水工金属结构申请书

水工金属结构申请书（共9篇）

水工金属结构申请书篇1

学科门类：工学（08）一级学科：水利工程（0815）

河海大学水工结构工程学科是国家重点学科，设有国家“长江学者奖励计划”特聘教授岗位。学科是我国同类专业中建立最早、培养学生最多的学科之一，1981年获博士学位授予权，1990年建立博士后流动站，2001年成立教育部水利水电工程安全工程研究中心。学科现有博导8人，教授16人。

学科服务于水利、岩土、交通、建筑、市政等工程建设，已形成了水工结构安全工程、高坝及地基的分析理论与现代试验技术、水工结构的现代设计计算理论与方法、高边坡与地下工程、大型水闸与船闸及输水结构、水工混凝土结构及新材料等具有显著特色的多个研究方向，涵盖了本学科的主要研究领域。先后承担并完成了许多自然科学基金、国家科技攻关等高水平研究任务以及一大批国家重点水利水电工程的科研项目，取得了大量科研成果及显著的社会和经济效益，先后获得国家科技进步特等奖等省部级以上科技奖73项，国家发明专利1项。出版教材、专著40多部，发表高质量学术论文1200余篇，并获得全国高等学校优秀教材特等奖等多项教材奖和教学成果奖。

一、培养目标

本学科专业培养水工结构工程方面的高层次人才，具有坚实宽广的基础理论，系统深入的专门知识及必要的工程实践知识，能够胜任高等教育、科学研究或大型工程技术研发与管理等方面工作。能熟练阅读本专业外文资料，具有一定的外文写作能力和进行国际学术交流能力。掌握学科研究前沿动态；能熟练应用现代基础理论和先进的计算方法和实验技术手段开展卓有成效的研究工作，具有解决水利工程中重大工程技术问题的能力。

二、主要研究方向

1、高坝及地基的分析理论、安全监控与现代试验技术

2、水工结构的现代设计计算理论与方法

3、高边坡及地下工程

4、大型水闸、船闸及输水结构

水工金属结构申请书篇2

水工金属结构主要包括各种闸门、阀门及各类闸门的启闭机械、拦污栅及清污机械、压力钢管、升船机等。水工金属结构经常浸没在水中, 受气候变化、日光照射、干湿交替、高速水流冲击或水生物等的侵蚀, 易产生腐蚀, 从而降低金属结构的承载能力, 严重威胁到水利工程的安全。防腐质量也是影响水工金属结构设计寿命的重要因素, 因此, 制定水工金属结构的防腐措施, 是延长其使用寿命, 保证其正常运转的重要任务。

2 金属结构防腐处理方法

2.1 喷涂锌 (铝) 保护

喷锌 (铝) 是利用氧———乙炔焰作为热源, 通过相应的施工工艺和专用设备将锌 (铝) 丝熔融后用压缩空气将熔化的金属锌 (铝) 吹成雾状, 均匀地喷涂到经过合格预处理的金属表面上, 形成一层薄而致密的锌 (铝) 涂层, 该涂层对金属具有如下双重保护作用: (1) 锌 (铝) 涂层能够将钢铁与水和空气隔开, 从而达到防腐的目的; (2) 锌 (铝) 被喷在正极性较强的金属表面上, 由于锌 (铝) 的电极电位比较低, 在有电解质存在时, 锌 (铝) 涂层成为阳极而失去电子, 产生电流优先被腐蚀, 金属基体变为阴极, 受到锌 (铝) 层保护从而达到金属结构防腐的目的[1]。喷涂锌 (铝) 保护防腐时间可长达20年, 是一种有效的防腐方法。此外, 在锌线或者铝线中加入一定量的稀土, 可以使锌和铝的物理性能得到进一步改善, 防腐效果将更佳[2]。

传统观点认为喷涂锌 (铝) 保护费用高, 建设单位难以接受, 不利于推广。但是从实际应用情况来看, 喷涂锌 (铝) 保护法耐水性好, 耐腐蚀性强, 使用寿命长, 不用每年进行定期维修, 节约了大量的人力和物力, 还减少了维修、停运和拆装时间, 从经济效益和社会效益上看都是十分显著的[3]。热喷涂金属防腐措施, 在葛洲坝电站得到了普遍应用, 保护面积超过20万m2, 该防腐措施不仅节约了日常维护工作量, 还提高了金属结构的完好率和使用率, 产生了经济效益和社会效益[4]。

2.2 涂料保护

涂料保护是将涂料涂在金属结构表面形成涂层, 形成的涂层必须满足:连续无孔、不透气、不透水, 有较大的附着力, 有适当的硬度和弹性, 有隔离作用, 稳定, 以及其它特殊要求如耐酸和缓蚀等特性[5]。

涂料保护法也是一种有效的防腐方法, 具有施工简便, 投资低, 使用范围广等优点。特别是近年来, 各种高效优质涂料广泛地生产与使用, 以及简便的施工工艺, 使得涂料保护法的应用范围得到进一步扩大。例如, 水性无机富锌涂料结合了热喷锌、铝与有机富锌涂料的优点, 它以水为溶剂和稀释剂, 无污染, 无着火危险, 符合环保的规定, 是目前最具发展前途的环保型涂料[6]。其对金属结构的防腐作用主要有:屏蔽作用、电化学防护、涂膜自修复和钝化作用[7]。

2.3 电化学法保护

2.3.1 外加电流法

外加电流法是把要保护的金属结构作为阴极, 另外用不溶性电极作为辅助阳极, 两者都放在电解质溶液里, 接上外加直流电源。通电后, 大量电子被强制流向被保护的金属结构, 使金属结构表面产生负电荷 (电子) 的积累, 只要外加足够强的电压, 金属腐蚀而产生的原电池电流就不能被输送, 因而防止了金属结构的腐蚀。该方法管理复杂, 需要外部电源持续的电源供给, 维护费用高, 但防腐周期长[8]。

2.3.2 牺牲阳极保护阴极法

牺牲阳极的阴极保护法主要工作原理是采用电化学上比钢更活泼, 即电位更负的镁、铝、锌合金等作为阳极, 与被保护金属相连构成原电池, 还原性较强的镁、铝、锌合金作为阳极 (原电池的负极) 被逐渐腐蚀消耗;金属结构作为阴极 (原电池的正极) 而得到保护, 达到减缓或停止腐蚀的目的, 所以称此种方法为“牺牲阳极”保护方法[9]。该方法优点是施工管理方便、费用低、不需外加电流, 弊端是保护年限短, 只有10年左右。

2.4 涂层—牺牲阳极联合保护

在工程应用中, 有时采用单一的保护方法防腐效果可能不太理想, 需要采用联合保护方法。将牺牲阳极保护阴极法与喷涂锌 (铝) 保护法联合使用, 防腐效果将得到进一步提高。在金属结构表面再增加涂层的作用如下: (1) 因为电能只消耗在裸露的金属表面上, 减少阳极的消耗, 延长阳极块的使用寿命; (2) 锌 (铝) 涂层表面的电阻增大, 将大大改善电流遮蔽现象, 使保护电位分布更加均匀, 从而使金属结构各个角落的保护效果得到进一步提高; (3) 即使锌 (铝) 涂层出现损坏, 破损处也不会出现腐蚀、生锈、体积膨胀等问题, 不会把涂层鼓掉, 因而涂层———牺牲阳极联合保护法大大延长了涂层的寿命。

综上所述, 涂层———牺牲阳极联合保护法综合了两种保护方法的优点, 使防腐效果更好, 也更经济[9]。

3 结语

水工金属结构水下部分腐蚀是普遍存在的问题, 采用何种防腐措施或方法进行处理, 要依据金属结构各个部分所处的环境, 本着节约等效的原则, 对其采用相应的防腐措施或采取多种保护措施的联合, 进一步开拓防腐蚀的途径和提高防腐蚀的效果[10]。

参考文献

[1]陆致琛.我国水工金属结构防腐方法简介[J].广西水利水电, 2002 (2) :54~57.

