水工建筑物是指在水的靜力或動力的作用下工作，并與水發(fā)生相互影響的各種建筑物，調(diào)節(jié)、控制水流，預防和治理水患災害，對水資源進行開發(fā)和利用的建筑物。下文是學習啦小編為大家整理的關于水工建筑物論文的范文，歡迎大家閱讀參考!

　　水工建筑物論文篇1

　　水工建筑物抗震設計規(guī)范

　　摘要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，在能源需求的刺激下，我國水工建筑(主要指水利水電工程設施)的建設開始蓬勃發(fā)展起來。而在水工建筑的設計建造中，防震抗震設計是非常重要的一環(huán)，直接關系著水工建筑自身的安全和下游百萬百姓的安危。筆者在分析了水工建筑抗震性能設計規(guī)范及要求的基礎上，探討了具體的防震設計方法。

　　關鍵詞：水工建筑;抗震設計規(guī)范;抗震設計措施

　　一些大型水工建筑尤其是高壩在設計建設過程中，非常重視抗震設計。如舉世聞名的三峽大壩，在設計過程中依據(jù)抗震設計規(guī)范，采用了非常多的抗震設計，從而保證了其能夠充分應對可能遭遇的強烈地震(否則一旦大壩被震塌，長江下游數(shù)億百姓盡成魚鱉，后果不堪設想)。因此，在各類水工建筑建設時，必須充分探究抗震設計規(guī)范，應用抗震設計方案。

　　1.水工建筑抗震設計規(guī)范與要求

　　1.1.水工建筑建設前應詳細調(diào)查施工區(qū)的地層結(jié)構(gòu)

　　根據(jù)地理學知識，在兩個大陸板塊的碰撞地帶或者巖層的不穩(wěn)定地帶，是地震的多發(fā)區(qū)。如日本就處于亞歐板塊和太平洋板塊的交界處，就屬于地震帶，其每年發(fā)生的有感地震多達1500次以上。因此，在規(guī)劃建設水工建筑時，務必要首先研究施工地帶的巖層結(jié)構(gòu)。首先，要確定該地帶是否處在板塊的交界處或者附近區(qū)域，若是，則應考慮另選新的建設基地;其次，要推算施工地區(qū)地殼巖層的形成年齡，一般新生的地殼巖層不穩(wěn)定，容易引發(fā)地震，而巖層年齡很古老的地殼巖層則比較穩(wěn)定，一般不會發(fā)生強烈地震。因此，在施工設計之前，可以利用一些探測儀器分析地層結(jié)構(gòu)，掌握必要的資料數(shù)據(jù)，為水工建筑的全面抗震設計打下基礎。

　　1.2.對施工區(qū)的地形地貌做好調(diào)查研究工作

　　在2008年汶川五一二特大地震中，研究發(fā)現(xiàn)很多水工建筑如橋梁、小型水庫等并未在地震中被破壞，而是毀于地震引發(fā)的次生災害中。例如，強烈的地震會引發(fā)山體滑坡或者泥石流，其對水工建筑的破壞性并不弱于地震。因此，在水工建筑抗震設計規(guī)范中，對施工區(qū)地形地貌的調(diào)查研究工作做出了非常明確的規(guī)定。首先，是調(diào)查水工建筑施工區(qū)山體的穩(wěn)定性。山體穩(wěn)定性的大小直接與發(fā)生山體滑坡的概率相關，一般情況下，山坡較陡峭、碎巖山體容易發(fā)生山體滑坡。同時，還要研究施工區(qū)的地形地貌，是否會在地震中形成堰塞湖或者泥石流。在收集這些數(shù)據(jù)的基礎上，進行綜合分析，設計出能夠預防和抵抗這類次生災害的十二級方案。特別注意的一點是，在大壩等水工建筑選址時，并不能僅僅根據(jù)這些數(shù)據(jù)確定施工地址(例如平原地帶地殼一般比較穩(wěn)定，但根本不能建設水壩)，因此必須將抗震設計具體到水工建筑自身上。

　　1.3.水工建筑抗震設計須滿足“小震不壞，大震不到”

