結構可靠度理論在水工結構設計標準中的應用

1 李路華 2 徐月華

（1 水發(fā)規(guī)劃建設有限公司，廣東 深圳 518000；2 山東新匯建設集團有限公司，山東 東營 257000）

一、引言

水工建筑物的設計和建設質量對于城市的良好發(fā)展具有重要意義，因此水工建筑需要設計人員以及水利部門相關工程師進行提前規(guī)劃，提高結構設計的合理性。但是目前由于受到技術條件以及設計人員專業(yè)水平的限制，對于周圍環(huán)境的勘察以及考慮不周等問題，導致設計存在各種各樣的問題。因此必須要重視結構設計中的問題，統籌規(guī)劃，合理布局，提高水工建筑物的質量。

二、水工建筑混凝土結構設計分析

真正意義上的水工建筑混凝土施工必須開展相應的結構設計工作，將建筑結構長期位于水下環(huán)境的特殊性、結構材料受腐蝕影響大等因素考慮在內，充分地根據施工場地的特殊情況設計出科學合理、切實可行、具有針對性的混凝土結構，確保結構質量，延長建筑使用壽命。在開展水工建筑的混凝土結構設計工作時，不僅要充分考慮上述因素，還必須緊緊遵循國家、地區(qū)以及行業(yè)制定和發(fā)布的各項政策、標準，全面、系統、科學地分析建筑結構的維護和檢測要求。值得注意的是，在施工時，必須盡可能地采取一切有力措施確保混凝土結構免受外界影響，將外界的自然侵蝕所造成的損害降到最低。另外，環(huán)境因素的考量也十分重要，要將施工場地的環(huán)境、氣候、土壤、地質等因素加以衡量，選擇最佳的結構設計方案。

三、結構可靠度理論在水工結構設計標準中的應用

（一）做好前期招投標工作

在建筑結構設計前，需要對技術人員的專業(yè)能力以及素質進行考察，選用具備較高水平的人才進行設計工作，建設單位對于施工建筑結構的設計要具有一定的認識，意識到建筑設計的重要性，并且做好全面的準備。因此在招投標過程中要根據國家規(guī)定的標準以及流程開展招投標工作，為了確保招投標工作的真實性和公平性，相關部門需要加強監(jiān)督，提高審核標準，制定合理的審核制度并且得到貫徹落實。對項目進行分析，從多種角度出發(fā)找到最佳方案，減少工程中的問題，確保工程可以得到順利開展。

（二）消能防沖設計

泄水閘下游采用底流消能工消能。由于消力池內水流最大流速達到18.00m/s，基本達到了設置消力墩的流速上限，水力學模型試驗的結果表明，設置消力墩的效果不太明顯，加之消力墩在高速水流沖刷和泥沙磨蝕下容易損毀，因此，池內不設消力墩。結合泄水閘調度運行方式，進行消能工計算后擬定消力池總長61.06m，池深3.50m，板厚2.00m，池底板高程243.50m，消力池尾坎頂高程為247.00m；消力池上游起始段為2.00m 的水平段，再以1 ∶4 的斜坡與底板連接，池身水平段長度35.06m。通過對池底板的抗浮計算，在檢修工況時池底板不滿足要求，需采取工程措施。考慮到消力池在泄水閘中的重要性，在池底板采取設排水孔和錨筋措施，排水孔間、排距2.00m，孔徑8cm；錨筋直徑32mm，Ⅱ級鋼筋，間、排距1.40m，深入基巖6.10m，梅花形布置。下游河床疏挖至247.00m 的基巖高程后，下游河段斷面面積加大，水流流速相對減小，這對于減小池末端的沖刷是比較有利的。下游沖刷深度計算表明，消能設計工況下，海漫末端的河床沖刷深度3.47m，沖坑底部高程243.53m，為了防止水流淘刷，危及消力池的安全，在池末端設鋼筋混凝土齒槽，以增加嵌入基巖的深度，齒槽底高程239.50m，低于設計沖坑深。消力池后設0.30m 厚、15.00m 長C15 混凝土防護段，以減少對池末端的淘刷。

（三）從混凝土結構變形的控制保障施工質量

在實踐中，水工建筑極易出現結構或者構造變形的問題，發(fā)生裂縫現象，因而必須采取有效措施加以解決。首先，還是必須科學設計結構，不僅要滿足結構的整體性要求，還必須控制變形問題，實時觀察裂縫的產生情況，準確估算混凝土結構的受力大小，合理設計斷面，精準計算水工建筑日常使用中的超載問題所導致的受力與維修成本。

（四）制定結構等級標準

水利工程結構等級標準的制定符合設計需求，以等級標準作為參考，可以提高設計水平。因此制定結構等級標準是一項重要環(huán)節(jié)，需要對實際情況進行分析，結合工程的規(guī)模以及建設環(huán)境等對標準進行適度調整，對結構設計進行合理劃分，避免出現漏洞，缺乏參考性。制定結構等級標準是企業(yè)長遠發(fā)展的必然要求，通過合理的標準制定可以制定預算，控制成本，提高工程質量。

結束語

綜上所述，水工建筑結構設計的質量直接影響水工建筑的整體質量，因此在進行結構設計時需要提高對整體質量的重視，注重對環(huán)境等周圍客觀因素的勘察，提高設計的合理性，對于水工建筑結構設計中存在的問題需要對標準不規(guī)范以及審查不到位等情況提高重視，對問題進行分析，可以提出有效的解決方法，對結構設計進行長期規(guī)劃，建設單位做好相關準備工作，制定合理的等級標準，從而提高水利工程的建筑結構質量，推動經濟的長遠發(fā)展。