陳金泉 韓峰

【摘要】進(jìn)入新時(shí)期后，各地都在著眼于建設(shè)規(guī)模較大的水電工程，而與之有關(guān)的工程結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)日益復(fù)雜的趨向。對(duì)于全過程的水利建設(shè)來講，進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)構(gòu)成其中不可或缺的要素。然而實(shí)際上，進(jìn)水塔本身包含了復(fù)雜度較高的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)此如果要致力于優(yōu)化設(shè)計(jì)，那么必須保證其符合特定的抗震度。作為設(shè)計(jì)人員來講，針對(duì)進(jìn)水塔如果要設(shè)計(jì)最優(yōu)的抗震結(jié)構(gòu)，則有必要建立于抗震性能的視角下，依照因地制宜的宗旨與思路來提升抗震設(shè)計(jì)實(shí)效性。

【關(guān)鍵詞】進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)；性能；抗震設(shè)計(jì)

從根本上來講，進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)是否具備應(yīng)有的堅(jiān)固度，其直接決定整個(gè)進(jìn)水塔當(dāng)前能夠達(dá)到的抗震性。在某些情形下，地震波很可能將會(huì)損毀進(jìn)水塔，以至于干擾到水電站的日常運(yùn)轉(zhuǎn)。由此可見，針對(duì)進(jìn)水塔架構(gòu)有必要著眼于全方位的優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保將其中的關(guān)鍵點(diǎn)落實(shí)于抗震設(shè)計(jì)。通過運(yùn)用上述的設(shè)計(jì)改進(jìn)舉措，應(yīng)當(dāng)能從源頭入手來顯著提升水利項(xiàng)目現(xiàn)有的綜合設(shè)計(jì)效果，同時(shí)也有助于保障進(jìn)水塔應(yīng)有的穩(wěn)固性與安全性。

一、進(jìn)水塔具備的基本結(jié)構(gòu)特征

通常來講，水電站中的進(jìn)水口應(yīng)當(dāng)配備必要的進(jìn)水塔，進(jìn)水塔具備的價(jià)值在于保障整個(gè)水電站能夠達(dá)到的泄洪安全性，同時(shí)也有助于順利實(shí)現(xiàn)水源調(diào)配。然而實(shí)質(zhì)上，由于受到地形地質(zhì)以及其他要素帶來的顯著影響，與之有關(guān)的進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)也呈現(xiàn)了顯著差異。在目前看來，針對(duì)進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)一般來講可以選擇斜塔與純塔的不同斜塔類型。如果涉及到空腹式的薄壁進(jìn)水塔，則有必要將鋼混結(jié)構(gòu)作為其中的核心結(jié)構(gòu)。

進(jìn)水塔一般而言應(yīng)當(dāng)建造于水庫岸邊、河岸連接處或者其他特殊位置上。然而遇到特殊情形時(shí)，如果當(dāng)?shù)夭⒉痪邆淦骄彴镀禄蛘邇?yōu)質(zhì)的山巖結(jié)構(gòu)，那么有必要將其改換為純塔的進(jìn)水口。與之相比，斜塔進(jìn)水口具備的優(yōu)勢(shì)在于保持塔身穩(wěn)定，其中包含外側(cè)的閘門槽與喇叭口等特殊部位。具體在連接山巖與啟閉室的過程中，最好能夠省略其中的架橋操作。相比于其他類型進(jìn)水口，塔式進(jìn)水口能夠承載更高的外圍壓力，對(duì)其可以適用于較厚覆蓋層、較差地質(zhì)條件或者坡度相對(duì)平緩的特殊地形。此外，針對(duì)某些樞紐性的水電工程也能靈活適用上述的進(jìn)水塔方式。

優(yōu)化進(jìn)水塔基本構(gòu)架的前提應(yīng)當(dāng)落實(shí)于全方位的結(jié)構(gòu)布置，其中不能欠缺針對(duì)進(jìn)水塔性能的考量。在目前看來，對(duì)于進(jìn)水塔通常來講可以選擇獨(dú)立型或者一字型的兩種基本形狀。相比來講，一字型的進(jìn)水塔具備更優(yōu)的動(dòng)力穩(wěn)定性，而獨(dú)立型的進(jìn)水塔可以適用于高聳結(jié)構(gòu)或者較大流量的單洞結(jié)構(gòu)。具體在選擇上述的結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)人員還需緊密結(jié)合進(jìn)水塔本身具備的各項(xiàng)特性予以全面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

