水工混凝土结构设计与改进策略(水工混凝土结构设计)

 　　摘要：水利工程有防止洪水发生、供应水源、浇灌等好处, 水利工程开展的范围比较大、而且时间比较长、施工也比较慢等特征。混凝土结构因为成本比较小但是很有整体性的优势被普遍运用在水利工程建设里面, 然而因为混凝土结构设计困难, 在水利工程的建设期间, 也会发生一些问题, 所以要科学合理的运用混凝土结构, 确保水利工程的质量还有安全性。本文通过介绍水利工程混凝土结构设计的意义, 阐述当前水利工程中混凝土结构设计出现的问题, 并提出了解决措施。

　　关键词：水利工程; 混凝土结构; 优化; 设计;

　　1、 水利工程混凝土结构设计的意义

　　水利工程利用堤坝、水闸等水工建筑调节控制水资源, 这些水工建筑可以预防或者是控制洪水灾难还有干旱灾难, 符合社会生产和人们生活的需求。水利工程的施工面积比较广。而且施工的时间比较长, 施工也具有一定的难度, 通常来说, 在水利工程中需要运用混凝土结构。混凝土中有砂石、水泥、水等, 将它们按比例进行调配, 再以水泥作为胶凝材料则可形成混凝土。将混凝土跟一定量的钢筋等材料进行配合, 能够当作承重材料投入到不同的建筑工程里面被使用。因为混凝土结构有很好的耐火性和耐久性, 所以在规模比较大的建筑工程中被普遍使用, 然而我国的水利工程中使用混凝土结构的时间很短, 而且使用的经验也不够, 因此有很多不足之处, 探析水利工程中混凝土结构的优化设计, 对于我国的水利工程来说至关重要。

　　2 、当前水利工程中混凝土结构设计出现的问题

　　2.1、 材料配比

　　因为混凝土是由水泥、骨料、砂石等材料搅拌混合形成的, 它不是纯属性的物质, 而且在具体的施工步骤里面, 混凝土的每一种材料配制比例也是不一样的, 例如水分可能会增加, 水泥可能会减少, 这都会使得最后形成的混凝土标号减少, 从而在施工期间发生麻面还有气孔的问题, 从而干扰混凝土结构的稳定性。要是粗骨料的含量偏大, 就会使得混凝土发生离析, 这样会对混凝土结构的安全性造成干扰。

　　2.2、 岔管设计

　　现在我国的水利工程项目主要运用的是“一洞多机”的方法来实施地下官网的排布, 完成这种工程对混凝土结构的设计有很严格的要求, 现在我国还没有完整的岔管设计标准, 这导致了施工人员不易掌握岔管设计的承受压力的能力, 尤其是当地形地貌很复杂的时候, 常常会出现设计不科学的问题, 这种情况威胁到了水利工程的整体稳定性。

　　2.3、 衬砌渗漏

　　在水利工程施工期间, 常常会发生混凝土衬砌渗漏的问题, 这是混凝土结构设计中发生的最难解决的情况。如果解决不了渗漏情况, 就会对水利工程的整体效果产生干扰, 衬砌渗透的主要原因是由于混泥土结构中出现了裂缝, 裂缝出现的原因有下面几个方面, 首先是混凝土模板设计不科学;其次是在通道施工期间, 通道位置的设计不科学, 要是通道的上面发生了沉降, 就会对衬砌产生很大的重量, 导致混凝土发生裂缝;然后是混凝土结构的组成材料里面出现了质量的问题, 比如混凝土的标号不符合施工标准;最后是在混凝土的运输, 搅拌养护过程中发生了问题。比如运输的时间太长, 使得混凝土的性质受到了干扰, 没有根据混凝土的初凝, 还有终凝的时间来科学养护, 使得混凝土在使用之前因为搅拌不均匀而形成骨料离析。