　　“小震不壞，大震不到”是水工建筑抗震設計規(guī)范中非常明確的要求。所謂“小震不壞”，是說水工建筑在遭遇到小烈度的地震時，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和形態(tài)不發(fā)生或者僅僅發(fā)生很小的變化(如內(nèi)部結(jié)構(gòu)并不發(fā)生斷裂、裂縫、松動等較嚴重的破壞情況，或者僅僅發(fā)生外部附屬結(jié)構(gòu)的小范圍剝落)，且這種變化并不會構(gòu)成正常使用威脅。而所謂的“大震不倒”，顧名思義，是指水工建筑(特別是大型水工建筑如大壩、水庫等)在遭遇大烈度的地震并被次生災害沖擊中，雖然整體結(jié)構(gòu)遭到嚴重破壞，但卻不會完全崩潰而引發(fā)大規(guī)模洪災。這兩個水工建筑抗震設計規(guī)范提出的明確要求意義是非常重大的，它的落實不僅保障了水工建筑的施工質(zhì)量，還在很大程度上阻止了地震災害進一步擴大的可能性。

　　2.基于水工建筑抗震設計規(guī)范的具體抗震設計措施探討

　　2.1.科學地選擇水工建筑的施工地址

　　水工建筑選址是非常重要的抗震對策。其原因就在于，由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同，在遭受相同烈度的地震沖擊時，被破壞的程度也是不同的。例如相比較于松軟的地面，堅硬地面耐受力就非常強，在這種地面上面建設水工建筑，就能實現(xiàn)比松軟地面好得多的抗震能力。因此，選擇施工地址時，應盡量避開地震時可能發(fā)生地基失效的松軟場地，選擇堅硬場地?；鶐r、堅實的碎石類地基、硬粘土地基是理想的橋址場地;飽和松散粉細砂、人工填土和極軟的粘土地基或不穩(wěn)定的坡地都是危險地區(qū)。同時還應應盡量避免跨越斷層，特殊困難情況下應進行地震安全性評價。另外需要注意的一點是，選址是還應盡量避免距離高山、陡坡較近的區(qū)域，以免被次生災害(山體滑坡)破壞。同時，在施工之前還要進行詳細的地質(zhì)勘探，以防將水工建筑選建在了地殼斷層上。

　　2.2.地基抗震設計措施

　　地基是水工建筑的“腳”，若想在地震中“站得穩(wěn)”，地基必須“扎得深”。在地震多發(fā)帶(包括其他地區(qū))的大型水工建筑為了提高抵抗地震的能力，一般采用深基坑施工方法，以增強建筑結(jié)構(gòu)的抗扭曲能力。同時，地基一般由鋼筋混凝土整體澆筑的樁基礎施工而成，其中鋼筋選擇高強度的抗扭曲筋，以加強基礎的整體性和剛度，同時采取減輕上部荷載等相應措施，以防止地震引起動態(tài)和永久的不均勻變形。而在地基基礎與上層建筑的接觸位置，為了防止地震中產(chǎn)生相對滑動或者斷裂，應采用嵌入式設計。在地基施工完畢后，還要進行強度檢測，特別是對混凝土強度的試驗檢測，必須嚴格，保證地基整體的澆筑質(zhì)量。

　　2.3.水工建筑建筑外形的選擇和結(jié)構(gòu)布置的抗震設計措施

　　在地震帶建設水工建筑時，科學的選擇建筑構(gòu)型和結(jié)構(gòu)布置是非常重要的抗震策略。就以水工建筑建設中占據(jù)重要地位的橋梁來說，橋型決定了橋梁的力學結(jié)構(gòu)，而橋孔作為構(gòu)型的一部分，其位置布置會在很大程度上影響橋梁的抗震性能。因此，在橋型選擇時要做到因地制宜，且梁應結(jié)合地形、地質(zhì)條件、工程規(guī)模及震害經(jīng)驗，選擇合理的橋型及墩臺、基礎型式。宜盡可能采用技術先進、經(jīng)濟合理、便于修復加固的結(jié)構(gòu)體系?？梢钥紤]采用減震的新結(jié)構(gòu)，比如型鋼混凝土結(jié)構(gòu)等。而在橋孔布置時，應兼顧防震能力與通過能力，且以防震能力為主。一般來說，在地震多閥帶普遍采用等跨橋孔布置法，兩側(cè)橋孔對稱，中間不留孔，同時采用低矮橋墩的設計。而且，橋體整體設計在滿足通過能力的基礎上，盡量減輕重量，減少沒有必要的附屬結(jié)構(gòu)，以簡潔設計為主。同樣，在其它水工建筑設計時，也要遵循“以穩(wěn)為主，兼顧簡潔”的設計原則，盡量提高水工建筑的抗震性能。

