随着农田水利工程关键技术的发展,装配式建筑物因其工期短、质量可靠、环保等优点,在农田水利工程中扮演越来越重要的角色;与此同时,装配式构件重量大、运输困难、强度等级低、拆分组装不合理等问题一定程度上依然存在。因此,对农田水利装配式建筑物构件拆分组装、混凝土材料及其应用等开展研究,具有重要的理论意义和实践价值。本文主要开展以下几方面的开发与研究工作:(1)新型装配式涵闸结构设计与稳定分析。本文根据受力合理、连接简单、施工方便、少规格、多组合等拆分原则,将涵闸拆分为底板、翼墙、上游挡墙、平台、闸门、下游挡墙、涵管及涵管垫块等8种构件;连接方式主要采用桦式接头和螺栓连接,并辅以橡胶垫进行止水和减少刚性接触;通过对土压力、水压力、扬压力、重力等计算,得出装配式涵闸满足抗滑稳定和抗浮稳定要求;利用有限元软件Abaqus对涵闸整体进行建模复核,得出装配式涵闸地基的沉降量满足要求,各个构件的混凝土抗压强度和抗拉强度均满足要求,整体稳定性较好。(2)新型装配式涵闸混凝土材料研究。为了达到轻质强度兼备的混凝土,本文采用双掺硅粉(掺量5%、7%、9%)和粉煤灰(掺量12%、16%、20%)替代一定量的水泥,同时以陶粒(掺量580kg、610kg、640kg)代替传统混凝土中的粗骨料。以混凝土 28天抗压强度和容重为试验指标,以硅粉、粉煤灰、陶粒为试验因素,各因素分别离散三个水平,通过正交设计确定配合比。试验表明:对于28天抗压强度而言,陶粒掺量是主要影响因素,硅粉掺量是重要影响因素,粉煤灰掺量是次要影响因素;对于容重而言,陶粒掺量是主要影响因素,粉煤灰掺量是重要影响因素,硅粉掺量是次要影响因素。根据极差和方差分析,最后确定了最优配合比,即硅粉掺量为7%,粉煤灰掺量为12%,陶粒掺量为580kg。(3)新型装配式涵闸的应用研究。本文采用单剪螺栓闸内无水为翼墙最不利受力工况,计算螺栓受力时,按照土压力全部由螺栓承受且闸内无水。经计算比较,选择直径为M16的螺栓,螺纹内径为14.12mm,螺纹处有效截面积为156.7mm2,fvb=24.63N/mm2,选择精制螺栓中的5.6级。同时对装配式涵闸安装过程质量控制进行了阐述,以确保新型装配式涵闸的安装质量。