探析水利工程中混凝土结构的优化设计

应坤涛

摘 要：水利工程主要是水库的堤坝、水渠、水闸、渡槽为主的水利设施建筑物，可以优化地下水和地表水资源的配置，降低洪涝和干旱为主的自然灾害，满足人们日常的生产、生活需要。混凝土结构是建设水利工程最重要的部分，主要是水泥、砂石和水按照一定比例混合搅拌而成的一种建筑工程材料，它具有良好的耐久性、耐火性，可以整体灌注适应各种大型建筑工程。本文从水利工程中混凝土结构的角度出发，首先介绍了我国水利工程混凝土结构出现的问题，然后本文提出对于水利工程中混凝土结构优化的建议。本文希望通过对水利工程中混凝土结构的优化，可以促进我国的水利工程的进一步发展。

关键词：水利工程;混凝土结构;设计优化

水利工程的工期比较长、建造的规模比较大、相关的技术也比较复杂，所以混凝土广泛应用于各种水利工程。虽然混凝土结构设计技术有了很大的提升，但是在现场的施工过程中还是会出现一些问题，它对我国的水利工程的质量造成严重影响，也不利于我国水利工程的发展。因为水利工程中混凝土结构规模比较大，外形尺寸也比较大，但是它的跨度比较小，在结构中需要的配筋率比較低。混凝土结构在温度升高的时候，很容易出现裂纹，所以只能在设计的时候加强对于温度钢筋的使用。水利工程的混凝土结构经常要泡在水中，所以，对于混凝土结构的耐久性也提出很高的要求。为了更好的保证混凝土结构的稳定性，对于混凝土结构的优化设计就十分重要。

1 我国水利工程中混凝土结构出现的问题

混凝土是由水泥、砂石和水等原料搅拌合胶凝形成。所以，这些材料配置的不同就会出现混凝土质量的下降，在浇筑的过程中也容易出现孔洞、麻面等，严重影响混凝土的质量。其次，在水利工程中混凝土凝固的过程会发生水化热的现象，从而使混凝土的内部产生巨大的热量，造成局部温差，最终形成混凝土裂纹、干裂的现象。在水利工中加固堤坝上层结构的时候，就会是下层的手里过重造成的受力不均，很容易产生裂纹。最后，我国水利工程建设中混凝土衬砌很容易出现渗漏，对于水利工程的安全十分不利。

2 对于我国水利工程混凝土结构优化设计的建议

2.1 对于混凝土结构裂缝的控制

第一，要对外力失衡的建议。水利工程施工的过程中，为了减少因为混凝土结构外力失去平衡出现的裂纹的出现。施工人员应该做好对于工程的管理和监督，认真的对现场的施工环境进行审查，进而使用合适的方法对工程建筑进行加固和修复。在以后的修复过程中，如果产生的裂纹比较小，就只修复混凝土结构的表面就好了。如果产生的裂纹比较大，就应该加大混凝土层的水泥。在水利工程施工之前就要对水利工程的施工条件进行有效的评估，保证水利工程的质量。

第二，对于收缩和干裂的建议。现场的施工人员在选用混凝土材料的时候应该选用干缩值小、强度高的材料降低收缩裂缝的出现。另外，施工人员应该注意科学控制水和材料的比例，要合理的使用减水剂，从而加强混凝土的强度。如果在施工的过程在遇到大风、雨雪或者酷暑等强对流天气，现场的施工人员应该根据情况做好相应的防护措施，保证混凝土的稳定性。

第三，对于温差裂纹的建议。水泥发热最主要的是混凝土结构内部发热造成的温差形成的，所以采购水泥的时候，相关人员应该选择发热量相对较小的水泥。这样就可以降低混凝土结构的温度，避免出现温差裂纹的现象。在冬天施工的时候，现场的施工人员要及时的对温度进行控制。在浇筑混凝土的时候，相关人员要注意混凝土的温度，如果温度比较高，应该在混凝土结构中假如适量的冰水，进而控制温差。

2.2 要确保混凝土原材料的科学比例

要保证混凝土结构的强度和质量，就应该保证混凝土原材料科学的配比，只有这样才能减少混凝土出现气泡。为了降低混凝土结构出现气泡，采购人员应该选择细度比较高的天然砂。现场施工人员把所有的材料按照科学的配比，而且还要加入适量的添加剂。然后，施工人员应该保证摊铺的厚度在40cm左右，在振捣的过程中要注意振捣的力度和频率，在拔出振捣棒的时候一定要匀速，减少气泡的出现。如果在振捣的过程中出现气泡，要进行物理清理，然后要用相同的混凝土进行填充。如果在这个过程中出现漏筋，就要对锈斑进行及时的处理。施工人员可以通过亚光膜平的方法对钢筋进行保护，然后利用浇灌技术对其进行覆盖。

2.3 对于衬砌设计的改善

在使用衬砌方式的时候，应该考虑设计的真实需求，还应该考虑围岩的承载能力。在衬砌技术中最重要的就是开裂衬砌和抗裂衬砌。选择好衬砌方式之后，还应该对所选的方式进行模拟，保证在试验的过程中混凝土的支护可以发挥作用，以及在压力的作用下衬砌不会出现裂纹和变形。施工人员要考虑岔管衬砌设计的合理性，在保证质量的前提下，尽量减少钢筋的使用，这样就可以保证钢筋混凝土衬砌技术在水利工程中发挥重要的作用。同时相关人员应该对钢筋混凝土进行支护、对岔管的布局进行预估参透、裂纹等问题的出现，从而做出相应技术设计的改变，最终降低混凝土衬砌渗漏的出现。

3 结束语

综上所述，在未来的水利工程建设中，混凝土材料的使用会越来越普遍。混凝土结构的优化可以有效提升工程的稳定性，降低工程的施工难度，加强水利工程的质量。在以后的工作中相关人员应该不断加强对于混凝土结构的优化设计，才能减少工程事故的发生，特别是要注意混凝土结构中裂缝和孔洞的出现、衬砌设计、原材料的配比和温度、湿度的变化，进而保证混凝土结构的稳定，保证水利工程的质量。水利工程建设中混凝有结构的优化设计可以让水利工程实现高质量、高收益，为我国水利工程的现代化打下坚实的基础。

参考文献

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