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有限元法在船闸闸首结构设计中的应用随着水运事业的发展，大型船闸的建设对于船舶运输和水文工程的发展非常重要。
船闸的结构设计是保证其正常运行和使用寿命的关键因素之一。
而有限元法是目前常用的结构分析方法之一，其能够准确地计算复杂结构的应力和变形，并提供合理的设计建议。
因此，在船闸闸首结构设计中的应用非常重要。
有限元分析可以对闸首结构的受力情况进行准确的计算，并可以通过改变结构几何尺寸和材料参数进行优化设计。
常见的船闸闸首结构包括轨道式和滚轮式等，每种结构都有其设计特点和优缺点。
在设计过程中，先要进行初步分析，确定结构受力情况并选用合适的有限元网格进行数值计算。
接下来，可以进行参数敏感性分析和优化设计，检验设计方案的可行性和安全性。
最后，进行结构材料选择和测量校验，确保所设计的结构能够承受预期的载荷。
在实际应用中，有限元法已被广泛用于船闸闸首结构的设计和分析。
例如，在某些研究当中，利用有限元法对某型闸首结构的弯曲应力、剪切应力、变形和动态响应等参数进行了计算，并进行了分析和比较。
同时，在设计过程中，优化方法也被应用到结构设计中，以获得更优的结构性能。
此外，有限元法还广泛应用于水下结构的设计，包括船底、锚泊、管线等。
这些应用都体现了有限元法在船闸闸首结构设计中的重要性和实用性。
综上所述，有限元法在船闸闸首结构设计中的应用非常重要。
其可以对结构的性能进行准确预测和优化设计，为工程师提供更加可靠的设计建议和决策依据。
此外，随着计算机技术的不断发展，有限元法将会在更多工程领域中得到应用，为我们创造更加安全和可靠的工程结构。
船闸闸首底板施工宽缝封缝施工技术探讨0 前言钢筋混凝土的坞式结构能够应用到船闸工程的整体建设工作当中，可以进一步提升整体工程的抗压性能和防渗性能。
船闸闸首底板区域因为承受着较大弯矩荷载，承担较大的拉力，容易导致船闸闸首底板实际效果降低。
为了进一步预防此种状况的发生，需要加强施工宽缝研究，提高封缝质量，降低底板承担弯矩，优化底板内力。
1 船闸闸室施工分析通过分析以往各种船闸项目建设经验，可以发现船闸施工中使用较为频繁的结构是混凝土坞式结构，能够提升船闸工程的整体稳定性，拥有良好的持久性。
但如果想要保证坞式结构的整体质量，需要在全面掌握该种结构特征的基础上进行施工，合理选择配筋类型和底板厚度。
在建设坞式结构的船闸室过程中，应该在提前挖好的基坑内实施底板浇筑工作，于闸室两侧蹲墙，最后进行回填土工作。
从受力角度研究，闸室变蹲墙自重会直接加注于底板当中，同时在墙后回填土的影响下，底板结构整体负弯矩较大，因此会承担一定拉应力，这种状况会导致结构钢筋数量增加，底板厚度扩大。
在这种条件下，为了进一步提升坞式结构稳定性，通常会在闸首底板进行预留施工宽缝，降低底板弯矩。
预留施工宽缝其实是在项目施工中，对底板实施浇筑施工，在各个分块中间预留宽缝，直到工程发展到一定程度时，封堵预留宽缝，实现优化底板内力、减轻弯矩的目标。
2 船闸闸首底板的宽缝施工技术在船闸闸首底板的施工宽缝处理过程中，应该注意其中的混凝土裂缝问题，选择合理的施工工艺，闸首底板初期施工过程中需要预留施工宽缝，同时把底板划分成右、中、左三个部分，在结束墙后回填土和顶面浇筑施工后，将三种板块连接成一个整体，促进底板内力优化。
这项施工工艺的主要原理是在低于闸首底板的区域设置降水池的底部标高，从而将其中的积水沉淀物汇聚作用彻底发挥出来，利用稳固的赤壁阻隔外部淤泥，防止其进入宽缝内部，同时还要兼顾宽缝混凝土的模板浇筑工作，提高模板施工质量，提高其整体承受能力。
该项工艺具体包括以下几种特点：①在宽缝口区域设置降水池，随后对宽缝的端口区域进行全面封堵，阻隔淤泥的进入，为后面的底板宽缝封堵施工打好基础，提高底板的连接质量。
闸墩及底板结构计算⼯况：正常蓄⽔位+地震1、设计荷载计算闸室各部分荷载计算值（单位：kN ）2、不平衡剪⼒分配⼀般对应于底板部分承担不平衡剪⼒约为总不平衡剪⼒的10%，闸墩为90%。
底板分配的不平衡剪⼒为558.0kN每个中墩分配的不平衡剪⼒为945×90%×1.0/(2×1.0+2*1.2)=917.1kN每个边墩分配的不平衡剪⼒为945×90%×1.2/(2×1.0+2*1.2)=1100.6kN 3、底板荷载计算（1）上游段（长6.6m ，取板带宽1m 计算）①匀布荷载不平衡剪⼒产⽣的荷载为 6.00kN/m⽔重产⽣的荷载为21.00kN/m 平均渗透压⼒为9.34kN/m 底板重产⽣的荷载为#VALUE!q=21-1.01-9.34=10.64kN/m弹性地基梁荷载计算5580kN×10%==?1.146.65.94=??35.36.61455=+285.483.13=?1.146.62512以上除底板重外的匀布荷载总和为10.64kN②中墩上集中荷载计算不平衡剪⼒产⽣的荷载为138.96kN ⼯作门前上游段检修闸门及埋件、砼盖板、闸房及启闭机等共重为#REF!两个中墩承受2/3，两个边墩承受1/3（按桥跨跨长⽐例计算）。
