水閘的外觀造型設(shè)計(jì)及加固設(shè)計(jì)

1、城市建設(shè)2010年總第61期CONSTRUCTION1水閘外觀造型設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，對(duì)建筑物的外觀造型、環(huán)境景觀的要求越來(lái)越高。水閘就坐落在水中，有著得天獨(dú)厚的條件，一座工程應(yīng)當(dāng)成為一處人與自然結(jié)合的景觀。但多數(shù)水閘的造型設(shè)計(jì)跟不上時(shí)代步伐，這也是水閘設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)著重研究和加強(qiáng)的問(wèn)題。水閘型式的選擇，一定要結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦?、地質(zhì)、河道特性、施工管理等因素因地制宜地綜合考慮，不可盲目地追求新穎閘型。在方案比較階段應(yīng)優(yōu)先考慮常規(guī)閘型

2、，其次是特殊閘型。1.1整體式水閘整體式水閘是一種傳統(tǒng)的常規(guī)閘型，優(yōu)點(diǎn)是閘底板和閘墩固接在一起，即使閘體或閘基產(chǎn)生微小的變形和位移，不影響閘門的啟閉和運(yùn)用，故有較強(qiáng)的適應(yīng)能力其次閘室兩側(cè)采用岸墻結(jié)構(gòu)顯得總體布置緊湊，兩岸形成的裹頭有利于阻滯和削減地下水側(cè)向繞滲和接觸滲流。缺點(diǎn)是體積、設(shè)計(jì)工作量和施工難度較大。50年代修建的水閘均為整體式。這種閘型除在窄深式河道或有特殊要求的條件下采用外，一般情況采用較少。不過(guò)這個(gè)時(shí)期修建的整體式水閘同5

3、0年代相比，已有所不同。50年代修建的整體式水閘，其閘室兩側(cè)均設(shè)空箱岸墻做為閘室與回填土之間的過(guò)渡。后來(lái)修建的整體式水閘取消了空箱岸墻，使邊墩兼做擋土墻用。為了減小邊墩和上下游翼墻的土壓力，一般都采取了適當(dāng)?shù)臏p載措施，如局部降低靠近邊墻附近的回填土高度等。概括起來(lái)，整體式水閘是一種基本的閘型，適用于各種地形地質(zhì)條件，在進(jìn)行方案比較尤其是水閘孔數(shù)較少時(shí)應(yīng)優(yōu)先予以考慮。1.2河床式閘型河床式水閘與整體式水閘相比，是一種新式閘型。通過(guò)水工試驗(yàn)

4、和近40年來(lái)的運(yùn)用實(shí)踐，這種閘型將閘室結(jié)構(gòu)改為分離式，使通常采用彈性地基梁計(jì)算的整體式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的懸臂梁，從而大大減少了設(shè)計(jì)工作量。其次這種閘型取消了高大的岸墻和土壓力計(jì)算，解決了由于邊荷載過(guò)大而引起的地基承載力不足的問(wèn)題。此外它還具有工程量小、施工方便和宣泄大流量時(shí)閘前水流流態(tài)較好等優(yōu)點(diǎn)。但也發(fā)現(xiàn)少數(shù)閘孔開(kāi)啟時(shí)下游回流較大和兩側(cè)邊坡因底部輪廓規(guī)則順直易引起接觸滲透變形等間題，尤其是后者應(yīng)特別給予重視。為此，運(yùn)用時(shí)一定要先將中孔全開(kāi)

5、后，再開(kāi)啟邊孔。河床式水閘適用于寬淺式河道，尤其是對(duì)于灘地行洪的復(fù)式河槽采用這種閘型更為有利。對(duì)于窄深式河道，若采用河床式布置則由于兩側(cè)邊孔孔數(shù)過(guò)多，經(jīng)濟(jì)上不一定合算，再說(shuō)蓄水位過(guò)高將使兩岸的繞滲問(wèn)題更為突出。1.3粉細(xì)砂地基建閘粉細(xì)砂地基的承載力較高，一般均能滿足建筑物的要求。粉細(xì)砂地層的滲透性強(qiáng)，在水流作用下極易產(chǎn)生管涌、流砂等滲透變形破壞，因此對(duì)建筑物的危害極大。為了防止和消除粉細(xì)砂地基滲流變形對(duì)水工建筑物的危害，在修建建筑物時(shí)應(yīng)