　　2.4.防地震次生災害的涉及措施

　　在很多情況下，水工建筑不得不“依山傍水”，建設在高山峽谷地區(qū)。因此，在防止地震造成破壞的同時，預防次生災害造成的破壞也非常重要。首先，是盡可能的增強水工建筑的結(jié)構(gòu)強度，只有建筑體自身具備了“鋼筋鐵骨”，才不懼怕泥石流或者山體滑坡的沖擊。因此，在水工建筑設計施工時，應注重鋼筋混凝土的應用。同時，盡量選用整體砼建筑的施工方法，來加強整體建筑結(jié)構(gòu)的強度。此外，在建筑結(jié)構(gòu)之間的銜接處，如主梁和次梁的交接處，應采用加固措施，例如用鋼筋網(wǎng)扎箍，并用水泥澆筑;其次，在水工建筑如橋梁的關鍵部位，應開辟出適當面積的緩沖地帶，減小次生災害的沖擊力，以免超過水工建筑抵抗的極限;最后，在水工建筑的周圍還應根據(jù)實際需求建立防護墻。且防護墻的高度應在兩米左右，采用錐型設計方案，最大程度地吸收滑坡或者泥石流的沖擊力，保護水工建筑的安全。

　　3.結(jié)束語

　　水工建筑抗震設計必須嚴格按照設計規(guī)范進行。而且，在設計方案的施工落實過程中，還應當加強施工管理，保證施工質(zhì)量。同時，在工程驗收時必須做好抗震設計的綜合考核，保證工程施工品質(zhì)。

　　參考文獻：

　　[1] DL 5073-1997，水工建筑物抗震設計規(guī)范[S].

　　[2] GB 50199-94，水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設計統(tǒng)一標準[S].

　　[3] 趙國藩，曹居易，張寬權.工程結(jié)構(gòu)可靠度[M].北京：水利電力出版社，2012年版.

　　水工建筑物論文篇2

　　淺析水工擋水建筑物

　　[摘要]本文目的在于讓非水利專業(yè)的學生和水利專業(yè)的新生了解有關擋水建筑物的知識，并且文中穿插了有關水利工程的歷史讓讀者增加一些關于水利的歷史知識以及我國水利發(fā)展的現(xiàn)狀。本文主要介紹重力壩、拱壩、土石壩的原理、特點、類型等有關知識。

　　[關鍵字]水工 擋水建筑物 大壩

　　一、重力壩

　　重力壩是一種古老且應用廣泛的壩型，它主要依賴壩體自生的重力來滿足保持壩體的穩(wěn)定，故稱“重力壩”。有時為了說明重力壩的建筑材料，將把的名字說全了就是“混凝土重力壩”或“漿砌石混凝土重力壩”或“漿砌石重力壩”或“碾壓混凝土重力壩”等等[1]。

　　根據(jù)歷史記載，最早的重力壩是公元前2900年古埃及在尼羅河上修建的一座高15米、頂長240米的擋水壩。人類歷史上修建的第一批堰、壩，都是利用結(jié)構(gòu)自重來維持穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠。

　　我國在公元前250年，我國李冰主持修建都江堰，成功的創(chuàng)造了竹籠填石壅水和泄洪的經(jīng)驗，建成了世界上最早的竹籠填石壩型。兩千多年來都江堰灌溉面積不斷發(fā)展，由一二百萬畝直至今天上千萬畝。

　　1.重力壩工作原理

　　重力壩在水壓力及其他荷載作用下，主要依靠壩體自重產(chǎn)生的抗滑力來滿足穩(wěn)定要求;同時依靠壩體自重產(chǎn)生的壓力來抵消有雨水壓力所引起的拉應力以滿足強度要求