上游每个中墩⾃重为1426/2=713kN.在闸墩宽度内没有⽔重,但在上述匀布荷载计算中,P1=#REF!③边墩上集中荷载计算不平衡剪⼒产⽣的荷载为166.75kN P2=#REF!（2）下游段（宽5.4m ，取板带宽1m 计算）①匀布荷载不平衡剪⼒产⽣的荷载为7.33kN/m ⽔重产⽣的荷载为0.0kN/m 平均渗透压⼒为6.87kN/m 底板重产⽣的荷载为16.05kN/mq=-1.24-6.87=-8.11kN/m以上除底板重外的匀布荷载总和为-8.11kN/m 根据《⽔闸设计规范》P217，当不计底板⾃重时作⽤在基底上的均布荷载为负值时应计及底板⾃重的影响，计及的百分数以使作⽤在基底⾯上的均布荷载值等于0为限底确定；则作⽤在基底上的均布荷载为0kN/m。
航道结构专题作业要求（2011）1、计算作用在坞室闸室结构上的荷载，绘出闸室底板计算简图。
回填土凝聚力C=10KN/m2,内摩擦角为28度。
回填土水上重度19.5KN/m3，浮重度10 KN/m3，地面活载3KPa 。
闸室结构采用C25钢筋混凝土。
边载根据回填土计算确定，按均匀布置考虑，单侧边载长度取闸室底板宽度的一半。
解：1、闸室设计资料如下：闸室结构：C25钢筋砼 γ=253/kN m ；回填土：凝聚力C=102/kN m ，内摩擦角为28°，水上重度'319.5/kN m γ=，浮重度310/kN m γ=浮，水下内摩擦角考虑折减，取26°；地面活荷载：q=3kpa 。
2、荷载种类结合本闸室实际情况，分析作用于闸室结构上的荷载包括：（1）建筑物自重、水重及建筑物内部或上部填料重；（2）土压力；（3）静水压力；（4）扬压力（渗透力和浮托力）；（5）地面活荷载。
3、闸室结构受力计算本闸室为对称结构，且荷载也关于轴线对称，为简化计算，取右半部分结构进行计算。
1）闸室自重闸墙：111()25(0.62) 5.8188.5/()22G a b h kN m γ=⨯⨯+⨯=⨯⨯+⨯=↓力臂：222200.60.6220.7133()3(0.62)a ab b x m a b +++⨯+===+⨯+ 对点O 的矩： 0188.50.713134.40/M G x kNm m =⨯=-⨯=- 底板自重：225 1.640()g h kpa γ=⨯=⨯=↓ 2）土压力整体式闸室结构为坞式结构，且闸墙的刚度较大，墙体产生的位移很小，不足以使土体产生主动破坏，此时可近似按静止土压力计算。
为方便计算，静止土压力系数可采用主动土压力系数的1.25~1.5倍，本例中取1.4倍。
分析本闸室结构边界条件，利用无粘性土的库伦理论计算主动土压力，但由于回填土为粘性土，将粘聚力换算为内摩擦角（即等代内摩擦角），根据此闸墙边界条件及相关设计经验，内摩擦角增大6，粘性土的等代内摩擦角为34，水下内摩擦角为32。
坞式船闸底板自重在其内力计算中的折减问题研究曹周红;胡峰军;孙保虎;刘晓平【摘要】现行JTJ 307-2001《船闸水工建筑物设计规范》对底板自重在内力计算中的考虑没有明确规定,不同设计者根据具体地基条件进行不同程度折减.通过以往工程建设经验及数值分析,建议宜借鉴和参考SL 265-2001《水闸设计规范》,即可不考虑底板自重,折减程度可为100％,同时建议船闸设计规范中补充类似条文和说明,并对此作进一步的验证.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】4页(P158-161)【关键词】水工结构;弹性地基梁;底板自重;船闸【作者】曹周红;胡峰军;孙保虎;刘晓平【作者单位】长沙理工大学,湖南长沙410076;天津大学,天津300072;湖北省交通规划设计院,湖北武汉430051;湖北省交通规划设计院,湖北武汉430051;长沙理工大学,湖南长沙410076【正文语种】中文【中图分类】TV8621 问题的提出坞式船闸结构（又称U型结构)由闸墙和底板连接而成。
它有很多优点：整体性好，防渗性强，地基反力分布比较均匀，对地基承载力要求较低，在软土地基、复杂地基及闸首部位经常采用。
但是，一些调查报告表明，许多采用这种结构形式的船闸底板出现了不同程度的裂缝，其中以底板表面中部顺水流方向的裂缝最为常见，这些裂缝一般发生在施工期或完建期。
裂缝产生的直接原因是结构承受了较大的荷载，超过了混凝土的抗拉强度。
根据船闸设计规范，施工及完建期船闸承受的荷载主要有自重、设备重、土压力、水压力以及扬压力等，每一种荷载都将对底板内力产生重要的影响。
除上述荷载外，一些研究成果表明基底剪应力、墙背摩擦力、温度应力等[1-3]也会对底板受力产生重要影响。
另外，墙后填土等边荷载也会对底板受力产生重要影响。
在进行底板受力分析时，现行JTJ 307—2001《船闸水工建筑物设计规范》[4]没有明确规定底板自重应如何考虑，设计人员根据对工程问题的分析和经验进行确定。
