整体式闸室

中文名称

整体式闸室

英文名称

dock type lock chamber

定　　义

两侧闸墙与闸室底板刚性连接构成U 形断面的钢筋混凝土 结构的船闸闸室。

应用学科

水利科技（一级学科），航道与港口（二级学科），船闸与升船机（水利）（三级学科）

气闸室相对于相连接的各功能间（或环境）的空气压力为负压，并且全排。气闸室的两侧，可以是非洁净区对洁净区，也可以是洁净区对洁净区。防止不同环境之间产生交叉污染，这是气闸室的唯一的一个作用。

缓冲室是人员或物料自非洁净区进入洁净区的必然通道，其气压是自外（非洁净区）向内（洁净区）梯度递增。缓冲室的作用有两个，一个是防止非洁净区的气流直接进入洁净区，有了一个缓冲室就大大降低了这种可能。二个是人员或物料自非洁净区进入洁净区时，在缓冲室有一个“搁置”进行自净（主要是物料），以免进入洁净区后，对洁净区造成污染。2100433B

利用有限元软件ANSYS建立溢洪道闸室结构几何模型并进行网格划分。几何模型的坐标原点为右边墩右侧面和溢流堰堰面(WES 堰形曲线) 的闸门槽交线(高程为631. 249 m) ，X 向为顺闸室水流方向，Y向铅直向下，Z向为垂直闸室水流方向且指向左岸。闸室和地基单元类型均采用8节点空间BRICK等参单元，单元的分布充分考虑了应力梯度大小的变化；划分后的有限元网格模型的单元总数为127158个，节点总数为149452个。

有限元模型地基底面为三向约束，上、下游面和侧面均为法向约束; 闸室右边墩兼作大坝挡墙，左边墩与山岩垂直相接，闸室两边墩外侧均为法向约束。闸室在水面以下且与水接触部位，自水面起竖直向下施加梯度荷载，主要接触部位有：闸墩、溢流堰表面和上游建基面等。当弧形闸门处于全关闭状态以及闸门启闭过程中，库水压力经门叶、支臂、支铰、支座、牛腿预埋钢板，最终以面作用力的形式传递到牛腿，故在牛腿与钢板接触面施加面荷载。闸室堰体混凝土材料和地基岩石材料的本构模型为线弹性本构模型。

根据设计要求，拟定正常蓄水位工况和校核洪水位工况作为计算工况，对堰体体形方案一的闸室结构应力进行有限元计算分析。

闸室结构的牛腿、吊头、闸墩等关键构件的第一主应力(拉应力)分别为：0.83，0.25，1.27MPa(正常蓄水位工况)和2.94，3.26，3.25MPa(校核洪水位工况)。由第一主应力可知，正常蓄水位工况下牛腿、吊头、闸墩等关键构件的拉应力均小于校核洪水位工况下的拉应力。因此，选取校核洪水位工况为控制工况，分别对6 种堰体体形方案进行有限元应力分析。

闸室结构是船闸的重要组成部分，随着社会经济迅速发展以及施工技术日益成熟，闸室的规模也越来越大，因此现代闸室的设计更加注重因地制宜地选择闸室的形式，以达到经济、结构合理的效果。双铰底板式闸室结构是在整体式闸室基础上发展起来的结构型式，一般适用于粉砂、细砂地基，应用十分广泛。