[发明专利]一种调整摩擦力影响的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水运水利工程技术领域，更具体说是一种软弱地基上墙后高填土的大型船闸、船坞和水闸的整体式闸首和整体式闸室结构。

背景技术

在船闸、船坞和水闸等水运水利工程技术领域中，整体式结构是一种非常重要的结构型式。这种结构由底板和边墙（根据工程领域的不同，亦可称为边墩或闸墩等名称）整体连接而成，具有整体刚度大，防渗性强，地基反力分布比较均匀，对地基承载力要求比较低等优点，在一些大型水运水利工程中经常采用。但是工程实践表明，整体式结构的底板施工过程中经常会出现裂缝（通常是墙后土体回填的施工过程中），而底板上表面中部的裂缝最为常见，尤其是对于软弱地基上的大型整体式结构而言。

本质上，底板上表面开裂主要是因为结构承受的不利于底板上表面受力的荷载作用较大，如边荷载、温度荷载、湿度荷载、墙后摩擦力等，而承受的有利于底板上表面受力的荷载作用则较小，主要是边墙上的土压力，致使底板上表面最大拉应力超过了混凝土抗拉强度从而导致开裂。

摩擦力伴随着土压力、边荷载等荷载同时出现，由于摩擦力相对于土压力、边荷载的量值而言，其本身的量值较小，也比较难消除和减小，往往容易引起人们的忽视。但事实上，摩擦力对整体式结构底板受力具有十分的重要影响（详见《水力发电学报》2014年第2期的“墙背摩擦力对坞式船闸底板影响及其改善措施”一文），以往人们的这种忽视往往会导致摩擦力成为引发底板开裂的关键因素，对软弱地基上的大型整体式结构尤为如此。

综上所述，进一步分析和研究摩擦力的特性，并设计出一种效果更为良好的方法，调整摩擦力对底板受力的影响，对改善整体式结构受力十分关键和必要。

发明内容

为克服现有方法存在的不足，改善整体式结构底板受力，本发明提供了一种调整摩擦力影响的方法。

本发明采用以下技术方案：一种调整摩擦力影响的方法，按以下步骤实施：

（1）沿放坡面开挖基坑；

（2）整体式结构底板和边墙施工；

（3）在坡脚处架设减摩装置，并回填先期土体；

（4）回填边墙与减摩装置之间空隙；

（5）继续完成剩余填土。

进一步地，所述减摩装置形成受力面对先期回填土体进行支护，防止倾倒和漏出。

优选地，受力面为平直面。

进一步地，计算减摩装置与边墙之间的距离以及减摩装置的高度。

优选地，采用有限元方法计算。

进一步地，后期对减摩装置与边墙之间的空隙进行回填。

进一步地，减摩装置与边墙之间存在接触。

进一步地，所述接触为点与面之间的接触。

进一步地，所述点与面之间的接触为减摩装置的减摩零部件与边墙的接触。

进一步地，所述减摩零部件为可以减小摩擦的零件或零件组合。

优选地，所述零件或零件组合为滚轮或滑块。

以往由于对摩擦力作用效应认识不够，很难有针对性地采取有效方法对摩擦力进行合理的调整和控制，因而也无法有效避免摩擦力的不利影响和充分发挥摩擦力的有益效应。本方法在土体回填初期，通过减摩装置将面与面之间的摩擦转为点与面之间的摩擦，同时还将滑动摩擦转为滚动摩擦，充分减小了摩擦力的不利影响，而在土体回填后期，则仍然充分发挥摩擦力对底板受力的有益作用，使底板受力保持在混凝土抗拉强度设计允许范围之内。

另外，本方法在有效调整摩擦力作用效果时，还同样十分有效地调整了边荷载和墙后土压力对底板受力的不利影响和有益作用效应，使底板受力更合理，结构更安全，耐久性更好。

综上所述，本方法优越性好。

附图说明

图1为运用本发明涉及的一种调整摩擦力影响的方法的施工示意图。

其中：1、放坡面；2、底板；3、边墙；4、减摩装置；5、滚轮；6、先期填土；7、边墙与减摩装置之间的空隙；8、剩余填土。

具体实施方式

为了使本发明的构思、实现技术手段、主要创作特征易于明白，下面结合图1进一步阐述本发明涉及的一种调整摩擦力影响的方法。

参见图1所示，实施例为运用本方法的大型船闸整体式闸室结构施工示意图。本方法依次按如下步骤进行：

（1）沿放坡面1开挖基坑；

（2）整体式结构底板2和边墙3施工；

（3）在坡脚处架设减摩装置4，并使减摩装置4中的滚轮5与边墙3形成滚动接触，同时回填先期土体6；

（4）回填边墙与减摩装置之间空隙7；

（5）继续完成剩余填土8。

以上显示和描述了本发明的技术构思和主要特征，本行业的技术人员应该能了解本发明的内容并能据以实施。上述实施例和说明书的描述只是为了说明本发明的基本思路和基本实施步骤，并不能以此限制本发明的保护范围。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，如具体实施步骤的变化和改进等，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。