6、將閘室上游防滲段范圍，包括渠底和邊坡下部的粉細(xì)砂層采用換土法修筑人工粘土鋪蓋，或者采用垂直防滲措施，并在閘下排水范圍做好反濾，以防粉細(xì)砂粒被滲透水流帶出。2水閘底板混凝土的分析水庫(kù)除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)中，水閘的加固設(shè)計(jì)應(yīng)用很廣，也是非常重要的，水閘的重點(diǎn)部位例如底板、閘墩等混凝土的控制分析也就變?yōu)橛葹橹匾恕Ｆ渲?，底板部位易出現(xiàn)問(wèn)題，長(zhǎng)期以來(lái)困擾著工程界。該問(wèn)題的出現(xiàn)，給水閘工程帶來(lái)了多方面不同程度的危害，所以在進(jìn)行水閘設(shè)計(jì)時(shí)，一定要根據(jù)閘址附

7、近的地形、地質(zhì)條件和水文、施工、管理等因素，認(rèn)真研究，合理布置。目前在對(duì)待混凝土底板結(jié)構(gòu)問(wèn)題上，一般是允許出現(xiàn)裂縫，而對(duì)其寬度進(jìn)行一定的限制，不同國(guó)家和地區(qū)對(duì)不使用環(huán)境和要求下的混凝土建筑物的裂縫寬度有不同的控制標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》允許裂縫寬為0.20.3毫米，在對(duì)待裂縫問(wèn)題上提出限制與允許的兩種方法。變形變化引起的約束應(yīng)力首先要求結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境能給結(jié)構(gòu)以變形的機(jī)會(huì)，即變形得到滿足，則不會(huì)產(chǎn)生約束應(yīng)力。在全自由狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)可

8、以有任意長(zhǎng)度、任意溫差不產(chǎn)生約束應(yīng)力，因此給結(jié)構(gòu)創(chuàng)造自由變形的條件就是允許原則。在實(shí)際工程中，全自由的理想狀態(tài)不易做到，但是可減少約束，釋放大部分變形，使之出現(xiàn)較低的約束應(yīng)力；當(dāng)結(jié)構(gòu)處于全約束狀態(tài)，要讓任意長(zhǎng)度不設(shè)伸縮縫亦不開(kāi)裂，則只須所選用的結(jié)構(gòu)材料具有足夠的抗拉強(qiáng)度和極限拉伸即可。該設(shè)計(jì)原則稱為限制原則。一般說(shuō)來(lái)，對(duì)于限制原則，必須有足夠的強(qiáng)度儲(chǔ)備；采取允許原則，必須有充分的變形余地。現(xiàn)在一般認(rèn)為，混凝土建筑物不出現(xiàn)裂縫是不可能的，

9、或是很困難的。防止裂縫出現(xiàn)，在材料、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和維護(hù)等方面均有一定的研究，但還不夠完善或效果不是十分明顯。在水工結(jié)構(gòu)工程中，以限制原則為主，力求工程各部位都不裂縫。水閘在水利工程中應(yīng)用很廣，底板部位易出現(xiàn)問(wèn)題，除了混凝土本身特性，還有外部環(huán)境的影響等等。水閘底板混凝土產(chǎn)生問(wèn)題是各種因素共同作用的結(jié)果，但是各種因素并不是互相獨(dú)立的，所以我們對(duì)待水閘底板混凝土存在的問(wèn)題一定要尤其注意。3關(guān)于水閘除險(xiǎn)加固工程初步建設(shè)設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)體會(huì)3.

10、1勘察設(shè)計(jì)在水閘除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)原工程設(shè)計(jì)資料不全。所以，在工程建設(shè)時(shí)，要堅(jiān)持先勘察、后設(shè)計(jì)、再施工的原則。嚴(yán)禁憑經(jīng)驗(yàn)提高工程設(shè)計(jì)，要全面加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘察，綱要編制，原始資料收集和成果資料審核等管理。3.2土工布的應(yīng)用①早在80年代初期我國(guó)就開(kāi)始土工布成材料的應(yīng)用和研究，由于土工布具有天然材料所不具備的優(yōu)越性，工程施工方便、造價(jià)低、反濾、排水、隔離、加筋、防護(hù)等功能。故在各種工程建設(shè)中皆有廣泛用途，引起了廣大工程人員的高度重視，這

11、次水閘除險(xiǎn)加固工程中，利用土工布作反濾、防護(hù)等功能，起到了良好效果。②環(huán)氧乳液防腐涂料的應(yīng)用，水閘所處的環(huán)境嚴(yán)劣，鋼筋、砼構(gòu)件腐蝕當(dāng)嚴(yán)重，使工程建筑物的安全受到威脅。采用環(huán)氧乳汁厚漿涂料，是由低分子量雙環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、水泥、抗裂組成，具有良好的抗碳化，抗氯離子侵蝕能力，有較高的抗壓強(qiáng)度。作為砼表面防護(hù)材料，改善了砼表面結(jié)構(gòu)和性能，有效地阻止外界有害雜物質(zhì)侵入，從而起到水閘的外觀造型設(shè)計(jì)及加固設(shè)計(jì)鄧家盟徐聞縣水利機(jī)電工程公司廣東徐聞52

