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1、水利工程中混凝土结构的优化设计研究许克译【摘要】近年来，水利工程建筑设计人员面临的重要课题就是如何优化设计水利工程中的混凝土结构。本文就从水利工程中应用混凝土结构的瓶颈问题开始探究，从而对其应用的重要意义进行了介绍，继而提出水利工程中混凝土结构的优化设计方案，希望能为新形势下的水利工程建设提供有益参考。【关键词】水利工程；混凝土；结构设计；优化策略引文水利工程中的混凝土结构设计这项技术比较高难度，并且因为水利工程施工地点的地形地势复杂，加之混凝土本身成分的复杂状况，使得混凝土结构的设计施工难度骤然加大。我国水利工程混凝土结构的整体设计水平相较于发达国家而言仍有较大差距正因如此，并且根源于技术水
2、平疲软的诸多问题逐渐显露出。1、水利工程中混凝土结构设计存在的问题1.1 混凝土材料配比不稳定混凝土是由水泥、砂、石等原料拌合胶凝而成，并非是单一性质的材料。因此，材料配置比例的些许不同，就可能降低混凝土标号，在浇筑后则会使结构有孔洞、气泡、麻面等不良现象出现，严重对混凝土结构的质量造成影响。例如，如果混凝土搅拌中砂石比例过高，则会因骨料集中而造成拌合物离折、混凝土料干硬，一定程度上降低了混凝土结构的牢固度。1.2 混凝土岔管设计不合理现代在地下网道中水利工程常对“一洞多机”的布局方案采用，这就需要对混凝土岔管设计进行利用来完成任务。但是对混凝土结构设计施工的技术水平来说，岔管有着较高的要求，
3、并且目前完善的、具体的混凝土岔管设计指导细则没有形成。因此，工作人员对混凝土岔管结构设计的承压能力难以掌握，在复杂的地形和计算影响下，有设计不合理现象常常出现，从而为混凝土结构安全埋下隐患。1.3 混凝土衬砌易出现渗漏混凝土衬砌容易出现透漏是我国水利工程建设中混凝土结构设计中较为突出的问题之一，这对渠道结构的安全来说非常不利。总的来说，由于混凝土结构出现裂缝而导致衬砌易滲漏，主要由四方面原因所造成。一是模板的设计布置有偏差存在；二是通道的位置处理不到位，形成裂缝是因为上方岩土层沉降对衬砌产生巨大压力；三则是混凝土原材料质量有问题存在；四是在搅拌、运输以及浇筑过程中对混凝土疏于养护。2、水利工程
4、中混凝土结构设计的重要意义2.1 提高工程质量因为水利工程利及千秋万代，所以其工程质量非常重要。混凝土结构的密度随着混凝土的粘聚性而增大，并且结构性质趋于稳定；同时，混凝土有着较强的抵抗重压、神拉、弯剪等作用力的能力，不易变形，能够保证水利工程结构的稳定性。此外，混凝土结构相较于其他土木结构来讲，其耐久性和耐火性较为良好，可以对较长时间的外力侵蚀所抵御。因此，混凝土结构能够有效提高水利工程建设质量。2.2 施工难度降低水利工程体量复杂且庞大，而且大多在地势起伏大、地形复杂的山区修建，普遍来讲有较大的施工难度。但引入混凝土结构设计，则可使这一状况有效改善。一方面，混凝土有极强的可塑性，浇灌时可以
5、根据预先设定好的模型，从而对其他结构技术的精密性误差所弥补。另一方面，混凝土结构属于一次浇灌成型，操作简单快捷，使水利工程的施工难度极大降低。2.3 便于保养维护延长水利工程的使用寿命必须对健全的保养维护举措所依赖。传统的水利工程结构普遍很难进行保养维护，而混凝土结构则不然。例如，通过定期清洁混凝土结构，可对结构表面的磨损、裂缝清晰发现，即可进行及时修补，从而使缺陷有效防止继续延展。便于保养维护的优势，使混凝土结构设计有力保障着水利工程使用安全。3、水利工程中混凝土结构的优化设计方案3.1 科学合理配比混凝土原料在混凝土结构优化设计过程中，其首要策略就是使混凝土原料的科学合理配比得以保证，不仅
6、可以使混凝土结构的麻面、孔洞等缺陷减少，而且还明显的帮助控制裂缝、衬砌防渗等作用。具体而言，水利工程中混凝土结构设计的首选材料就是细度模数在20 一 3 刀之间的砂应，继而将单层混凝土铺设厚度在30一 50 厘米范围内进行控制，分层摊铺、捣振均匀，同时钢筋架构要校准位置、精确焊接，才可为混凝土结构设计的安全性和稳定性保驾护航。3.2 优化设计混凝土裂缝控制混凝土结构优化设计的重要方面就是水利工程的裂缝控制。要对结构裂缝控制的优化设计得以实现，设计人员一方面要对工程运行环境、水文压力、地势压力等要素进行结合，从而对混凝土结构的极限承载力综合考量，从而对与之相匹配标号的钢筋和混凝土选用；另一方面，
7、现代水利工程在弯拉构件方面的裂缝控制，要对恰当的杆件选择，对混凝土的裂缝宽度严格控制。3.3 优化设计混凝土围岩稳定优化设计水利工程中混凝土结构，要对围岩的水压承载能力着力研究。因为只有围岩的水压承载能力强，才能够对不衬砌或非限裂混凝土衬砌的方案选用，对工程成本降低、工程质量提高来说意义重大。因此，设计人员要根据平缓或陡坡地表面的相关准则，对围岩结构的最小覆盖厚度优先衡量，并通过精测的测量和计算确定混凝土围岩稳定系数。3.4 优化设计混凝土衬砌防渗混凝土结构设计中有非常多的衬砌类型，主要可分为裂衬砌与非裂衬砌两大类。技术人员选择科学合理的衬砌方案首先要根据围岩稳定程度，而后对衬砌与围岩的承载力
8、进行联合模拟。同时对钢筋混凝土进行支护、对岔管进行布局，对渗透、裂缝等问题的出现概率预估，从而做出相当的技术设计调整，以致力于使混凝土衬砌渗漏的出现几率降低。4、总结总而言之，在水利工程建设领域混凝土结构发挥的作用愈来愈重要，其设计应当得到不断优化。而优化设计水利工程建设中混凝土结构，应当以当前所暴露出的问题为着力点，以混凝土合理配比为前提，全面优化裂缝控制、围岩稳定以及衬砌防渗等方面，从而致力于水利工程建设的高质量、高效益实现，为推动水利工程发展奠定坚实的技术根基。参考文献：1 张志刚，邓钦 . 水利工程中混凝土结构的优化设计J.珠江水运， 2015，（01）. 2 刘荣钊 . 水利工程中优化加强混凝土结构的相关策略设计J.黑龙江水利科技，2014，（07）. - 全文完 -