鋼結構啟閉機房在河灣水源工程中的應用

林 聲，劉珊珊，王洛凱

（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276006）

攔河閘的啟閉機房、橋頭堡一般采用傳統的鋼筋混凝土框架結構或磚混等結構形式。隨著經濟社會的發展和設計理念的創新，鋼結構的啟閉機房逐漸在攔河閘工程中得到應用，滿足了現代城市規劃的景觀需要。

1 工程概況

沂河河灣水源工程位于汶泗公路橋上游1.6 km。設計洪水標準為50年一遇洪水，設計洪峰流量1.30萬m3/s，校核標準為100年一遇，校核洪峰流量1.40萬m3/s。設計攔蓄水位為87.00 m，一次蓄水為5 860萬m3，相應水面面積9.97 km2，回水長度9.7 km。建設內容為43孔攔河閘、東西岸引水閘、護岸、灘地整治、管理設施等。

2 啟閉機房設計

鋼結構和傳統鋼筋混凝土結構相比，在設計、使用功能、施工和投資造價等方面具有明顯的優勢。目前在水利工程中采用鋼結構啟閉機房形式的并不多，經研究臨沂市沂河河灣水源工程啟閉機房采用鋼結構，相比傳統的結構形式更加美觀大方。該建筑整體為相向而視的大鵬鳥，鳥頭、鳥身、鳥尾三位一體，展翅飛翔，預示臨沂的經濟發展騰飛，它既是建筑整體又是凝固的藝術，更具有動態的美感。啟閉機房的中部看似一雙靈動的眼睛，正好奇的觀察著整個世界，寓意臨沂以謙遜開放的心態汲取世界的優秀文化與理念，鋼結構主體使用玻璃幕墻裝飾，在啟閉機房內便可觀察水情。

3 鋼結構啟閉機房的優缺點

鋼結構的啟閉機房在水利工程中是一種相對新穎的結構形式，與傳統的結構形式對比分析，既有優點也有缺點，結合臨沂市沂河河灣水源工程具體分析如下：

3.1 工程創新性

攔河閘中的啟閉機房工程多采用傳統的結構形式，并且多為古典風格建筑。而臨沂市沂河河灣水源工程啟閉機房工程采用鋼結構的結構形式，為現代風格建筑。傳統的建筑結構設計比鋼結構工程設計繁瑣、周期長。

3.2 工程投資

鋼結構主體工程施工比傳統的結構主體施工速度快，節省人力；鋼筋混凝土結構需要用水拌和混凝土，鋼結構不需要用水，因而節約用水；鋼結構施工占地少，產生的噪音小、粉塵少，有利于環境的保護；鋼結構骨架可以在工廠直接生產，成品化安裝施工，制造和安裝的工期短，沂河河灣水源工程的啟閉機房橫跨43孔攔河閘，工期較長，如果采用框架結構或磚混結構，施工將極大增加人力、物力的成本，所以采用鋼結構主體在本項目上具有經濟優勢。

3.3 工程實用性

雖然鋼的密度較大，但其機械性好，可以承受更大的荷載。在鋼結構的結構空間中，有許多孔洞和空腔，而且鋼梁的腹板也允許穿越小于一定直徑的管線，因此布置管線較為方便，也增加了建筑的凈高，而且更換、修理管線都很方便。鋼結構啟閉機房采用玻璃幕墻裝飾，密閉性好，避免了傳統結構形式中的變形縫漏雨問題。鋼結構主體工程大量減少了混凝土、磚等材料的使用，順應了現在綠色施工、文明施工的要求。

但是相比鋼筋混凝土結構使用空間上有所減小，且內部空間分布不均勻，需要合理的利用剩余空間設置人行走道、配電箱等位置，保證工作人員的正常通行及啟閉機的正常運轉。

3.3 工程管理

鋼結構的啟閉機房采用玻璃幕墻裝飾，夏天太陽照射易導致室內溫度過高，冬天室內溫度過低，大型啟閉機都是電閘控制，遍布著電線，對啟閉機的管理維護、保養增加了難度。

為此需在玻璃幕墻的表面貼防曬膜，有效的防曬，把太陽能轉化成熱能，再把熱能通過導熱對流和輻射的方式散發出去，從而減少進入啟閉機房的陽光，有效控制啟閉機因夏天溫度過高而出現運轉停止或者電路老化問題。在啟閉機房內需安裝通風機，增加房內空氣流動速度，同時啟閉機房內需安裝空調，夏天制冷，冬天加溫，以保證啟閉機的正常運轉。

而沂河河灣水源工程坐落在沂河上,水源充足，就近取水方便，玻璃幕墻密閉性好，循環利用，夏天也可采用噴水降溫的方式。

4 啟閉機房施工

4.1 施工工藝流程

施工準備→原材料采購、驗收、進廠→下料（預埋件加工）→制作（同時安裝預埋件）→檢驗校正→預拼裝→拋丸除銹→刷環氧富鋅漆二道→刷云鐵漆一道→刷面漆二道→成品檢驗和編號→構件運輸→預埋件復驗→鋼柱吊裝→鋼梁吊裝→找補油漆→鋼架初驗。

4.2 運輸和堆放

事先勘查道路，選擇運輸車輛型號，對運輸不便的構件，采用現場拼裝的方式。裝卸時對容易變形的構件，要采取必要的保護措施。裝卸時注意保護構件的油漆面。

鋼構件不能直接置于地上，要墊高200 mm以上，平穩地放在支座上，支座間的距離，以不使構件產生殘余變形為限。

鋼構件的堆放位置，提前統籌考慮到現場安裝的順序，經過分析后規劃布置。

4.3 鋼構件的安裝方法

復核預埋螺栓的規格、定位尺寸、標高、露出長度等，復核確認預埋件混凝土的齡期。對照圖紙，查驗核對現場構件編號與設計的一致性，防止錯裝。

檢查作業現場，確定吊車行走路線，在交通橋上采用50 t吊車進行吊裝作業。

安裝高強螺栓時，螺栓應能自由穿入孔內，不能隨意擴孔，高強螺栓不能替代臨時螺栓使用，現場安裝禁止二次焊接。

吊裝采用一點或兩點起吊，就位后臨時固定，經校正后再最終固定。

梁采用兩點起吊法，吊裝前應事先確定吊點，并進行試吊，以保障其穩定性。鋼梁吊裝后進行臨時固定，安裝水平支撐后，經復核垂直度后最終固定。

整體框架安裝完畢后，應當對已經安裝的框架再作一次檢查，確認所有構件安裝的正確性，連接件是否都已緊固，整體彎曲度是否在規范規定的偏差以內。

框架經核對無誤后，進行加固、鎖緊。

5 結語

鋼結構具有強度高、自重輕、結構占用空間小、施工工期短、粉塵等污染小、節約用水等優點，隨著科學技術的不斷發展，建筑技術的不斷進步，鋼結構的應用、設計方法的改進，鋼結構的造價將會不斷降低，鋼結構的接受度會不斷提高。沂河河灣水源工程的啟閉機房克服結構復雜、施工難度大等困難，采用創新的工藝和工法，投入充足的資源，科學組織，嚴格過程控制，從而保證了工程順利完工。