12、4100摘要：本文就水閘設(shè)計(jì)中的外觀造型設(shè)計(jì)及加固設(shè)計(jì)中推廣新材料、新技術(shù)、提高水閘運(yùn)行安全從而改善水閘運(yùn)行功能等進(jìn)行了闡述。以底板部位易出現(xiàn)的問(wèn)題入手，對(duì)如何進(jìn)一步控制混凝土質(zhì)量進(jìn)行分析探討。關(guān)鍵詞：水閘；外觀造型設(shè)計(jì)；底板；除險(xiǎn)加固工程建筑設(shè)計(jì)245城市建設(shè)2010年總第61期CONSTRUCTION保護(hù)鋼筋砼的作用。③鋼閘門的設(shè)計(jì)施工防腐，采用DC—IC兩大希酸橡膠防腐底(面)漆為基料加入改性樹(shù)脂，化學(xué)助劑、防腐蝕顏料組成。既具有

13、互穿網(wǎng)絡(luò)涂料的特性，又保留了橡膠漆單組份常溫高聯(lián)固化，可制成厚膜型涂料的特點(diǎn)。對(duì)工程施工更加方便安全，有很好的耐侵性，裝飾性和防腐性等優(yōu)良性能，對(duì)鋼閘門的防腐起到良好性能。3.3控制好水閘施工質(zhì)量水閘施工階段質(zhì)量控制是工程關(guān)鍵環(huán)節(jié)，保證工程設(shè)計(jì)意圖最終實(shí)現(xiàn)。因此，應(yīng)抓好施工質(zhì)量，健全質(zhì)量管理制度質(zhì)量監(jiān)督制度質(zhì)量檢測(cè)制度及質(zhì)量保修制度確保工程安全，提高工程的投資效益，環(huán)境效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。3.4健全管理水閘在運(yùn)行管理與閘下的消能緊密相關(guān)

14、，在水閘排洪應(yīng)保證下游水躍發(fā)生在消力池內(nèi)，保證水流平穩(wěn)擴(kuò)散，避免產(chǎn)生其他不許可水流偏流。所以在除險(xiǎn)水閘按設(shè)計(jì)加固施工外，應(yīng)提高水閘運(yùn)行管理制度，充分發(fā)揮水閘及消能設(shè)施的安全。4小結(jié)水閘在排洪擋潮等方面起著重要的作用，水閘提高了自身抗御風(fēng)暴潮襲擊能力，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了良好的社會(huì)效益，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，為水利建設(shè)創(chuàng)造作出更大的貢獻(xiàn)。以上是本文筆者對(duì)水閘設(shè)計(jì)中存在的幾個(gè)問(wèn)題簡(jiǎn)單的分析闡述。參考文獻(xiàn)1李志強(qiáng)霍正存楊繼庚《從改造后的屈家店

15、樞紐談水閘建筑造型設(shè)計(jì)藝術(shù)》水利水電工程設(shè)計(jì)2004年01期2林水珍馮伯強(qiáng)馮建中《軟土地基輕型水工建筑物設(shè)計(jì)淺議》《浙江水利科技》1995年04期3邱權(quán)震，水工建筑與造型《廣東水利水電》2001年第02期一、原自然的啟示什么是自然？辭海里對(duì)“自然”的解釋———“天然；非人為也?！币彩蔷驮匀坏亩x。在道家思想中，自然的領(lǐng)域是天地萬(wàn)物，自然與人的關(guān)系就是天人關(guān)系。兩者之間不是形成主宰與被主宰的關(guān)系，兩者之間是同等的地位。天地不大于人，人也

16、不大于天地，這也就是道家思想所說(shuō)的“天與人不相勝”。從以上的理解，應(yīng)該會(huì)沒(méi)有外部力量影響到這個(gè)和諧統(tǒng)一的世界，原自然的存在，形成一種“自然運(yùn)行的規(guī)律”，可是，這只是一種理想的自然狀態(tài)。原自然一直受著“外力”的影響使之脫離了和諧統(tǒng)一的狀態(tài)，而這外部力量就是“人”。1.1道家思想的自然觀人類自從有文明以來(lái)，就一直處于一種這樣的矛盾之中：既是認(rèn)為自己是原自然的一部分，又將自己置身于原自然之外；以至于將自己看成一個(gè)影響自然、高于自然的外力。雖然

17、人對(duì)原自然的作用完全也可以看成原自然的一部分，但人自己卻應(yīng)該對(duì)自身受于原自然的外力做認(rèn)真嚴(yán)肅的反思—當(dāng)我們?nèi)祟悓?duì)原自然作用的同時(shí)，我們也應(yīng)該會(huì)被原自然反作用著；當(dāng)我們還相信我們具有趨利避害的本能的話，我們應(yīng)該如何再去對(duì)待原自然？換句話說(shuō)我們要用怎樣的自然觀，才能達(dá)到道家思想的“天人合一”？裝置自然的出現(xiàn)，為協(xié)調(diào)該矛盾的需要而發(fā)展。裝置自然是把人與原自然的關(guān)系再次緊密，希望以此重新塑造人與原自然的和諧統(tǒng)一關(guān)系。1.2崇尚自然的建筑觀賴特在