[2]杨志勇.水利闸门金属结构防腐处理分析[J].黑龙江科技信息, 2013 (1) :235.

[3]李凤, 姜威, 张洪玉.水工金属结构热喷涂锌铝防腐工艺实践分析[J].黑龙江水利科技, 2008, 36 (2) :188.

[4]周厚贵.几种水工金属结构防腐措施[J].湖北水力发电, 1992 (1) :13~14.

[5]王建新, 王莹.丹江口水工建筑物金属结构防腐[J].人民长江, 2002, 33 (4) :34~36.

[6]张文渊.水工金属结构水性无机富锌涂料防腐处理[J].金属腐蚀控制, 2003, 17 (3) :28~30.

[7]刘磊, 陈亮, 汪在芹, 等.水工金属结构水性无机富锌涂料研究进展[J].人民长江, 2013, 44 (20) :61~65.

[8]黄歆.水电站金属结构设备的腐蚀检测与维护[J].科协论坛, 2012 (8) :39~40.

[9]王芷芳.涂层-牺牲阳极联合保护在水工金属结构防腐中的应用[J].海河水利, 1998 (6) :21~22, 44.

水工金属结构安装的质量控制研究篇3

【关键词】水工金属结构；安装；质量控制

1.水工金属结构安装质量的影响因素

1.1人员因素

人员组成有操作者与指挥者，确保安装质量对参与者的要求很高，其中有道德素质，技术能力，身体素质等。因此，单位选拔具有丰富安装经验与高技能水平的人才成立了水工安装施工小组，同时，还要求所有特殊作业的员工均持证上岗。

1.2材料因素

工地负责安装厂家已制作完的成品，因此，要先确保工工地所用产品的质量，对于运输到工地上的各类产品进行检查，如合格证等，然后测量产品大小是否符合要求，对运输产品时出现产品变形状况，及时分析校正，充分确保产品符合工地安装要求后再展开安装工作，还要确保工地安装工所用焊丝等材料也和工地安装要求相符合，同时妥善存放。

1.3机械因素

机械设备会直接影响到工地安装的质量，因此，工地安装除了要有适合的塔吊条件，还需合理选择手拉葫芦，电焊机等配件设施。

1.4方法因素

此处方法内容有安装工艺与方案。因为这次工地安装所需的弧形门分块较多，尺寸也大，因此在制定工地安装工艺与方案时，要按照往日实际安装经验和现有场地，经济，组织和技术等条件，充分保障安装工艺与方案的技术可行性，经济性，如此才能让安装的质量更高。

1.5环境因素

环境对于安装质量产生的影响比较多变复杂，尤其是将门叶安装于闸洞当中，潮湿，大风等对防腐与焊接均影响特别大，也会影响到操作员的身体健康，因此，要不断地采取有力措施来应对环境变化，从而确保施工的高质量要求。

2.水工金属结构安装质量控制措施

2.1安装前质量控制

在安装设备设施前，检验文件，工艺，技术等的确定，采购计划的制定，生产进度计划，外协件协作规划等，这些工作都要严格进行，文件编制的内容正确性和完整性均要跟招标文件，协议契约，相关规定等符合。

安装设备时要用到的各类设备，如经纬仪，钢卷尺，型水准仪等，均要跟计量管理条例相关规定符合，由指定计量专家定期检测确定，在规定时间内使用，充分保障检测结果的准确性。

安装时将用到的全部设备均要保持良好状态，对设备严格保养和维护，保障零部件的生产精度与设计需求相符合，不然，不得投入工地使用。

安装设备时工地所派员工均要持证上岗。

在安装设备之前，工程师和设计单位协调，向工地施工相关主要人员交底技术。确定施工方案，质检标准，组织方式等，让施工全员都有的放矢，目标明确，心中有数。

2.2外购材料的质量控制

材料的质量直接影响到工程整体的质量水平，因此，在进行材料购买时，一定要结合工程材料的实际需要，选择符合施工标准的材料供应商，根据相应的法律法规对供货商进行严格的筛选和认证，选择最优最符合施工条件的供货商。选定供货商后将材料运送到工地现场并投入使用。一些金属性质的材料或者是机械设备应该进行性能和机能分析，对照相关的材料进行考核，合格的才能继续使用。一些材料设备即使已经进场，也要组织监理部门和其他相关机构进行复检，对材料的性能和出厂合格证等信息进行对照，如果出现问题必须严肃处理，对于那些链接类的产品要对其型号和代号进行对照，只有符合规格的产品才能进行施工操作。

2.3安装过程中质量控制

在安装过程中必须注重质量控制，一些设施的安装要符合相关的技术要求，按照图纸的标准进行，如果出现对说明书的修改必须将相关信息报备到工程的设计机构，将修改的内容、原因等等进行诠释，经过批准之后才能继续进行，在按照过程中要根据规定的要求进行，从实际情况出发，对于出现问题的安装过程进行调节。

在安装过程中我们必须遵守国家和行业的相关法律法规，比如说《生产过程质量控制程序》及《产品质量检验程序》，对于质量检查要遵照《三检制度》，严格执行自检、专检、终检，对于实际的施工操作要遵照《工艺纪律考核细则》，将工序进行分步，只有将前一步做好才能继续下一步，对于质量不合格的零部件要严词拒绝，如果产品有问题就必须严禁出厂。

2.4焊接质量控制措施

焊接质量控制措施的第一步就是从施工图的相关信息编制科学合理的焊接工艺流程，这些信息不但包括焊接工艺的评定，还包括施工图的结构与质量要求，如果一、二类焊缝的焊接工艺没有进行验证的话，就必须遵照国家的相关规定进行焊接工艺的评定。对于焊接流程进行明确后，按照工艺指导书，一步步的进行焊接，对于已经焊接的设施进行检验，对于焊接接头地方进行检查，确保其功能的有效性。在对这些都进行明确后，焊接主任工程师开始实事求是的填写检验结果，并且在对其进行评价后作出结论，如果确定具有可行性才能进行实际的焊接。在焊接过程中，我们必须注意到，在结构本体上进行直接焊接是严厉禁止的。

在对闸门进行焊接时，选取的材料应该符合国家的相关规定，遵照《焊条、焊丝、焊剂的保管和烘焙的管理制度》，对于材料的规格、质量进行严格检查，将材料按照他们的特性进行分门别类的放置，杜绝出现在保管过程中出现材料问题。一般的材料在存放时要注重环境和温度的变化，在烘干和发放过程中要遵照相关规定，这样才能保证材料的质量安全。