二、建立于進(jìn)水塔性能前提下的抗震設(shè)計(jì)

（一）優(yōu)化動(dòng)力響應(yīng)

建立于動(dòng)力響應(yīng)前提下的進(jìn)水塔設(shè)計(jì)側(cè)重于各項(xiàng)物理量的全面調(diào)整，其中應(yīng)當(dāng)包含速度、應(yīng)變、位移、應(yīng)力以及加速度等。針對(duì)進(jìn)水塔如果要靈活加以優(yōu)化設(shè)計(jì)，則應(yīng)當(dāng)兼顧全方位的目標(biāo)約束，據(jù)此才能實(shí)現(xiàn)動(dòng)力響應(yīng)的顯著優(yōu)化。依照結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的根本原理，對(duì)于塔身的本體結(jié)構(gòu)有必要著眼于最小化的塔身應(yīng)力效應(yīng)，通過運(yùn)用此項(xiàng)舉措來顯著減低整個(gè)塔身承受的地震波振蕩與沖擊。

（二）布置堅(jiān)固的抗震結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)抗震措施側(cè)重于某些薄弱性的進(jìn)水塔部位，針對(duì)其中各種各樣的薄弱部位都要著眼于強(qiáng)化核心性的抗震設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，關(guān)于整個(gè)進(jìn)水塔也要優(yōu)化其中的連接位置，通過運(yùn)用此項(xiàng)舉措來保障結(jié)構(gòu)延性的顯著提升。此外，設(shè)計(jì)人員還需格外關(guān)注其中的不良基礎(chǔ)，在全面增強(qiáng)配筋的同時(shí)保障整個(gè)結(jié)構(gòu)應(yīng)有的堅(jiān)固度。如果現(xiàn)場(chǎng)條件允許，那么可以將橡膠墊塊、減震消能裝置或者消能支座安裝于進(jìn)水塔中的特殊部位，以此來顯著提升抗震結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到的綜合效能。

（三）運(yùn)用多種減震方式

從現(xiàn)狀來看，設(shè)計(jì)人員針對(duì)抗震設(shè)計(jì)有必要靈活選擇多樣化的減震措施，其中涉及到傳播途徑、抗震結(jié)構(gòu)以及其他減震方式。具體來講，針對(duì)整個(gè)進(jìn)水塔可以設(shè)置必要的隔離結(jié)構(gòu)，運(yùn)用此項(xiàng)舉措來顯著縮減整個(gè)塔身承受的地震波強(qiáng)度。除此以外，進(jìn)水塔涉及到的減震措施還應(yīng)當(dāng)包含被動(dòng)性的結(jié)構(gòu)減震方式，其中的關(guān)鍵舉措在于增設(shè)附加性的子結(jié)構(gòu)，在此前提下實(shí)現(xiàn)全方位的沖擊減震或者耗能減震。

三、結(jié)語

針對(duì)進(jìn)水塔設(shè)計(jì)有必要全面關(guān)注其中的抗震性能，這是由于抗震性能與整個(gè)進(jìn)水塔能夠達(dá)到的結(jié)構(gòu)特性之間具備內(nèi)在聯(lián)系。具體在涉及到抗震性的全面優(yōu)化時(shí)，設(shè)計(jì)人員有必要密切關(guān)注各項(xiàng)設(shè)計(jì)要素，在緊密結(jié)合當(dāng)?shù)卣鎸?shí)狀況的前提下才能改進(jìn)并且優(yōu)化進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)。因此在該領(lǐng)域的未來實(shí)踐中，設(shè)計(jì)人員仍需秉持因地制宜的宗旨來優(yōu)化進(jìn)水塔具備的各項(xiàng)基本性能，確保將抗震設(shè)計(jì)建立于進(jìn)水塔性能以及進(jìn)水塔結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上。

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作者簡(jiǎn)介：陳金泉（1997.01—），男，貴州人，研究方向：水利水電工程。