18、許多的論述中表達(dá)了他對(duì)自然的崇敬。他認(rèn)為美來(lái)源于自然，因此特別強(qiáng)調(diào)建筑物的設(shè)計(jì)要尊重天然環(huán)境，每幢建筑物都應(yīng)是基地的唯一的產(chǎn)物。在建筑實(shí)踐中，他力圖打破建筑那種在人與自然之間設(shè)置的障礙，首先關(guān)注的是使建筑體量、比例、尺度、布局和地形相協(xié)調(diào)。而賴特另一種設(shè)計(jì)觀念就是模擬自然的建筑觀，他曾說(shuō)過(guò)：“設(shè)計(jì)是自然的提煉—以一種純幾何方式出現(xiàn)的因素……我們可以在所有自然生物固有的過(guò)程中演繹出規(guī)律，用作好的房屋的基本原理”。[2]安藤忠雄在《材質(zhì)、幾

19、何性與自然》[3]的論述中也提到，建筑形式化必需三種元素，其中一個(gè)因素就是自然，而該“自然”并不是原生自然，而是經(jīng)過(guò)處理的、人工的自然———它已經(jīng)被人賦予了秩序，與原自然形成了對(duì)比。材料、幾何性和自然三種因素集合在一起時(shí)，建筑空間便具有了力量和光彩，人們會(huì)被建筑所特有的景象所感動(dòng)。這經(jīng)過(guò)處理的仿自然，就是本文所論述的裝置自然，可見(jiàn)，自然對(duì)于我們的設(shè)計(jì)，具有不可分割的作用。二、體驗(yàn)自然的橋梁2.1裝置自然的意圖目前建筑空間的使用過(guò)程中，大

20、量的能源被平白無(wú)故的耗費(fèi)掉，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了巨大的不良影響；另外，眾多的建筑空間所表現(xiàn)出的自我封閉、與原自然缺乏溝通等的缺陷，成為現(xiàn)今建筑設(shè)計(jì)中不可忽視的重要問(wèn)題之一。針對(duì)以上問(wèn)題，建筑界開(kāi)始提出了一些設(shè)計(jì)概念，如“生態(tài)建筑”、“竹化城市”等的設(shè)想，力圖通過(guò)對(duì)原自然資源的利用、模擬、再開(kāi)發(fā)，從而來(lái)降低建筑的能耗，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；同時(shí)，通過(guò)對(duì)原自然與城市空間、建筑空間的結(jié)合、設(shè)計(jì)，來(lái)改善現(xiàn)在城市環(huán)境和建筑環(huán)境相對(duì)封閉的局面。將原自然要素通過(guò)

21、設(shè)計(jì)，引入建筑內(nèi)部，利用這一手段來(lái)改善建筑能耗，提高建筑內(nèi)部環(huán)境質(zhì)量，加強(qiáng)人與自然的協(xié)調(diào)；人置身裝置自然里，猶如置身有序的原自然體系當(dāng)中。2.2裝置自然與原自然的對(duì)立統(tǒng)一裝置自然，我們可以理解為對(duì)原自然的分析、改良后，在空間里再次還原或模擬。裝置自然不僅僅看作是一個(gè)單獨(dú)的、細(xì)小的物體再現(xiàn)，而是應(yīng)該理解為建筑空間的一部分或是整個(gè)建筑體。裝置自然把人與原自然的關(guān)系協(xié)調(diào)，形成了對(duì)立統(tǒng)一的辯證關(guān)系。裝置自然并不僅僅把原自然元素的再運(yùn)用或是對(duì)原自

22、然的重整、破壞，而是通過(guò)在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，調(diào)整處理好建筑空間內(nèi)部各要素的關(guān)系外，也整合好建筑與外部要素和環(huán)境的關(guān)系，使裝置自然與原自然趨于和諧平衡。建筑內(nèi)部要素包括建筑、結(jié)構(gòu)、材料等方面，但今天的建筑設(shè)計(jì)已不單單是一幢建筑的實(shí)用、美觀和經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題，不僅要滿足為人使用的基本功能外，在“以人為本”的設(shè)計(jì)理念指導(dǎo)下，人們已經(jīng)不滿足居住在一個(gè)個(gè)孤立的、毫無(wú)生機(jī)的鋼筋混凝土裝置自然范偉鈞廣東省集美設(shè)計(jì)工程公司廣東廣州510260摘要：本文從道家