在焊接过程中要遵照一定的行为规范，其过程要符合工程的质量要求。

在焊接结束以后，要对焊接的结果进行检验，在自检合格以后，使用钢印作为合格的记号，如果一、二类焊缝的内部没有缺陷，Ⅱ级以上专职无损检测人员可以通过施工图纸的相关要求进行检查。

如果出现问题必须进行返工处理，焊接负责人在现场对问题进行分析，找出责任人并进行返工处理，同一地方的焊缝处理次数最大为2次。

闸门门叶在焊接完成后要使用相关的技术进行消除应力的措施处理，一般情况下，这有利于提高焊接的结构强度和质量安全。

在对设备进行安装时，监理的监督过程是必须的，只有全部合格才能进行下面的工作。

3.结束语

水工金属结构是水利水电工程中重要的模块，受到技术和施工方面的影响，它经常体现出复杂多变的特性，对于工程整体水平也有着极大的制约。因此，在施工过程中，必须注重水工金属结构的质量控制，从一些与它密切相关的因素出发，包括技术、材料、员工、施工环境等等，从这些因素的实际情况出发，对施工过程进行严密的监督管理，从而保证水利水电工程施工的质量安全。 [科]

【参考文献】

[1]梁胜辉.如何控制水工金属结构安装的质量问题[J].江西建材，2014（09）.

[2]岳廷文，张良君.水工金属结构制造与安装的质量控制要点[J].广东科技，2014（05）.

水工建筑物结构设计关键问题初探篇4

专业论文

水工建筑物结构设计关键问题初探

摘要：水工建筑物作为技术设施建筑的一个重要组成部分，其结构设计一直以来都是建筑设计的重点内容。下文中笔者将结合自己的工作经验，对水工建筑物的结构设计的相关问题进行探讨，文中笔者将结合具体的工程实例，对其进行分析，将从工程概况和工程布置及水工建筑物结构设计两个方面展开论述，诸多不足，还望批评指正。

关键词：水工建筑物河闸结构设计

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

引言

随着我国经济的快速发展，我国建筑业也取得了较大的发展成就，尤其是城市基础设施工程方面，对于改善城市生活环境、提高城市居民生活质量起着非常重要的作用。下文中笔者将主要对水工建筑物的有关建筑结构问题进行探讨，因为水工建筑作为直接影响城市水环境的建筑工程，对于城市的防涝防洪工作有着非常重要的意义，为城市发展提供着可靠坚实的保障，所以，文中笔者将结合具体的实例，对水工建筑物的结构设计方面的几个关键问题进行浅析。下文中笔者选取的水工建筑的类型为河闸，其地理位置位于平原地区。

1工程概况

该河闸及套闸位于平原地区某城市，并且其在城市中的具体位置靠近中央商贸区，所以一定程度上增加了工程的施工难度，也对工程的安全性提出了更高的要求。该河闸工程的基本施工任务是：首先，要做好城市内的夏季防洪工作，结合当地的具体商贸区的规划，制定一个工程防洪防涝设计方案。其次，要满足该市的航运要求，因其处于该市的重要商贸区，所以周边有许多游船需要通航。本着这两个施工任务，在工程开展的过程中，有关部门和单位要时刻调整设计方案。

根据该市的具体情况，在河闸施工前，拟定的基本工程规模为：该河闸工程要建立一座长为八点五米的节制闸，并且每一个辅助商套

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闸的基本建筑参数为:闸首宽十二米，闸室宽十二米，闸室长六十米。另外，根据该市的整体市政规划，以及相关的河道规划要求，在河闸建筑的过程中，闸身顺水流中心线应该与河道中心线重合。这样不仅可以有效的缩短该地区的防洪岸线，有利于节约工程资源，还可以使河闸的闸身贴近外河口，有利于游船的停靠。

由此可见，在该河闸以及相关套闸的施工过程中，不仅应该满足河闸的基本结构设计要求，还应该尽量结合实际情况，规划一个有助于该区商业圈规划和管理的方案。

（1）具体河闸施工

上文中我们已经提到了该河闸的位置比较特殊，位于相城区中央商贸区，这样在建筑的过程中就必须要考虑其运行过程中对周围商业圈的影响。并且由于该河闸所处的位置是两河交界处，使得其结构更加复杂。在有关工程人员对该地进行了实地考察和地形分析后，决定采取如下的施工方案，即采用整体式钢筋砼结构，并将其设立成三孔基本结构，使其中的两孔作为闸室，中间的一孔封闭后作为河闸的基准平台。按照这种施工方案，所得的河闸的基本数据为底板垂直水流宽度为二十八点四米，顺水流向总长八米。两侧的每个闸室，也就是边孔的具体数据为宽八点五米，中间孔宽四米，中墩厚二点五米，边墩厚一点二米，底板面高一米，底板厚一点二米，墩顶高程六点五米。节制闸孔径八点五米，门顶高程五点二米。

（2）河闸周围的商贸区套闸结构设计

上文中我们提到，为了更好的处理该河闸周围的商贸区的防洪工作，需要通过一定的套闸施工予以辅助，所以该套闸的施工和结构设计也是非常重要的，套闸的位置相较于河闸主体的位置向东，其总长为十二米，闸室与闸首同宽，宽十二米，闸室长六十米。

另外，该套闸的其他数据分别为：上闸首垂直水流的宽度为十七米，顺水流向的基本长度为二十米，闸室宽十二米，底板面高程与河闸一样，为一米，套闸的底板厚一点二米，消力槛高程一米，墩顶高程六点五米。西侧墩墙厚一点儿米，东侧边墩墩墙厚四米左右。另外，值得注意的是，在套闸的内部有专门的输水通道，这个通道的为了保持与套闸的一致性，也应该选用下卧式钢闸门结构。

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2工程布置及水工建筑物结构设计

2.1设计依据

（1）工程等级

根据《城市防洪工程设计规范》(CJJ50-92)、《水利水电工程等别划分及洪水标准》(SL252-2000)、《苏州市城市防洪规划报告》，苏州市城市中心区和工业园区的城市等别为Ⅱ等，工程规模为大(2)型；相城区和其他几个区的城市等别为Ⅲ等，工程规模为中型。相城区防洪标准为100年一遇，根据《堤防工程设计规范》(GB50286-98)，外河堤防及堤防上的水闸、泵站等建筑物工程级别为Ⅱ级。主要建筑物级别为2级，次要建筑物为3级。

（2）通航标准

中央商贸区河道无航道等级要求，为满足水上旅游通航功能，拟建商贸区套闸工程按等外级航道上建筑物设计。

2.2工程总体布置

2.2.1 工程控制高程

（1）堤防。外河防洪设计水位4.80m，加上安全超高0.40m，外河侧堤防高程不低于5.20m；内河最高控制水位3.80m，加上安全超高0.30m，内河侧堤防高程不低于4.10m。

（2）闸顶高程。闸顶高程不低于堤顶高程。本次二闸工程主要任务是挡水（商贸区套闸兼顾通航）。挡水时闸顶高程不低于水闸设计(校核)洪水位加波浪计算高度和相应安全超高值之和。

