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 水發規劃建設有限公司，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水平的限制，對于周圍環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、地區以及行業制定和發布的各項政策、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，環境因素的考量也十分重要，要將施工場地的環境、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節，需要對實際情況進行分析，結合工程的規模以及建設環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長遠發展的必然要求，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，推動經濟的長遠發展。