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        水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵問題探討

        2020-03-06 20:36:36李勁飛
        工程建設(shè)與設(shè)計 2020年14期
        關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計建筑物安全性

        李勁飛

        (新疆水利水電勘測設(shè)計研究院,烏魯木齊830000)

        1 引言

        隨著我國水利工程建筑業(yè)的飛速發(fā)展,結(jié)構(gòu)設(shè)計作為其中的關(guān)鍵構(gòu)成部分,也逐漸得到社會各界越來越高的重視。但現(xiàn)如今在水利工程建筑設(shè)計中,總是更突顯其人文性與功能性,卻始終忽略了安全因素對水利工程施工與運(yùn)行的重要作用。另外,因為水利工程建筑綜合性很強(qiáng),若想保證水利工程的整體質(zhì)量,設(shè)計人員的綜合素質(zhì)也必須得到保證。只有具備豐富的設(shè)計與實踐經(jīng)驗,才能從結(jié)構(gòu)設(shè)計方面促進(jìn)水利工程防洪性能的提升,進(jìn)而推動水利工程發(fā)揮更大的作用。

        2 水利工程建筑施工的重要影響因素

        水利工程建筑施工的重要影響因素包括:

        1)水利工程作為我國重要的民生工程,在其作用特殊性的影響下,一旦出現(xiàn)以潰壩、高坡失穩(wěn)等為例的安全事故,不僅會影響社會和諧運(yùn)行,還會對下游及施工區(qū)人員的生命財產(chǎn)安全造成極大威脅。

        2)外界環(huán)境因素對水利工程建設(shè)影響極大。實踐證明,天氣與空氣溫濕度等,都會對水利工程具體施工產(chǎn)生影響,因此,企業(yè)必須要結(jié)合氣候、季節(jié)與天氣條件,合理安排施工工期,盡量減弱外界因素帶來的影響。

        3)地質(zhì)條件對水利工程的施工與運(yùn)行質(zhì)量起到?jīng)Q定性的作用,尤其是我國很多水利工程都會選擇地勢復(fù)雜的位置建設(shè),因此,在施工前必須展開有效的地質(zhì)勘探,保證地基的安全性與穩(wěn)定性,降低工程施工中與運(yùn)行后的風(fēng)險。

        4)由于水利工程屬于一項綜合性工程,所涉及的工種比較多,因此,其施工內(nèi)容相對來講也更復(fù)雜。與此同時,多種工種間的聯(lián)系性也不容忽視,若想保證水利工程建設(shè)的安全性,合理制訂施工計劃,強(qiáng)化各工種間的配合非常必要。除此之外,在施工責(zé)任劃分時,應(yīng)盡量避免責(zé)任重復(fù)、復(fù)雜劃分的問題,盡可能降低水利工程施工安全控制目標(biāo)達(dá)成的難度。

        3 水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計中的問題與對策

        3.1 對勘探工作的重視程度不足

        現(xiàn)如今,在我國水利建筑工程建設(shè)中,存在勘探水平急需提升,勘探工作無法有效落實,地質(zhì)勘探的重要作用無法得到充分發(fā)揮等問題,嚴(yán)重影響正常施工,也會在一定程度上增加資金成本,從而降低工程效益。與此同時,相關(guān)管理人員并未明確勘探工作對水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性,在對地質(zhì)情況掌握不足的情況下,不僅難以保證施工方案制訂的完善性,也會導(dǎo)致施工中出現(xiàn)很多不必要的麻煩。

        3.2 數(shù)據(jù)資料相對缺失

        雖然多數(shù)地區(qū)都有資料備案,但對于偏遠(yuǎn)地區(qū)與氣候惡劣地區(qū)來講,在設(shè)計水利工程建筑物結(jié)構(gòu)時,資料收集是一項十分困難的工作,資料完整性與準(zhǔn)確性也無法得到保障。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,若以項目所屬地區(qū)的氣候資料、地質(zhì)資料以及水文資料等為例的關(guān)鍵數(shù)據(jù)資料缺失,設(shè)計方案的合理性與科學(xué)性也會隨之下降,進(jìn)而使施工效率、質(zhì)量、安全性與成本控制工作受到影響。

        3.3 規(guī)劃的完善性與長遠(yuǎn)性不夠

        水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的復(fù)雜性較強(qiáng),對設(shè)計水平的要求相對也比較高,但在確保水利工程建筑物結(jié)構(gòu)水平能滿足基本使用要求的同時,很多設(shè)計人員卻并未意識到規(guī)劃設(shè)計完善化與長遠(yuǎn)性的關(guān)鍵意義,如此,一方面會降低工程的安全性與經(jīng)濟(jì)性,另一方面對設(shè)計方案質(zhì)量控制也非常不利。