（3）设计控制高程。根据以上两条基本要求，文陵河闸顶高程、商贸区套闸上闸首闸顶高程及各外河堤顶高程取5.20m ；商贸区套闸下闸首闸顶高程取4.50m；结合中央商贸区地面使用情况，内河侧堤顶及闸室挡墙顶高程取5.00m。

2.2.2闸位选择

闸位选择遵循以下原则：（1）工程总体布置与苏州市相城区城区防洪规划、元和塘以西地区控制性详细规划等要求相一致，建筑物外形与周边环境相协调；（2）满足防洪、航运和改善城市水环境的综合功能要求；（3）工程总体布置与规划河道相一致；（4）平面布局紧凑合理，满足规范要求。

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该河闸位于相城区中央商贸区东部，是商贸区东西向骨干河道，根据该片区防洪规划，本工程实施2×8.5m节制闸一座。闸孔分别布置两侧，二闸孔间的中孔为封闭孔，此形式同新建桥梁外形相协调一致，目前闸址南北侧为规划绿地，施工场地可布置于闸南侧，交通较为方便。闸站顺水流向轴线与桥梁中心线重合。

商贸区套闸位于相城区中央商贸区中部，所在河道规划河道宽度20m，根据该片区防洪规划，本工程实施12m套闸一座，闸首与闸室同宽，宽12m，闸室长60m。目前闸址西侧为规划公路绿化带，东侧为规划小岛，施工场地可布置于闸东侧，位置相对来说较为开阔，交通也较为方便。套顺水流向轴线与规划河道中心线重合。

2.3水工建筑物设计

2.3.1河闸设计

（1）闸结构及主要尺寸

闸为整体式钢筋砼结构，设三孔，其中二边孔为闸室，中孔封闭其上作平台。底板垂直水流总宽28.40m，顺水流向总长8.00m。每个闸室（边孔）宽8.50m，中孔宽4.00m，中墩厚2.50m，边墩厚1.20m，底板面高程0.00m，底板厚1.20m，墩顶高程6.50m。节制闸孔径8.50m，计二孔，闸门采用下卧式钢闸门结构形式。门顶高程5.20m，闸门启闭采用卷扬式启闭机（配减速机）。

结构设计考量因素

该河闸作为重要的基础城市设施，其在设计过程中需要综合各方面的因素，在对文中的河闸进行结构设计的过程中，有关部门应该从以下几个方面进行考量：首先，要满足运行的安全性，河闸的运行安全是其施工的基本要求；其次，河闸的防洪和防涝功能，作为河闸的基本功能，防涝和防洪是其作为城市基础设施，保障城市生活环境的最重要的结构设计影响因素；再次，河闸结构同周围套闸之间的结构一致性，因其在使用功能的发挥过程中，离不开套闸的支撑，所以在结构设计的过程中，还要充分的考虑套闸的基本结构。

综上所述，上文中笔者结合自己的工作经验，并列举实例，水工建筑，尤其是河闸的结构设计中的关键问题进行了分析，并针对不同的结构设计问题，提出了解决的措施和建议，希望能够为我国水工

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建筑物的更好更快发展，做出自己的贡献，以上仅为笔者拙见，诸多不足，还望批评指正。

作者简介：张文武，男 1980 湖北武汉大学

广东省兴宁市水利水电勘测设计室水工建筑设计

水工金属结构申请书篇5

1 水工金属结构制造与安装的质控内容

水工金属结构制造与安装的质量控制,从不同角度考虑就会有不同的措施与方法。水工金属结构是由一系列金属设备构成的,对其进行质量控制要从每个金属设备出发。(1)关于闸门、钢管与各种埋件。水电站在进行制作与安装时要充分考虑到闸门的、钢管以及各种埋件的材料、尺寸、焊接、防腐以及结构间的配合尺寸。(2)关于拦污栅。拦污栅设置在进水口前,可以用于阻拦水中各种垃圾与杂物。拦污栅是由边框、横隔板和栅条组成,它们一般由钢材制成,所以说在制作与安装拦污栅时要充分考虑到材料、尺寸、焊接、防腐以及拦污栅的互换性。(3)关于启闭机。启闭机适用于控制各类大、中型铸铁闸门及钢制闸门的升降,这样以达到开启和关闭的目的。所以对材质与结构的把握,是质量控制的重点。

水工金属结构制造与安装质量控制的内容比较多,可以从很多方面、很多角度出发,而不是仅仅局限于一个角度,多方位考虑才可以做好总体的质量控制。除以上从金属结构构成考虑,还可以从每个环节入手,将其分为制造与安装两个部分。

除此之外,我们要从其制造过程来重点考虑。水利水电工程金属结构制造过程看起来比较简单,其实并不容易来控制。

2 水工金属结构制造与安装的质控措施

2.1 闸门、压力钢管与埋件制作的质控

(1)闸门、压力钢管的材料选择。不论什么样的工程,其制作材料是第一位的,没有好材料再好的安装手法都是豆腐渣工程,经不起任何的考验。在进行水工金属结构制造之前,要严格把关各种材料的质量,从源头上抓好质量。采购材料必须是合格供应厂商的产品,并对每批进场材料进行质量检验。

(2)质量控制是关于闸门、压力钢管相关过程的整体控制,要以水工金属结构制造为中心从每个环节上做好。也就是说要从点收、接货、运输、保管、安装、防腐、现场试验和试运转等项目,进行质量控制。在安装工人的选择方面也要谨慎,要有相关的技艺证书等。在确保选择技能较好的工人进行制造与安装工作的前提下,按照设计图纸所要求的制造与安装环境进行各项工作,其中比较重要的项目是防腐,防腐工作一定要按照相关工艺要求严格进行。水电水利工程中的金属设备,多处于水下或者直接露置于大气中,所以在防腐项目上,要对不同区域进行不同防腐措施。需要注意的是,采用的防腐蚀涂装材料也应具备相关的质量证明文件,而且每种涂装材料都会具备工艺参数及性能指标。要仔细阅读,并在涂装材料应用前要经过性能测试,然后确定其效果是否明显。

2.2 拦污栅以及栅槽制造过程的质量控制

(1)材料的控制。拦污栅一般由钢材制造,对于材料也要严格按照设计图纸要求选择。

(2)拦污栅的互换性。拦污栅通常高度较高,分节比较多,安装时需要相同结构的节与节之间具有互换性,单节拦污栅尺寸要求较高。总之,水电站要综合各方面的因素进行决定以发挥拦污栅的作用。

(3)拦污栅的高度选择。拦污栅的高度选择也与具体水位、清污方式的选择有关。水电站要根据具体情况具体分析选择。

总而言之,水工金属结构的制造与安装,要综合各个方面的因素:原材料的质量控制,制造过程中的质量控制,安装过程中的质量控制——包括安装前的环境的质量控制、安装过程中的工艺流程、细节的质量控制。

2.3 水工金属结构制造人员的技术水平

水工金属就制造流程来考虑,要选择比较优秀、全面的制造方案。这样的制造方案可以确保制造的顺利进行,而且全面的制造方案可以更好地进行质量控制。因此,在进行制造之前,要确保选择一个优秀的制造方案。

