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水利工程中混凝土結構的優化設計

來源:核心期刊咨詢網位置:理工論文時間:2019-09-18 10:3212

  摘 要:由于水利工程建設的周期長且施工難度系數較高,所以,通常情況下,必須檢測所使用的混凝土結構的質量,保證其質量過關。一般都會使用水泥、砂石以及水進行等比例混合,然后再摻入預應力筋和鋼筋,保證其建設的耐壓性和耐久性,并且整體的施工工序較為復雜,所以,一般初期的設計方案中存在的問題很多,因此,都會不斷地進行優化設計,保證混凝土的質量。本文主要分析探討了水利工程中混凝土結構的優化設計,以供參閱。

  關鍵詞:水利工程;混凝土;結構;優化設計

水利工程師論文

  引言

  從現階段發展而言,水利工程對人們的正常生活帶來了諸多影響,甚至在一定程度上直接決定了我國整體經濟增長。為此,相關人員必須對此提高重視程度,通過應用合理的方法,對原本的混凝土結構進行優化,進而提升工程建設以及管理的效果。

  1 水利工程混凝土結構設計的意義

  水利工程通過修建堤壩、水閘、渡槽等水工建筑對水資源進行調控,通過這些水工建筑的興建來預防或控制洪澇災害和干旱災害,以滿足社會生產和人民生活的需要。水利工程的規模比較大、工期比較長、施工技術難度比較高,一般來說在水利工程中需要采用混凝土結構。混凝土是指水泥、砂、碎石和水按照一定比例進行混合配比,并以水泥為膠凝材料的建筑工程復合材料。混凝土與一定量的鋼筋等構件進行配合使用,可以作為承重材料使用到各種建設工程項目中。由于混凝土結構具有良好的耐火性、耐久性、整體性,因此在大型建設工程項目中應用非常廣泛,但混凝土結構在我國的水利工程項目中的應用時間比較短,應用經驗比較少,尚有很多不足,因此研究如何對水利工程中的混凝土結構進行優化設計,對我國水利工程建設具有非常重要的理論意義和實踐價值。

  2 水利工程中混凝土結構的優化設計

  2.1合理選擇混凝土材料

  一般而言,施工材料之中,碎石和砂都處在考慮的范圍之內,為了確保可以選到優質的混凝土,理應對實際選擇的材料進行檢測和試驗。如果其參數滿足施工的基本要求及規范,才能夠將其運入現場,以此確保混凝土本身的結構質量。由于水泥很容易產生水化反應,從而影響其質量,造成這種問題的主要原因便是隨時會內部存在大量有害物質,如果沒有及時處理,會造成混凝土本身的強度有所下降,并對工程建設帶來巨大影響。在進行配比的時候,同樣需要進行檢測和試驗,以此對其最佳配比進行明確。

  2.2混凝土配合比的優化設計

  水利工程中混凝土結構質量的主要影響因素就是混凝土原料的配比,科學合理的配比能夠有效避免混凝土出現氣泡、麻面或者孔洞。要想避免混凝土出現氣泡,混凝土原料中的砂石原料需要選用細度模數在2-3范圍內的人工砂或者天然砂,并嚴格按照科學的配比進行混凝土施工,尤其要注意控制外加劑的使用量,與此同時,還要做好混凝土的攤鋪以及振搗工作,每一層混凝土的攤鋪厚度要在30-50厘米之間,每一次振搗時振搗棒需要緩慢拔出。要想避免混凝土出現露筋現象,在進行混凝土鋼筋的安裝時,需要找準正確的鋼筋位置,并將鋼筋牢固地焊接在一起,與此同時,混凝土的保護層墊塊也要保持均勻牢固的狀態,不能夠隨意踩踏或者搬動保護層墊塊。如果混凝土結構出現了露筋現象,首先要將鋼筋上外露的銹跡清理干凈,并將其抹平壓光,進行覆蓋養護,通過澆灌技術將混凝土結構進行加厚處理。要想避免混凝土出現孔洞,施工人員需要對混凝土進行均勻攪拌,提高混凝土的和易性,并對混凝土采取分層攤鋪方式,確保混凝土的模板能夠牢固支撐。如果混凝土結構出現了孔洞,首先要將孔洞內部的松散物清理干凈,并使用細石混凝土對孔洞進行填塞處理。

  2.3混凝土圍巖穩定優化設計

  對水利工程而言,針對混凝土結構開展的優化設計工作,應當將圍巖水壓承載力列為研究重點,這主要是因為對非裂混凝土的襯砌或不襯砌方案進行應用的前提,是圍巖具有良好的水壓承載力,而上述兩種襯砌方案與傳統方案相比,不僅可以降低工程成本,還能夠提高工程質量。正是因為如此,在對混凝土結構進行優化設計的過程中,工作人員應以陡坡/平緩地表面對應的準則為依據,對圍巖結構覆蓋厚度的最小值進行衡量,再通過測量和計算的方式,對圍巖的穩定系數加以確定。

  2.4混凝土襯砌防滲優化設計

  根據工程設計要求和圍巖承載力來確定襯砌方式。通過對混凝土襯砌與圍巖進行聯合作用模擬,形成二次應力,并在此基礎上進行鋼筋混凝土的支護,把襯砌配筋量控制在合理的范圍內,達到最佳支撐效果。通過分析變形與裂縫產生的原因,進行岔管襯砌的布置。

  2.5混凝土裂縫控制優化設計

  裂縫是混凝土結構最常出現的問題,嚴重威脅到工程的質量。對混凝土結構裂縫加以控制主要有以下幾個方面的措施:首先是控制原材料的質量,對水泥、粗骨料、細骨料、砂石、外加劑等材料的采購、保管、運輸、進場、使用等環節進行規范化管理。只有控制了原材料的質量,才能保證混凝土結構的質量。對溫差形成的裂縫進行防治。溫差裂縫多是因為水泥發熱導致混凝土結構內外出現溫差進而形成裂縫。對此類裂縫的控制首先要控制水泥,最好購買發熱量較小的水泥。其次是在施工過程中采取降溫處理措施,避免混凝土結構內外溫差值過大。最后是嚴格控制混凝土澆筑時間,避免澆筑時長過長。對收縮裂縫進行防治。選擇高強度、干縮值相對較小的施工材料,控制水灰比,采取防風、遮陽措施等都能夠在一定程度上杜絕收縮裂縫的形成。對混凝土結構進行養護,避免裂縫發生或者擴大。目前常見的混凝土養護方法主要有自然養護、蒸汽養護、干濕熱養護等,具體根據工程實際狀況進行選擇。

  結束語

  綜上所述,混凝土結構的優化設計涉及的內容比較多,設計工作的難度比較大。分析可得,通過本文的分析可知,施工單位需要認識到混凝土結構中存在的各項問題,從原材料管控、圍巖穩定、襯砌防滲以及裂縫控制等方面優化混凝土的結構,保障水利工程的質量、安全性和穩定性。

  參考文獻

  [1]經瑞.水利工程中混凝土結構的優化設計[J].工程技術研究.2019(02)

  [2]王成.水利工程中混凝土結構的優化設計分析[J].建筑工程技術與設計.2018(35)

  [3]蔡舒平.探析水利工程中混凝土結構的優化設計[J].大科技.2019(07)

  推薦閱讀:《水利建設與管理》(月刊)創刊于1980年,由水利部水利建設管理總站主辦。

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