华东水利学院等编制的郭尔布诺夫——波萨多夫法计算表格进行查算。 第八节 闸门强度和变形复核 1、平面钢闸门：应对面板强度、主梁、边梁、次梁的强度和挠度作复核。 2、弧形闸门：应对主框架、面板与梁的强度进行复核。对主横梁和次梁挠度进行复核，支臂挠度很小，可忽略不计。 3、吊耳、吊杆强复核。以上复核计算公式可参照《水利水电工程钢闸门设计规范》SL74-95。 病险水闸除险加固工程设计中的有关问题 主讲人：黄 建 第一部分 概述 1、我省病险水闸工程概况 我省病险水库共有311座，其中：大型水闸82座，中型水闸229座。311座病险水闸中，4类病险水闸34座，3类病险水闸277座。 病险水闸的存在，一是影响了工程效益的发挥，二是由于工程隐患的存在，给人民生命财产的安全及社会稳定造成了重大威胁。  2、病险水闸存在的主要问题 2.1 一般工程缺陷 2.1.1土石结构：裂缝、块石风化、块石塌陷、松动、勾缝脱落等； 2.1.2砼结构：裂缝、层离、剥落或露筋、掉棱或缺角、蜂窝麻面、表面侵蚀、冻融破坏等； 2.1.3闸门、启闭设施锈蚀； 2.2 适用性指标达不到设计标准 2.2.1过流能力不足； 2.2.2消能防冲能力不足； 2.2.3闸门不能正常使用； 2.2.4启闭设备老化； 2.2.5胸墙漏水； 2.2.6观测设施失效； 2.3 影响水闸安全性的病险情 2.3.1防洪能力严重不满足国家防洪标准； 2.3.2抗滑稳定安全系数严重不满足规范要求； 2.3.3抗渗稳定性严重不满足要求； 2.3.4结构强度严重不满足要求；  3、除险加固工程措施 3.1对于一般性工程缺陷的处理措施 3.1.1对于土石结构一般性工程缺陷可采取更换、修整修补的办法； 3.1.2对砼结构一般工程缺陷可采用修补、化学修补、补强（粘钢、贴碳纤维等）的办法； 3.1.3对闸门、启闭机锈蚀采取除锈防锈处理； 3.2对于适用性指标达不到设计标准的病险情处理措施 3.2.1对于过流能力不足的水闸，可采取增加泄流断面（扩孔、加大单孔