先由有经验的技术人员进行制造方案的设计,然后再综合选择最优方案。必须要明确一点:这些方案确定后,并不是说制造就要严格地按照方案照搬,结构制造人员还要根据实际情况与技术人员及时沟通,以确保采用最合适的施工方案。

2.4 制造过程中的各种设备的选择与管理

水利水电金属结构的制造与安装的过程比较复杂,可能面临各种各样的困难,也会有各种各样的风险。为了降低这些风险,水工金属结构制造技术员要对制造过程中的相关设备进行谨慎选择。这些设备必须具有相应的合格证明,然后经过使用前的检查工作,从而确保安全可行。

对于相关设备的管理上也要认真对待。我们可以对相关设备进行相应的人员负责,且要对这些设备进行定期地维护和保养,良好的保养可以有效延缓设备的老化与损坏。另一方面,也可以进一步提升这些设备的相关性能,这些实质上可以间接加强水工金属结构制造与安装的质量控制。

3 水工金属结构制造安装的质控制意义

水工金属结构制造与安装质量控制的意义是层层推进的,较为全面的水工金属结构制造与安装质量控制能够形成耐用、经济的水利水电工程,然后在气候干燥的时候进行灌溉,在雨水较多的时候进行排水,给人民生活带去方便与安全。

以上是从其实际作用的角度出发来考虑的意义。如果从宏观方面讲,水工金属结构制造与安装的质量控制,还可以有效地加速地区经济发展。例如葛洲坝水利工程,由于其良好的质量控制才能为地区带来长时间的经济支撑,加速了经济的发展。

4 结束语

水利水电工程在人们日常的生产和生活中发挥着重要的作用,水工金属结构的运行质量也直接影响了水利工程的安全运行。水工金属结构安装有着其自身的特点,随着市场经济的高速发展,水工金属结构制造业也逐渐出现了市场化的趋势,所以必须要对水工金属结构安装引起相应的重视。随着人民生活的不断进步,人们对安全、舒适有了更高的要求,因此水利水电工程对于防洪、灌溉以及发电有着极其重要的作用,所以必须进一步加强水工金属结构制造与安装的质量控制。

摘要：在水利水电工程的施工过程中,水工金属结构制造与安装的质量控制施工中非常重要的一项工作,其对于水利水电工程的总体施工质量有着非常重要的意义和作用。水工金属结构是水利水电工程重要的组成部分,水工金属结构等相关设备的质量好坏在很大程度上影响工程所发挥的重要作用。因此,一定要对水工金属结构制造与安装的质量进行控制,才能够保证水利水电工程的施工质量符合建设标准。文章将对水工金属结构制造与安装的质量控制要点进行分析。

关键词：水工金属结构,制造,安装,质量控制

参考文献

[1]岳廷文,张良君.水工金属结构制造与安装的质量控制要点[J].广东科技,2014,(10):118-119.

[2]吕密鸽.浅谈水工金属结构安装的质量控制[J].陕西水利,2009,(S1):68.

水工建筑混凝土结构的施工技术篇6

摘要：我国水利建设事业是在不断进步的，水工建筑物的重要作用在社会建设中得到了充分的发挥。目前我国正在大力建设水利工程，且大多数工程的开发采用的是钢筋混凝土结构。可以说，混凝土的质量直接影响着整个工程的质量，是保证工程使用寿命和正常运行的关键所在。本文分析了水利建筑混凝土结构施工中存在的问题及问题原因所在，着重探讨混凝土结构施工的质量控制问题。

关键词：水工建筑；混凝土结构；施工

水是生命的源泉，修建水利工程是为了调节和分配自然水，除害兴利。所以水利工程是我国着重开发和建设的工程。目前，我国大多数水工建筑使用的是混凝土结构形式。而当下混凝土结构在工程建设中存在着施工管理不当、原材料质量不高等问题，影响水利工程的质量，给企业用水、居民饮水带来一定的影响。因此，要加强在水工建筑混凝土结构施工的管理，促进用水安全，利国利民。

一、水工建筑混凝土结构常出现的问题

混凝土结构出现裂缝的情况是一个相当常见的问题，大量的施工实践以及对混凝土的科学研究证明结构出现裂缝是不可避免的材料特性。

（一）混凝土结构的裂缝

依据混凝土裂缝出现的原因可以将其分为结构性的裂缝及非结构性裂缝两个大类。产生结构性裂缝的原因是负荷超载所引起的，混凝土的承载能力与裂缝的产生是相互对应的，是其承载能力不足所导致的结果，其产生的裂缝形式也是多种多样的，具体的形式有以下几种：

1、设计原因所导致的裂缝。因为钢筋锚固的长度没有达到相应的要求从而产生裂缝；设计阶段的设计要求同实际的受力情况存在偏差，从而导致受力不符出现裂缝；计算理论的选择失误，结构的构造存在问题引起的裂缝；构件刚度没有达到相应的要求，造成了结构开裂；平板结构中的构造与实际情况不匹配导致板面开裂；在模型计算选择阶段，没有做到充分考虑应力，单纯的考虑应力，忽略部分的应力造成裂缝出现；设计阶段施工技艺考虑不全面；预制构件的连接部分出现裂缝。

2、施工原因导致的裂缝。施工阶段，钢筋位置摆放存在偏差，在结构中导致裂缝的出现；模板的支护不得当；使用的原材料没有达到相应的标准或是设计的要求；构件没有达到有关的强度要求，使其无法承载相应的负荷；施工质量不达标，进而引起裂缝。

3、使用原因导致的裂缝。建筑使用条件所引起；火灾或是自然灾害引起的结构开裂。

（二）混凝土的外观质量问题

1、混凝土表面露筋。在注砼的时候，钢筋的保护层垫块出现移动或是垫块数量太少甚至是漏放，造成钢筋下沉或是外移至模板面外露；保护层混凝土漏振或是砼保护层过小，或是踏踩钢筋，使钢筋发生位移；木质模板没有进行浇水湿润，或是脱模过早，在拆除模板时掉角，造成钢筋外露。

2、蜂窝麻面。混凝土的下料不均，单次下料太多或是太少，没有设置串筒，导致石子集中，出现了离析的情况；振捣不够密实；未进行分段分层的下料，振捣不够全面，或是未及时的进行振捣就下料，因为漏振导致蜂窝；模板的缝隙过大，在振捣的过程中水泥浆大量的流失；结构构件的截面过小，钢筋相对较密。

二、混凝土结构施工的质量控制

（一）结构裂缝问题在施工中避免的方法。為了防止开裂问题的出现需要对混凝土的温度控制及改善约束两个方面进行：

1、混凝土的拌制工序需要按照严格的比例进行投料，各种外加剂及减水剂称重之后要进行封袋工作。若遇到雨天或是施工现场的含水量出现明显的变化时，需要进行多次的混合料含水情况的检测，并根据实际情况作出相应的调整。进行现场混凝土的拌制时，一般情况会将称重后的原材料汇聚在料斗之中进行搅拌。混凝土用料的准确性可以保证混凝土的质量，是重要的环节之一，需要下料这一工序进行严格的监控。混凝土搅拌好之后运输的时间需要控制在混凝土初凝的实际之内，并且预留好浇筑的时间。在热天进行浇筑时要降低浇筑的厚度，有利于表层散热。

