摘要：水閘底板結(jié)構(gòu)計(jì)算方法很多，各種方法計(jì)算結(jié)果相差較大。本文通過對(duì)倒置梁法與彈性地基梁法的應(yīng)用分析，提出了解決整體式水閘底板計(jì)算問題的簡(jiǎn)單實(shí)用辦法。
　　關(guān)鍵詞：水閘底板；計(jì)算方法；分析應(yīng)用
　　0引言，水閘底板與閘墩連在一起形成一個(gè)空間結(jié)構(gòu)，受力比較復(fù)雜，目前還沒有精確的理論分析方法以進(jìn)行計(jì)算。其下的地基反力分布不僅與底板的尺寸、剛度、彈性模量、荷載大小及分布等因素有關(guān)，也與地基的變形特性密切相關(guān)，計(jì)算時(shí)最大的困難在于難以準(zhǔn)確地反映地基塑性開展區(qū)的影響，只能作出一些假定來解決。整體式平底板是應(yīng)用最廣的底板形式，以下僅就其計(jì)算問題進(jìn)行探討。
　　1計(jì)算理論分析整體式平底板的平面尺寸遠(yuǎn)較厚度為大，與一般彈性地基板的受力條件不盡相同。沿水流方向，閘門前后的水重往往相差很大；在垂直水流方向以承受閘墩傳來的集中荷載，并受相鄰結(jié)構(gòu)的影響。對(duì)此類復(fù)雜的空間問題，通常簡(jiǎn)化為兩個(gè)方向的平面問題進(jìn)行處理。在順?biāo)�流方向，因與閘墩形成一個(gè)倒“T”形梁，剛度很大，彎曲變形遠(yuǎn)較垂直水流方向的為小，主要是受拉或受壓，可按偏心受壓(拉)公式計(jì)算，因而比較簡(jiǎn)單，本文不作探討。在垂直水流方向，底板單獨(dú)抵抗彎曲變形，主要是受彎，常截取單寬板條(即梁)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。目前，工程上常用的計(jì)算方法以倒置梁法和彈性地基梁法為主。
　　倒置梁法假定地基反力（均布）作荷載，底板當(dāng)做梁，閘墩當(dāng)支點(diǎn)，按倒置的連續(xù)梁計(jì)算其內(nèi)力。該法的缺點(diǎn)是忽略了各閘墩處變位不等的重要因素，計(jì)算得的支座上的反力與閘墩實(shí)際傳給底板的荷載一般來說事不相等的，誤差較大，應(yīng)用上存在一定的局限性，但是實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)于整體式平底板小型水閘或在閘墩上分縫單孔凈寬較小的多孔中型水閘，由于其上部結(jié)構(gòu)剛度相對(duì)而言較大，當(dāng)建在較為堅(jiān)實(shí)的地基上時(shí)，倒置梁法的精度足以滿足要求。彈性地基法則假定底板和地基都是彈性體，底板下的地基反力是未知的，其計(jì)算方法根據(jù)地基土可壓縮層厚度與地基梁半長(zhǎng)的比值不同，可分為基床系數(shù)法、有限深地基梁法和半無(wú)限深地基梁法等。本文所指的彈性地基梁法即為最后一種方法。此法既考慮了底板變形與地基沉降的協(xié)調(diào)一致，又考慮了邊荷載的影響，其計(jì)算思路正確，計(jì)算理論目前比較完善，計(jì)算成果精度高，因而其應(yīng)用范圍較廣。2實(shí)例應(yīng)用分析針對(duì)上面提到的兩種計(jì)算方法，通過實(shí)例來分析比較兩者之間的異同，為今后水閘底板計(jì)算提供更為有效的設(shè)計(jì)思路。某中型三孔水閘，單孔凈寬3.0m，邊墩厚0．75m，采用鋼筋混凝土整體式平底板，長(zhǎng)×寬一9．5m×12．5m，厚o．7m，閘墩與底板同長(zhǎng)，高4．5m，邊墩擋土高度5．2m兼有除澇、蓄水之功能，除澇流量58．9m3／s。閘室上游設(shè)有檢修便橋，中間設(shè)置排架(上部為啟閉機(jī)層)，交通橋布置在下游并公路連接．閘基為中等堅(jiān)實(shí)地基。計(jì)算時(shí)分二種時(shí)期進(jìn)行，即完建期和運(yùn)行期(設(shè)計(jì)洪水位)以主閘門門槽為界分別截取單寬1.0m板條來進(jìn)行分析計(jì)算。采用倒置梁法和彈性地基梁法計(jì)算出的結(jié)果分別繪于圖1和圖2中。
　　
　　比較圖1和圖2可以看出，從定性上講，兩種方法求出的彎矩圖的走勢(shì)分布規(guī)律是一樣的，特別是門槽下游側(cè)兩者的彎矩圖走勢(shì)更加相似。這也說明了倒置梁法計(jì)算精度的可靠性。從定量上講，采用倒置梁法求得的邊墩支座處彎矩皆大于彈性地基梁法的結(jié)果，相差一20％～30％(負(fù)數(shù)表示后者比前小)；而中墩支座處的彎矩及跨中彎矩皆小于后者的結(jié)果，相差30％～40％。對(duì)于水閘底板這類較大尺寸的結(jié)構(gòu)來說，這種差異應(yīng)該是被允許的。關(guān)于這一點(diǎn)，可以通過配筋計(jì)算(從略)得以證明。更進(jìn)一步地講，本例所算得出的兩種計(jì)算方法的誤差幅度，在其它類似的計(jì)算中也曾驗(yàn)證過。據(jù)此，可以提出這樣一種計(jì)算新思路，即在一般情況下，進(jìn)行水閘底板內(nèi)力計(jì)算時(shí)，可以先采用倒置梁法進(jìn)行計(jì)算，然后對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整(增加或減少)，從而實(shí)現(xiàn)與彈性地基梁法的計(jì)算結(jié)果更加接近，但又省去了繁瑣的彈性地基梁法的計(jì)算過程。這樣一來，將會(huì)對(duì)今后的水閘底板設(shè)計(jì)計(jì)算帶來很大的方便，不失為一種值得推廣應(yīng)用的好方法。
　　3結(jié)束語(yǔ)嚴(yán)格地講，本文總結(jié)出的計(jì)算方法，只是經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，尚缺乏科學(xué)的論證，因而在應(yīng)用上還存在一定局限性，它僅對(duì)本例這種閘型或相近閘型比較適用。對(duì)于其它型式的水閘底板不宜盲目套用。更簡(jiǎn)便、更實(shí)用的水閘底板設(shè)計(jì)計(jì)算法有待于在今后的工作實(shí)踐中研究、探索。