[发明专利]升船机高耸塔柱与高架通航渡槽变形协调连接方法

说明书

本发明公开了一种升船机高耸塔柱与高架通航渡槽变形协调连接方法。它包括在升船机高耸塔柱与高架通航渡槽连接处设置滑动铰支座和止水结构；确定滑动铰支座的滑动摩擦系数μ，使滑动铰支座在风荷载和小震荷载作用下无位移；确定止水结构沿高架通航渡槽水流方向的宽度L，使止水结构在风荷载和小震荷载作用下不被破坏；确定连接处滑动铰支座在中震荷载作用下横向允许的最大滑动位移dsubgt;m/subgt;，使滑动铰支座在中震荷载作用下不被破坏；确定使滑动铰支座被破坏的最小剪力F，使滑动铰支座在大震荷载作用下被破坏，避免高架通航渡槽发生破坏。本发明避免通航渡槽因受到较大的横向剪力而产生破坏并造成安全事故。

技术领域

本发明属于大型通航建筑物设计技术领域，具体涉及一种升船机高耸塔柱与高架通航渡槽变形协调连接方法。

背景技术

在200m级及以上通航水头的高山峡谷地区布置通航建筑物，一般采用分级垂直升船机对通航水头进行水头划分。单级升船机建基面较低且提升高度较大，在紧挨升船机的人工边坡或自然边坡部位，一般需要采用高架通航渡槽与垂直升船机相连接。例如构皮滩通航建筑物通航渡槽最高支墩高度约100m，体系刚度小且上部质量大，风振及地震荷载作用下动力响应较为显著。同时，与其连接的第二级垂直升船机，横向刚度相对较大，两者自振频率的差异性导致在地震等动力荷载作用下其横向变形存在反向的可能。而高架通航渡槽中存储用于船舶航行的水体，因此水密性要求较高，高架通航渡槽与升船机塔柱之间必须采用止水结构进行有效封堵，现有的止水结构适应纵向变形的能力较强但适应横向剪切变形的能力较弱。

高架通航渡槽梁与升船机塔柱和渡槽支墩之间，现有的连接方案有简支及固定两种不同的方案。若采用简支方案，高架通航渡槽与升船机之间的刚度差异可能导致地震等荷载作用下高架通航渡槽与升船机的反向横向变形，从而致使两者之间的相对位移远大于一般止水能够适应的剪切变形。若采用固定方案，则升船机在地震荷载作用下产生的横向位移会加大高架通航渡槽梁的次生应力。由于高架通航渡槽与升船机的结构刚度和动力特性存在着显著的差异，高架通航渡槽和升船机在可变荷载和偶然荷载的作用下两者在横向上的位移不同。

为了实现通航目标，高架通航渡槽和升船机之间必须要相互连接且保证渡槽中的水不会从两者的连接处泄漏。直接将高架通航渡槽和升船机在横向完全约束虽然能保证在风荷载和地震荷载作用下两者连接处的止水结构在横向无相对变形，但由于两者动力特性之间的差异，这种连接方式将导致在受到诸如地震之类的偶然荷载时结构安全不能得到保证；若将高架通航渡槽和升船机在横向不约束，则两者在风荷载的往复作用下会在横向产生连续变化的相对位移，这无疑增加了高架通航渡槽与升船机之间止水结构的选择要求。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种升船机高耸塔柱与高架通航渡槽变形协调连接方法。

本发明采用的技术方案是：一种升船机高耸塔柱与高架通航渡槽变形协调连接方法，包括以下步骤：

S1：在升船机高耸塔柱与高架通航渡槽连接处设置滑动铰支座和止水结构；

S2：计算升船机高耸塔柱与高架通航渡槽在风荷载、小震、中震和大震荷载作用下两者的最大相对位移差分别为和计算高架通航渡槽和升船机高耸塔柱在横向通过滑动铰支座连接的状态下受到风荷载和小震荷载作用下连接处的最大横向滑动铰支座反力分别为和及最小竖向滑动铰支座反力根据和确定连接处的约束刚度k，根据和确定滑动铰支座的滑动摩擦系数μ，使滑动铰支座在风荷载和小震荷载作用下无位移；根据μ、k和止水结构的极限剪切应变γ，确定止水结构沿高架通航渡槽水流方向的宽度L，使止水结构在风荷载和小震荷载作用下不被破坏；

S3：根据μ、和k确定连接处滑动铰支座在中震荷载作用下横向允许的最大滑动位移d_m，使滑动铰支座在中震荷载作用下不被破坏；