2、在混凝土实行振捣的过程之中，合理的进行分缝分块，避免基础过大产生起伏。需要及时对集料振捣的深度进行监控，重点检查的项目还包括检查集料底部是够出现夹层等。水利工程混凝土施工要求振捣密实，不可出现漏振或是多振的情况，特别是要避免内模漏振及模板跑浆的情况，浇筑振捣工序完成之后需要及时覆盖，避免水分的蒸发。需要在混凝土养护至一定的强度后方可将模板拆除。

3、合理的安排施工的时间及工序，防止出现高差过高或是侧面的长期暴露。养护工作是水利工程混凝土施工中用时最长的一道工艺，实际的养护用时同浇筑混凝土结构的自然条件及水泥品种有着联系。一般情况下，混凝土的养护工作需要在混凝土浇筑完毕之后的12小时到24时进行，并且根据实际的养护情况持续3至4周左右。绝大部分的水工混凝土结构养护都是通过洒水的方式进行自然的养护。

（二）在施工过程中对混凝土外观存在的质量问题进行有效的避免，具体方法如下：

1、针对钢筋外露的情况按照钢筋保护层的需求安放垫块，并且保证其固定的牢固性，在完成模板的闭合后对钢筋是否出现移位进行检查，如果出现移位的问题进行及时的调整；在浇筑砼时，需要对钢筋的位置及保护层的实际厚度进行检查，保证其匹配，打灰之前，应当将木质模板充分的湿润，并且认真的缝隙填补好；在打灰时，钢筋的施工人员需要进行严格的检查，如果存在偏差进行及时的修改；在混凝土的振捣阶段严禁撞击钢筋的情况出现，尤其是的钢筋密度较高的地方，可以直接使用直径偏小或是带刀片的振捣棒实现振捣工作，保护层处砼要实行细致的振捣，防止踏踩钢筋，如果有踩踏或是脱扣等情况，需要进行及时的纠正；拆除模板的时间需要根据实际的情况而定，避免出现过早拆模的情况。

2、针对蜂窝麻面的问题需要严格的进行混凝土的配比，保证配比的合理性，并且保证材料的计量准确；在混凝土下料是若大于2厘米，建议使用串筒或者是溜槽；在浇筑的时候要实行分层下料，并且进程分层的振捣固定，避免漏振的情况发生。

结束语

水利工程建设任务重、周期长、难度大，在工程建设中存在着一定的问题，混凝土结构问题尤其突出。由于大多数水利工程建设都采用混凝土结构，所以这是一个普遍存在的问题。因此，要高度重视水利建筑混凝土结构的施工质量，严格把关每一个环节，各部门通力合作，加强对混凝土结构施工质量控制，减少安全隐患，保证供水质量，促进社会和谐发展。

参考文献：

[1]许伟幸，吴联袍.现代水工建筑混凝土结构施工要点[J].黑龙江水利科技，2013（3）

[2]田恒仓.水工建筑混凝土施工的质量控制措施[J].甘肃科技，2012（21）

水工金属结构申请书篇7

电厂水工结构工程耐久性的意义

工程结构的耐久性问题是指：在设计确定的环境作用以及维修、使用条件下，结构工程整体以及相关构件在预计使用年限内保证其安全性以及适用性水平的能力。在工程结构的使用过程当中，容易影响耐久性水平，造成耐久性破坏的主要因素包括混凝土碳化、混凝土冻融、钢筋锈蚀、以及化学侵蚀等多个方面，必须引起高度重视。

特别是针对水工结构工程而言，工程建设中有关结构耐久性的设计问题是非常重要的，若缺乏对耐久性设计的考量，则可能导致水工结构工程在未达到使用年限前就无法正常使用，由此所可能产生的后果是非常严重的。出现问题后，针对结构所进行的维修、加固、改造不但费时费力，也会给社会带来非常不良的影响。因此，结构设计中，除了需要关注对结构变形，结构强度的计算外，还需要体现耐久性设计的重要价值。

电厂水工结构耐久性的现状分析

从电厂水工结构的角度上来说，主要的工程建筑物包括净化水建筑物，冷却塔，取水建筑物（构筑物），输水管沟，水泵房，废污水处理建筑物（构筑物）等。这些建筑物结构基本为半地下或地下，一般与水体或地下水保持直接接触的关系。混凝土作为电厂水工结构中最为常见，同时价值作为突出的材料之一，虽然其自身耐久性水平较高，但由于工作环境条件非常恶劣，因此在腐蚀介质，水化学因素的影响下，结构构件可能长期处于干湿交替的环境下，耐久性性能劣化速度快。而混凝土性能的劣化会进一步导致水工结构中钢筋发生锈蚀或其他质量问题，破坏整体结构，大幅度降低混凝土强度，一方面对结构的安全性造成不良影响，另一方面也缩短了这些电厂水工结构建筑物的使用寿命。特别是对于处于腐蚀性液体中的水工结构而言，混凝土构件可能会受到周边环境中各种化学离子的侵蚀（包括硫酸盐离子、镁离子、以及氯离子等在内），对其性能产生巨大的破坏。

混凝土耐久性设计要点分析

正如前文中所提到的，混凝土作为构成电廠水工结构的主要原料，其耐久性水平将直接对整个水工结构的安全性与长效性产生影响。然而在当前有关电厂水工结构混凝土耐久性设计工作的开展过程当中，主要采取的是28d强度设计方案，同时根据所处环境特点，对混凝土的主要耐久性指标进行分析（包括混凝土的抗冻等级以及抗渗等级等在内），正确处理混凝土设计指标与原材料性能之间的对应关系，但缺乏对裂缝与与耐久性对应关系，以及混凝土配合比强度指标与耐久性之间对应关系的考量，因此造成电厂水工结构中混凝土强度普遍高于设计标准，胶凝材料使用量高的问题，频繁出现结构开裂现象，对结构耐久性有非常不良的影响。因此，从优化混凝土结构耐久性设计的角度上来说，需要关注以下几个方面的问题：

（1）从设计指标角度上来看，考虑到混凝土所使用于水工环境下的特殊性，可以根据所处地区的气候条件，承受荷载作用力的开始时间，以及水工建筑结构的具体形式等，通过60d或90d龄期对抗压强度进行优化。针对工程后期施工中容易出现的温度裂缝问题，可以通过改进混凝土强度龄期标准，提高粉煤灰掺入量，降低单位用水量、胶凝材料使用量、以及水泥材料使用量的方式，减少温度裂缝。

（2）从原材料的选择上来看，为了提高电厂水工结构中混凝土的性能水平，必须结合实际情况，适当掺入优质的外加剂与掺合料。对于水工结构混凝土而言，常用的掺合料为F#粉煤灰，通过掺入需水量比<100%粉煤灰的方式，能够在降低混凝土拌合阶段单位用水量的同时，起到降低混凝土早期干燥收缩的目的。同时，在拌合阶段所使用的引气剂中，除了需要考虑引气剂的含气量意外，还需要考虑气泡大小，气泡结构，以及气泡稳定性对混凝土性能的影响。即便是对于无特殊抗冻要求的水工结构混凝土而言，也可在拌合阶段通过加入引气剂的方式，达到提高混凝土可泵性与和易性水平的目的。