　　2.4、 前期准备不充分

　　水利工程对于技术有很高的要求, 跟建筑工程相比较, 水利工程的难度更大, 在水利工程的设计步骤中, 要对工程所施工的地方的地形地貌, 水文地质条件, 还有气候条件进行调查。在现实的施工期间, 常常会发生由于前面调查不仔细, 而造成水利工程在施工期间的不同的质量问题。例如有些水利工程项目围岩应力更大, 使得围岩不安全, 再结合岔管多种多样, 从而致使应力集中造成衬砌产生缝隙, 这种情况破坏了混凝土结构的稳定。

　　3、 水利工程中混凝土结构的优化设计

　　3.1 、混凝土裂缝控制

　　对混凝土裂缝控制对于水利工程来说很重要。要完成对混凝土结构的优化设计, 设计人员不但要根据工程运行的环境, 水文的压力, 地质的压力等因素, 还要结合考量混凝土结构的极限承重力, 这样才能选择好与之相符合的标号的钢筋和混泥土, 从另外一个角度看, 现在水利工程在构建方面对于裂缝的控制, 要选用合适的杆件, 充分把握好混凝土的裂缝宽度。

　　3.1.1、 确保施工原材料和施工设备质量

　　混凝土原材料质量的优劣和水利工程施工的质量息息相关, 所以购买骨料外加剂和水泥等混凝土原材料的时候, 务必要确保施工原材料和施工设备质量, 与此同时, 也要科学的设计混凝土配合比, 这样才能高效的保证混凝土的质量还有它的性能。施工人员在施工前务必要对施工材料进行仔细检查, 选用最合适的混凝土防治办法, 保障施工的质量。除此之外, 施工人员在进行现场施工期间, 务必要科学的调节施工材料, 还有施工装置, 保障水利工程施工的平稳进行。

　　3.1.2、 温差裂缝的防治措施

　　水泥发热的现象大多数都是混凝土内部发热形成温差的成因, 所以, 购买材料的人员在选用水泥的时候, 务必要关注水泥, 选用发热量较小的水泥, 从而降低混凝土的温差, 在夏天施工期间, 务必要增加降温处理, 尽最大能力降低混凝土内部水分的蒸发, 从而减小混凝土的温差。浇筑混凝土的期间, 务必要注意混凝土的浇筑时间, 要是温度偏高, 浇筑混凝土的时候可以合理的向里面加一些冰水或者是冰块, 从而控制混凝土产生的温差。除此之外, 浇筑混凝土的时候, 应该是薄薄的实施浇筑, 因为这样可以增大混凝土的散热面积, 从而使得混凝土散热速度变快, 施工期间还能将一些水管加到混凝土里面, 这样的话在温度比较高的时候, 可以利用适量的冷水来帮助混凝土更快的散热, 从而降低混凝土的温差, 冬天施工期间, 要注重保暖通风的, 这样也可以减小混凝土产生的温差。

　　3.1.3 、外力失衡防治措施

　　水利工程施工期间, 为了防止因为外力失衡而造成混凝土出现裂缝的情况, 施工人员务必要完成好对工程管理还有监督, 仔细地对施工现场的环境进行检查, 然后选取合适的技术手段, 对工程建筑进行加固, 还有修复。在后面的修复期间, 要是产生的裂缝比较小, 只要简单修复混凝土的表面, 要是产生的裂缝比较大, 则要增加混泥土层或者水泥, 在工程准备期间需要评测现实中水利工程的施工条件还有施工技术, 增加技术监督力, 还有管理力, 保证施工符合标准, 从而保障水利工程质量。

　　3.1.4、 收缩及干裂裂缝防治措施

　　要想达到防治收缩裂缝的目的, 在选用混凝土材料的时候务必要注意选用高强度, 干缩值小的施工材料。除此之外, 施工人员务必要科学控制水灰比, 配制混凝土期间, 要合理的添加高效的减水剂减小水灰比例, 从而增加混凝土强度。如果施工的环境比较糟糕, 比如遇到风比较大或者温度偏高的时候要注意防风还有遮阳, 保障混凝土结构的稳定性。拆除模板的时候, 尽量降低混凝土水分的蒸发。

