多次寒潮冷击下薄壁闸墩施工期力学特性分析

张社荣，王浏刘，于 茂

（天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津 300072）

水工混凝土结构在施工期或运行期内易出现裂缝，如水闸闸墩易在表面产生枣弧形裂缝。对于水工混凝土结构出现裂缝的原因，国内学者主要论证了温度或混凝土收缩等对混凝土应力状态的影响，如朱岳明等[1]结合龙滩重力坝进行了长间歇仓面寒潮冷击下的温度应力计算，表明寒潮冷击易造成坝体劈头缝；张子明等[2]研究了气温骤降引起大体积混凝土温度变化和温度应力的计算方法，分析了气温骤降引起的温度及温度应力变化规律；吉顺文等[3]采用材料力学和有限元数值仿真计算法，对上犹江重力坝溢流坝段闸墩上的竖斜向和水平向裂缝的出现进行了研究，结论表明施工期温度应力和运行期寒潮冷击与夏季低温库水泄洪冷击是其主因。故本文研究多次寒潮冷击下的水闸闸墩混凝土结构的温度及应力变化规律，为水闸结构设计提供相应的依据。

1 计算模型

某水闸为2级建筑物，防潮闸采用深孔与浅孔相结合布置，深孔底板高程-6.0 m，浅孔底板高程-1.0 m。防潮闸单孔净宽15 m，经过流能力计算确定中间8个深孔，两侧各6个浅孔，共计20孔。闸室结构为筏式整体平底板，两孔一联，中墩厚2.0 m，缝墩厚1.5 m。闸室总宽347 m，其中深孔宽137 m，浅孔宽105 m。顺河向深孔长36.0 m，浅孔长29.0 m。闸墩、底板均为C25F150混凝土。施工时，底板混凝土浇筑5天后开始浇筑闸墩。

考虑工程的结构形式和底板的布置特点以及结构的对称性，取典型的闸墩和底板结构进行计算，计算区域如图1所示。……