结束语

前文分析中已经证实的是：耐久性设计对于电厂水工结构工程的结构稳定、可靠有着非常重要的意义。当前，港口工程，公路工程，铁路工程等行业均将耐久性设计纳入结构设计的关键范畴当中，为电厂水工结构耐久性设计起到了很好的示范作用。我国经济体系中，电力行业的基础地位是非常稳定的，水工结构的可靠性以及使用寿命值得引起各方人员的高度重视。因此，在水工结构工程设计规范中，建议进一步突出耐久性设计的重要地位，尽可能的明确耐久性设计相关的问题，从而为电厂水工结构整体质量水平的完善提供保障。

大型水工地下结构综合抗裂技术篇8

1 思路分析

大型水工建筑工程如果正在运行过程中, 水工结构一旦由于抗裂性能不佳产生裂缝, 那么对于后期的维护极为不便, 这也是对混凝土结构的抗裂性能提出高质量要求的直接原因。而在大型水工建筑的施工过程中为了解决抗裂性能不佳的难题会有些方面难以完善。其中比较常见的有如下两个:

1.1 材料

水工建筑的底板和侧墙一般都是大体积的混凝土结构, 这样的结构要求材料的均衡性和面对施工环境的抗压性一定要很好, 此外尺寸规模也增大了施工的困难, 混凝土裂缝的控制难度也显著提高。

1.2 环境

水工环境的整个施工工期较长, 一般都会经过冬夏两季, 这就无形中考验了水工结构在不同温度环境下的抗裂性能是否一致能保持高质量, 而施工手段是否会因为夏季高温和冬季低温有所影响, 这其中混凝土的配合比就由于温度的差异极难控制, 容易出现初凝过早的现象。

2 设计理念

大型水工建筑的施工对混凝土综合性能均有较高的要求, 在确定配合比时, 既要保留普通混凝土的强度和抗渗性, 同时还应该通过特殊的掺加剂来提高混凝土的高抗裂能, 而且要作为混凝土的综合性能的关键指标。因此, 在施工方案的设计上, 必须立足于创新科技的时尚理念, 重点考虑混凝土配合比的设计。在配合比设计过程中, 混凝土的高抗裂性不仅需要确保材料的高性能, 还需要在结构的受力分析、混凝土配合比设计与混凝土施工技术上多加分析研究, 这样才能保障水工地下结构的高抗裂性。

3 提高水工结构抗裂性能的发展

目前, 在建筑行业的领域内, 关于抗裂性能的评定并没有一个严格的标准或者规定, 一般都是通过其他性能的表现形式来反映某个结构的抗裂性能好坏。在大型地下水工结构综合抗裂性能的评断上, 工程师都会选择较为常见的衬托法来说明结构的抗裂性能, 如力学性能判定法、收缩判定法、平板法、砂浆抗裂环法等等。其中, 这几种侧面烘托抗裂性能的手段中力学性能或收缩测试具有一定的局限性, 仅仅只能判定混凝土自身的性能, 但是结构的综合抗裂性能不能有所保障。而另外的平板法和砂浆抗裂环也不能面面俱到, 但是通常都需要用模拟试验法来进行结构抗裂性能的测试, 这样下来就会作用的领域比较单一而不能全面评估建筑工程结构的综合抗裂性。针对大型水工建筑的复杂结构, 许多工程师都会选择采用几种以上的方法来综合提高水工地下结构的抗裂性能, 通过对力学性能和体积变化性能测试、模拟试验、理论计算等等技术手段, 对混凝土抗裂性有一个客观实在的了解, 进而在具体的施工方案的设计上能确定一套切实可行的施工体系。再从建筑结构分析的角度来蓝看, 混凝土的性能是结构抗裂性能表现的直接因素, 因此在研究抗裂性的试验中必须注重混凝土的配合比设计和建筑结构的设计, 需要综合考虑混凝土的热学性能和建筑自身的稳定性。

4 基于实测数据的抗裂仿真计算

在具体的建筑工程施工之前, 需要设计师对整个工程的各类数据进行系统的计算和分类, 继而利用统计学的知识进行数据仿真, 分别作出最优的选择来进行施工, 所以在为了确定对结构抗裂最为有利的施工方案, 设计师应该同技术人员一同商量如何应对温度应力、收缩作用、徐变作用以及施工荷载的影响, 并对混凝土初期的弹性模量与强度的变化进行细致的计算, 一般都是通过计算机仿真技术来间接模拟水工建筑的结构, 并进行有一定规律的演变从而测定结构的综合抗裂性能。主要考虑的匀速有三个:结构、环境和材料。作为水工结构早期性能的主要影响因素, 只要通过建立变形开裂的仿真模型, 再对结构的约束应力、混凝土应力和钢筋应力的发展进行数据分析。这个过程中混凝土实测数据主要有:混凝土的弹性模量、绝热温升以及劈拉强度。由于水工结构的高抗裂性要求混凝土的质量较高, 所以在混凝土的配合比上需要综合利用各种原材料, 包括复合矿物掺合料、抗裂纤维以及聚羧酸型减水剂等等。在通过基于实测数据的抗裂仿真计算及专业技术人员和设计人员进行讨论研究, 最终确定采用何种施工方案和施工的手段来使得水工结构的抗裂性能有所保障。

5 动载状态下的抗裂措施

由于施工条件和工程进度的要求, 混凝土浇筑与支撑爆破拆除需同时进行。支撑爆破对距离较近的永久结构影响较大, 尤其是新浇筑的混凝土结构 (底板和内衬墙) , 混凝土尚处于早龄期阶段, 强度还在发展过程中, 结构抗裂性也较差, 易受爆破震动的破坏, 爆破震动会使水泥浆与骨料开裂, 甚至形成贯通性裂缝, 影响混凝土后期强度增长。而且大型水工地下结构的抗裂性要求较高, 这就需要在爆破过程中还要考虑爆破强度是否会对大型水工地下建筑工程的抗裂性能造成影响。在大型水工地下建筑工程的施工中, 管理人员一方面要大力控制混凝土原材料的质量, 保障在施工过程中不会出现自身材料的问题, 而在施工过程中, 则需要技术人员能在混凝土配制、生产和施工方面采取相应的的技术措施;另一方面采用爆破动力响应模拟计算的方式, 对动载状态下的水工结构的抗裂安全性进行分析, 并提出相应的爆破施工措施和要求。这样的双重保险措施就能够大大的保证地下水工结构在爆破时的安全, 很高程度上避免了施工中因爆破震动而引起的质量事故。除此之外, 混凝土是脆性材料, 抗拉性能较差, 因此在配合比设计时, 以大体量混凝土的低水热路线为基础, 在保证抗裂性的前提下, 尽可能地提高混凝土的弹性模量和抗拉强度。此外, 在混凝土完成浇筑工序后, 在短期内必须进行一系列的保护措施, 如利用薄膜或草包覆盖、浇水等方法, 做好保温、保湿养护工作。

结束语

水工建筑结构的复杂性和特殊性决定了技术人员在设计和管理工程结构的过程中, 对混凝土裂缝的质量要求非常高。而综合抗裂技术都是基于高质量的混凝土来完成的, 这就要求技术人员在混凝土的材质与配置上都需要多花心思, 此外管理人员还需要结合具体的施工设计方案和施工环境来保证抗裂性能的最优化。

参考文献

[1]孙福生.北方高寒地区水泥混凝土路面裂缝成因及防治[J].今日科苑, 2007 (20) .[1]孙福生.北方高寒地区水泥混凝土路面裂缝成因及防治[J].今日科苑, 2007 (20) .

