張麗杰

摘 要： 混凝土結(jié)構(gòu)是水利工程主要的結(jié)構(gòu)，但在設(shè)計(jì)方面還存在一定的問題，影響到水利工程的使用壽命。因此，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員必須重視混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文就對(duì)水利工程中混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了探討，僅供參考。

關(guān)鍵詞： 水利工程;混凝土結(jié)構(gòu);優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

【中圖分類號(hào)】TV33 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.28.061

前言：水利工程是一項(xiàng)關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的工程，其建設(shè)簡(jiǎn)單來講就是建設(shè)相應(yīng)的水工建筑物，如水閘、渡槽以及溢洪道等，通過這些水工設(shè)施的相互配合與作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)地表水資源的控制和調(diào)度，以有效解決洪澇干旱等災(zāi)害現(xiàn)象。因此，水利工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作十分重要。隨著時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)的水利工程規(guī)模越來越大，對(duì)建設(shè)的工期、工程施工質(zhì)量以及使用年限都有著越來越嚴(yán)格的要求。為了滿足要求，作為水利工程中影響工程質(zhì)量和進(jìn)度的混凝土，就必須考慮其結(jié)構(gòu)的耐用性和持久性，確保其設(shè)計(jì)的合理性，避免混凝土的材料配比不合理，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)孔洞、麻面等質(zhì)量問題;或者是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致水熱化或應(yīng)力過于集中而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫的現(xiàn)象。

1 科學(xué)進(jìn)行混凝土的原料配置設(shè)計(jì)

在水利工程施工建設(shè)中，為了確?；炷两Y(jié)構(gòu)的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)施工要求，首先必須科學(xué)進(jìn)行混凝土的原料配置設(shè)計(jì)，只有科學(xué)進(jìn)行混凝土的原料配置設(shè)計(jì)，才能有效減少施工中出現(xiàn)氣泡（見圖1）、孔洞以及麻面等質(zhì)量問題，從而減少后期調(diào)整維護(hù)的操作，節(jié)省成本投入。

針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)氣泡問題，設(shè)計(jì)人員可以選擇細(xì)度模數(shù)在2.0～3.0范圍之內(nèi)的天然砂或人工砂，然后根據(jù)混凝土的配合比進(jìn)行劑量控制，并酌情添加一定量的外加劑，以促進(jìn)混凝土攤鋪及振搗等操作的順利展開。

因此，在混凝土攪拌環(huán)節(jié)，工作人員必須保證攪拌的均勻性達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，以保證混凝土保持良好的和易性。

2 控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)

在水利工程混凝土結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)方案中，裂縫是一種比較常見的問題，因此，在設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須重點(diǎn)關(guān)注這一方面的內(nèi)容，采取科學(xué)、有效的防治措施，控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的部位及數(shù)量。在具體操作中，首先，設(shè)計(jì)人員需要在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中科學(xué)計(jì)算混凝土的承載力，以有效避免裂縫的出現(xiàn)。如果裂縫的出現(xiàn)無法避免，也必須采取有效的措施，讓裂縫的位置及數(shù)量保持在可控的范圍內(nèi)。一般情況下，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)水利工程施工現(xiàn)場(chǎng)的基礎(chǔ)環(huán)境，對(duì)荷載性質(zhì)以及水壓力變化等因素進(jìn)行科學(xué)操控，同時(shí)，對(duì)鋼筋及混凝土的極限承受力進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定。在當(dāng)前的水利工程施工建設(shè)中，水工建筑中一些非常規(guī)的桿件，如彎拉構(gòu)件，對(duì)裂縫的要求十分嚴(yán)格，要想有效控制比較棘手，這對(duì)這樣的構(gòu)件，可以依據(jù)次構(gòu)件的斷面作用力變化指數(shù)，合理設(shè)置裂紋的開度標(biāo)準(zhǔn)，讓裂縫尺度的控制變得更為專業(yè)和科學(xué)，從而保證產(chǎn)生的裂縫不會(huì)影響到工程項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)而確保施工的質(zhì)量。

3 優(yōu)化圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

在水利工程中，圍巖結(jié)構(gòu)也是混凝土結(jié)構(gòu)重要的組成部分，對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)的布局深度及襯砌方式直接影響到混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣。因此，要想優(yōu)化水利工程中混凝土的結(jié)構(gòu)，首先可以從優(yōu)化圍巖結(jié)構(gòu)的布局深度這個(gè)方面來進(jìn)行。首先，針對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)的布局深度的優(yōu)化，設(shè)計(jì)人員要科學(xué)估算圍巖承擔(dān)的水壓力能力指標(biāo)，盡量保證水壓力指標(biāo)不超出圍巖結(jié)構(gòu)的承受范圍。其次，在測(cè)量并確定圍巖結(jié)構(gòu)最小厚度時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)平緩地表面與陡坡表面上臺(tái)準(zhǔn)則進(jìn)行科學(xué)測(cè)量并確定，以此保證圍巖結(jié)構(gòu)的承載力，這樣就可以為后續(xù)的應(yīng)用不襯砌、限裂或非限裂混凝土襯砌的方法奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而有效優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)，獲得較好的施工效果。

4 優(yōu)化襯砌技術(shù)方案設(shè)計(jì)

正如筆者在前文所述，對(duì)襯砌技術(shù)方案的優(yōu)化選擇也是確?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的方法之一。在進(jìn)行襯砌技術(shù)方案設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須保證選擇的襯砌方式能夠滿足實(shí)際的設(shè)計(jì)和施工需求，同時(shí)還要綜合圍巖結(jié)構(gòu)的水壓力承載指標(biāo)來進(jìn)行，從而科學(xué)選定襯砌的方式。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)水利工程實(shí)際的建設(shè)需求科學(xué)進(jìn)行襯砌方案的選擇。在合理選擇襯砌技術(shù)方案后，設(shè)計(jì)人員還要對(duì)鋼筋混凝土的襯砌與圍巖之間產(chǎn)生的聯(lián)合作用進(jìn)行必要的試驗(yàn)?zāi)M，構(gòu)建一個(gè)二次應(yīng)力場(chǎng)，并對(duì)其進(jìn)行支護(hù)，以有效解決襯砌操作中出現(xiàn)的變形及裂縫問題，從而保證水利工程建設(shè)施工的效果。

結(jié)語：綜上所述，在水利工程中對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，能保障工程的質(zhì)量，提升水利工程的使用壽命。在進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)科學(xué)進(jìn)行混凝土的原料配置設(shè)計(jì)，控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)，優(yōu)化圍巖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，優(yōu)化襯砌技術(shù)方案設(shè)計(jì)，這樣才能提升水利工程項(xiàng)目施工的質(zhì)量，促進(jìn)水利工程項(xiàng)目建設(shè)工作的順利進(jìn)行。

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