　　3.1.5 、养护措施

　　使用不同的养护方法, 对于混凝土的性能来说有着不一样的影响。通常采用的方法有自然养护, 蒸气养护, 干湿热养护, 红外线养护, 太阳能养护等。有关于自然养护和蒸汽养护, 我们应该注意把握混凝土的湿度还有温度, 降低混凝土外表外露的时间, 避免表面水分蒸发, 勿将覆盖的物品直接与混凝土表面接触。

　　3.2、 加强对混凝土原材料的选择与合理配制比例

　　对混凝土进行科学的配置, 是保障水利工程质量的重点, 可以高效的避免气泡麻面, 孔洞等状况的出现, 选用细度2.0～3.0区间内的砂, 科学掌握添加剂的比例。混凝土混合均匀, 保障混凝土的和易性, 避免离析, 浇筑混凝土之前要保障模板支撑稳定, 依据施工的规范, 实施模板的支撑和拆卸, 钢筋要稳固的进行焊接不能随便践踏混凝土保护层的垫块, 而且保障垫块的稳固。

　　3.3 、围岩结构稳定性的优化设计

　　水利工程中的混凝土结构质量跟衬砌的排布息息相关, 在对混凝土衬砌实施设计的时候, 要注意围岩的承受重量的能力。将围岩结构稳定性进行优化设计, 可以完善围岩承受重力能力的有关问题。在设计的时候, 使用平缓地面和陡坡地面来设计最低的覆盖厚度, 因为如果太薄的话会造成工程渗水。

　　3.4 、衬砌的提升设计

　　衬砌有开裂和抗裂两种类型, 所以要依据工程的设计标准和围岩承载重力的能力来决定要用哪种类型。结合混凝土衬砌和围岩形成二次应力, 然后再实施钢筋混凝土进行支撑保护, 将衬砌配筋量掌握在科学的区间内, 希望能实现最完美的支撑作用。探究变形和出现裂缝的原由, 然后进行相应的岔管衬砌的排布。

　　3.5、 混凝土的温度和湿度计算

　　在水利工程中, 比较大的面积的混凝土温度的计算是从温度场、应力、抗裂性这几个角度下手的。通常情况下, 用限元法和差分法对应力还有温度场实施计算, 并且在计算应力的时候, 要加入混凝土性质发生改变而使得应力松垮这个影响。不一样的配比要对比试验值和计算值。

　　3.6、 基础资料完整, 等级标准确切

　　想要提升混凝土结构设计的水准, 第一要素是保障基础资料的真实性和完整性。基础资料是混凝土结构设计看展的根本。将等级标准确切化, 结合工程的规模还有建筑的类型来进行设计, 与此同时, 做好成本控制工作。将水利工程管理制度完整, 然后对水利工程有关混凝土结构的各个阶段实施相应的监督和管理, 保障施工的可靠性和连续性。

　　4、 结束语

　　通过本文的阐述, 可以知道水利工程对于周边居民的生活和工作环境来说十分重要, 混凝土结构对于水利工程建设来说有些不可或缺的意义, 对于现在混凝土结构在水利工程建设过程中出现的问题, 应该采取相应的措施进行解决, 并且将有关于混凝土的各方面进行优化, 让水利工程不断进步。

　　参考文献

　　[1]鲁慕杰.水利工程中混凝土结构的优化设计[J].智能城市, 2017, 3 (12) :200.

　　[2]杨艳, 邹进.水利工程中混凝土结构的优化设计思路分析[J].南方农机, 2017, 48 (16) :87.

　　[3]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) .

　　[4]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) .

　　[5] 张国新, 朱伯芳, 杨波, 朱银邦.水工混凝土结构研究的回顾与展望[J].中国水利水电科学研究院学报, 2015 (04) .