[2]住房和城乡建设部工程质量安全监管司.建筑业10项新技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2010.[2]住房和城乡建设部工程质量安全监管司.建筑业10项新技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2010.

[3]席宏坚.浅议地下部分混凝土结构抗裂抗渗的控制[J].城市建设理论研究, 2011 (10) .[3]席宏坚.浅议地下部分混凝土结构抗裂抗渗的控制[J].城市建设理论研究, 2011 (10) .

水工结构工程与三维可视化技术篇9

近年来由于计算机的计算速度迅速提高、网络功能日益增强, 并可用硬件来实现许多重要的图形生成及图像处理算法, 可视化仿真技术在结构工程领域得到了广泛应用和巨大发展。它是应用计算机对复杂的现实运作系统进行抽象和简化以形成系统模型, 然后在分析的基础上运行此模型, 从而得到系统一系列的统计性能。其实质是采用图形或图像方式对仿真计算过程的跟踪、驾驭和结果的后处理, 同时实现仿真软件界面的可视化, 具有迅速、高效、直观、形象的建模特点。这一新型的手段把复杂工程规划、设计及与施工过程等复杂的空间n维数据 (几何位置、形状、时间、温度、应力、应变材料特性、外部影响) 结合起来, 计算机输入和计算过程拟人化、形象化, 采用直观和客观的计算机图形显示技术实时、准确和形象地表达计算过程中的变化和最终成果, 通过灵活的人机交互处理方式, 可以驾驭整个分析处理过程, 容易发现隐藏于数据中的科学规律, 领会复杂数据间的空间关系, 实现附加价值。因此, 在水工结构中应用三维可视化技术, 将有助于推动水利建设向数字化、可视化和智能化的方向发展。

1可视化仿真技术主要内容

可视化仿真技术通常包括以下两个方面的内容:

1) 软件开发阶段的可视化, 即可视化编程。在开发软件过程中, 开发人员所进行的编辑、运行、管理等操作不再只是一些抽象的命令序列, 它们都被简化成一系列小图标 (操作按钮) , 每个图标上有与相关命令含义一致的图形, 每个图标按下去就对应一段过程, 而且给出每个过程必备的公用程序段。当前比较流行的可视化编程软件有:Visual Basic, Delphi, Visual C++, Visual Foxpro等。

2) 计算机图形技术和方法, 对大量的数据进行处理, 并用图形、图像的形式形象而具体地显示出来。目前主要有3DMax, Photoshop等。

2水工结构工程三维可视化关键技术

2.1 三维空间模型

2.1.1 地表数字地形模型

地表数字地形模型 (Digital Terrain Model, DTM) 不仅是整个模型建立过程中所有运算操作的受体, 同时也是极其重要的组成部分。地形表面的模拟, 采用较多的是不规则三角网模型 (Triangulated Irregular Network, TIN) 和规则格网模型 (GRID) 。

在建立整体地表三维DTM时, 首先利用地形等高线原始数据在GIS环境中按一定的算法 (如Delaunay三角剖分算法) 生成TIN模型, 注意要遵循TIN模型的3条生成原则, 即TIN具有唯一性、力求使每个三角形尽可能接近等边形状、保证最邻近的点构成三角形。然后对于生成的初始TIN, 应消除由于等高线数据过于密集或采集信息缺乏所造成的细小、狭长三角形, 然后内插生成高精度的TIN模型[1]。

2.1.2 实体模型

在大型水利工程中, 三维实体包括主体工程建筑物、相关土建工程建筑物、附属工程建筑物等。三维实体模型属静态空间数据模型, 包括空间位置、形状和空间拓扑关系等信息。研究中, 应针对不同类型的建筑物, 分别采用有针对性的建模技术, 建立相应的三维可视化数字模型。

1) 参数化实体建模方法, 该方法的思想是根据一定的几何参数及几何关系建立一系列约束方程, 然后由这些方程求解图素的形状、位置以及相互间的组合关系。参数化设计中, 将表现设计对象所有图素的尺寸及位置与一定的约束条件相关联。当某一图素的尺寸和位置发生改变时, 系统依据它与周围图素之间的约束条件, 自动修改这些图素的尺寸和位置来更新整个图形。在水利枢纽建筑物中有一部分建筑物, 如围堰、溢洪道等, 适合使用参数化实体建模技术建立三维仿真数字模型[2]。2) 实体建模方法, 是利用AutoCAD三维绘图工具, 构建各部件的三维图形, 然后将这些模型进行取交、取差及合并等处理, 使孔洞等特殊部位的结构表现出来, 通过这种方法建立与设计要求相符的地物实体模型。

2.1.3 地表数字地形模型与实体模型的整合

地形模型与实体模型建立之后, 并不能立即构成整个施工场地模型, 需要对它们进行整合。由于地形模型较为复杂, 改变地形模型进行整合的难度也相应较大, 因此采用改变三维实体模型的办法来进行模型的整合。在与地形模型的匹配中, 首先找到实体模型在地形模型上的某一投影点, 使该点的高程与实体对应点的高程相同。此时有可能遇到实体模型的尺寸、位置较设计中的实际模型有所改变, 可采用缩放、旋转等操作使其尽可能与设计模型达到一致[3]。

2.2 人机交互技术

三维人机交互是可视化仿真系统中不可缺少的组成部分, 许多图形特征只有通过交互才能观察, 主要的交互功能包括与数据的交互、与图形的交互和与可视化参数的交互。

2.2.1 与数据的交互

与数据的交互包括数据集的分割、数据范围的设置、数据的计算统计等。

2.2.2 与图形的交互

图形的交互包括了传统图形学中的交互, 如用户可对虚拟场景进行平移、旋转、无级缩放等操作, 从任一角度观察虚拟环境的任一局部。另外, 与图形的交互还包括场景的漫游, 通过控制巡航路线、观察角度、观察距离、观察视角、视点移动速度等参数, 用户可以在场景中随意漫游, 在任意位置, 从各种角度进行观察。

2.2.3 与可视化参数的交互

与可视化参数的交互包括选择和组合合适的显示参数。

3水工结构工程三维可视化系统基本框架

可视化的实现主要包括5个步骤:数据获取、数据处理、映射、绘制和图像显示。可视化过程从数据处理模块开始, 经过映射、绘制和显示模块, 将原始数据转换成易于被理解或接受的图像数据[4]。这就是三维可视化系统的基本框架。

4结语

在水工结构工程大规模兴建的今天, 数字化、可视化、智能化的三维可视化技术将有很大的应用潜力和空间。本文研究了三维可视化主要内容及其在水工结构应用方面的关键技术, 并由此推出了水工结构工程三维可视化系统的基本框架, 为水工结构工程的建设提供了新的有效的设计手段。