        3.4 不具備足夠的生態(tài)意識

        目前,在我國水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中,相關(guān)單位、管理人員以及設(shè)計人員對生態(tài)問題的關(guān)注度都比較低,環(huán)境保護(hù)意識相對缺失,進(jìn)一步導(dǎo)致水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中缺乏生態(tài)意識。另外,設(shè)計人員過于重視項目的經(jīng)濟(jì)性,也是影響水利工程安全性與整體效益的關(guān)鍵原因,若再不給予足夠的重視,將會嚴(yán)重阻礙水利工程建筑的可持續(xù)發(fā)展[1]。

        4 水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵點

        4.1 注重整體設(shè)計的質(zhì)量

        實際上,總平面設(shè)計、建筑平面設(shè)計、材料設(shè)計以及外觀設(shè)計等,都屬于水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計工作??偲矫嬖O(shè)計簡單來講,即為主要針對建筑物與配套設(shè)施展開的設(shè)計,通常情況下,其中包括水閘、水壩等基礎(chǔ)類設(shè)施,也包括生活與管理房屋建筑、綠化設(shè)計等配套設(shè)施。在以往應(yīng)用傳統(tǒng)設(shè)計觀念的時期,很多設(shè)計人員都并不重視配套建筑以及環(huán)境設(shè)計,從而導(dǎo)致水利工程建筑與周邊建筑協(xié)調(diào)性極差,也不具備應(yīng)有的美觀性。

        經(jīng)實踐證明,優(yōu)質(zhì)的總平面設(shè)計能有效解決上述問題,其不僅能促進(jìn)整體規(guī)劃與設(shè)計的合理化與協(xié)調(diào)化,還在能提高水利工程建筑物功能性的基礎(chǔ)上,增強(qiáng)其美觀度與藝術(shù)感。在設(shè)計建筑物結(jié)構(gòu)時,應(yīng)將專業(yè)設(shè)備的布置要求作為根據(jù)展開平面布置,要注重與總布置圖的設(shè)計方向相符;在建筑物外觀設(shè)計中,在遵循協(xié)調(diào)原則的同時,也要注重與周邊環(huán)境條件相結(jié)合,為水利工程建筑物和環(huán)境映襯與融合提供保證。

        4.2 確保水閘設(shè)計的合理性

        水閘設(shè)計是水利工程排水止水效率最重要的影響因素,也會在一定程度上決定建筑物的使用壽命。與此同時,設(shè)計人員在設(shè)計水閘的過程中,也必須明確消力池排水孔、翼墻排水孔和止水伸縮縫合理設(shè)計的重要性。水閘排水的主要形式就是消力池底板排水,但極易在水壓過大的情況下?lián)p壞,所以在設(shè)置時可通過降低滲透壓力的方式,增強(qiáng)實際排水效果;水利工程滲水的排出,則主要依賴翼墻排水孔,在設(shè)計中合理增加滲徑;在設(shè)計止水伸縮縫時,需選擇合適的止水片材料,確保其與水利工程建設(shè)要求相符,施工中也要保證止水片的清潔,盡量使混凝土未牢固結(jié)合而導(dǎo)致的滲漏問題得到規(guī)避[2]。

        4.3 提高對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的重視程度

        在水利工程建筑混凝土結(jié)構(gòu)中,極限承載力作為與破壞混凝土結(jié)構(gòu)相接近的強(qiáng)度值,在極易導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)變形的情況下,使建筑物穩(wěn)定性與安全性受到嚴(yán)重影響。而優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)極限設(shè)計,能夠使建筑物極限承載力相關(guān)的破壞問題得到有效處理,由此可見,結(jié)構(gòu)極限設(shè)計工作有著不可代替的重要性。

        在水工重力壩擋水結(jié)構(gòu)設(shè)計中,結(jié)構(gòu)極限設(shè)計能夠則起到更加重要的作用。設(shè)計人員需根據(jù)極限承載力的相關(guān)數(shù)據(jù),限制最大拉應(yīng)力,此時再通過增加應(yīng)力約束的極限狀態(tài),有效控制測定混凝土的不連續(xù)點,進(jìn)而達(dá)成將其約束在應(yīng)力限值要求范圍內(nèi)的目的。另外,混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制也必須得到相應(yīng)的重視,設(shè)計人員需將項目的環(huán)境條件、鋼筋種類、荷載性質(zhì)以及構(gòu)件受力性質(zhì)等因素充分考慮在內(nèi),在控制裂縫寬度的同時,增強(qiáng)水利工程建筑物混凝土結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)與耐久性,進(jìn)一步提高其性能與使用壽命。

        5 結(jié)語

        綜上所述,水利工程建設(shè)的首要目的,即為地下水與地表水合理有效的調(diào)配控制,這是新時期人民群眾基本生活與生產(chǎn)中,水資源需求得以滿足的重要基礎(chǔ)。但由于水利工程項目建設(shè)過程會受到自然地理、水文、氣候與土質(zhì)等因素的影響,因此,只有提高建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性與質(zhì)量,才能為工程建設(shè)與運(yùn)行的穩(wěn)定性提供更高保障。除此之外,也要注重水利工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的完整性,加大對水利工程建筑各環(huán)節(jié)施工的控制力度,進(jìn)一步全面提高工程建設(shè)與運(yùn)行的效率和安全性。

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