　　2.重力壩的特點

　　他便于布置壩上溢洪道，壩內(nèi)泄水孔、引水管。在上游壩面設計取水建筑物，再壩內(nèi)或壩下游布置和設計水電站廠房。安全可靠重力壩剖面尺寸大，應力較小，筑壩材料強度高，耐久性好，因而抵抗水的滲漏、洪水漫頂、地震和戰(zhàn)爭破壞的能力都比較強。對地形、地質(zhì)條件適應性強任何形狀的河谷都可以修建重力壩，因為壩體作用于地面上的壓應力不高，所以對地質(zhì)條件的要求也較低。樞紐泄洪問題容易解決重力壩可以做成溢流的，也可以在壩內(nèi)設置泄水孔，一般不需要另設溢洪道或泄水隧洞，樞紐布置緊湊。便于施工導流在施工期可以利用壩體導流，一般不需要另開設導流隧洞。施工方便大體積混凝土，可以采用機械化施工，在放樣、立模和混凝土澆搗方面都比較簡便。結(jié)構(gòu)作用明確重力壩沿壩軸線用橫縫分成若干段，各壩段獨立工作，結(jié)構(gòu)作用明確，應力分析和穩(wěn)定計算都比較簡單。

　　3.重力壩的類型

　　1)按構(gòu)造不同分為：實體重力壩，寬縫重力壩，空腹重力壩。

　　2)按作用不同分為：溢流重力壩，非溢流重力壩。

　　3)按筑壩材料的不同分為：混凝土重力壩和漿砌石重力壩。

　　4)按壩高可分為：高壩(大于70m)、中壩(70-30m)、低壩(小于30m)。

　　二、拱壩

　　拱壩是用混凝土或漿砌石建造的凸向上游空間殼體結(jié)構(gòu)。除了壩頂是自由邊外，其余周邊坐落在巖基上，由基礎巖體承擔作用于拱壩的全部荷載(包括自重、水壓和溫度荷載等幾個經(jīng)常作用的主要荷載)。是一種經(jīng)濟、安全均優(yōu)越的壩型。

　　人類修建拱壩具有悠久的歷史。世界上第一座壩高12m的拱壩是法國鮑姆砌石拱壩。建于公元3世紀。13世紀伊朗建了一座高60m的砌石拱壩。在古代由于數(shù)學和力學知識貧乏，那時還談不上拱壩設計理論。約在1837年，法國開始用圓筒理念設計左拉砌石拱壩，壩高42.5m。

　　新中國成立以后到1981年，據(jù)十六省不完全統(tǒng)計已建15m以上的拱壩818占當時世界總數(shù)的32.7%。二灘雙曲拱壩高240m，居世界第四。說明我國在這時期拱壩的發(fā)展比較高的。

　　1.拱壩的工作原理

　　拱壩是平面凸向上游，三面固定的殼體擋水建筑物。他能把上游壩面水壓力等荷載的大部分通過拱的作用傳給兩岸巖基。他不想重力壩那樣利用自身自重維持穩(wěn)定，而是利用筑壩材料的抗壓強度和兩岸拱端。

　　2.拱壩的特點

　　1)拱壩在水平外荷載作用下的穩(wěn)定性主要是依靠作為拱座的兩岸巖體的反力，并不全靠壩體自重來維持穩(wěn)定，這是拱壩的一個主要工作特點。

　　2)拱壩可比重力壩節(jié)省工程量1/3～2/3;另外還可減少基礎開挖，縮短泄水(引水)渠道和導流洞的長度。

　　3)拱壩超載能力很強，其破壞時所達到的荷載可達設計荷載的7～11倍(只要拱肩有足夠的穩(wěn)定性)。

　　4)拱壩的抗震性能好。(世界壩高100m以上的拱壩有40座建在7～8度以上的地震區(qū))。

　　5)拱壩砼的標號一般高于重力壩，(百米高以上的拱壩常用200～300號砼，百米以下的拱壩常用200號砼，重力壩則用150號砼)，但每方砼增加的單價一般不會超過重力壩的10～15%。

　　6)近年來，拱壩壩頂或表孔大流量泄洪已趨普遍，單寬流量已超過200m3/s。

　　7)溫度荷載應列為拱壩的主要荷載，揚壓力對壩體應力的影響則小，對薄拱壩可忽略之。但在計算拱肩穩(wěn)定時，則應考慮揚壓力。因此拱壩應力計算中三個最主要的荷載為：水平水(砂)壓力、溫度荷載、自重。

　　3.拱壩的類型

　　拱壩的分類大不同于其它壩型，按其厚高比特征可分為薄拱壩、一般拱壩、厚拱壩(或稱重力拱壩)。按其壩體形態(tài)的特征可分為定圓心等半徑拱壩(或稱單曲拱壩);等中心角變半徑拱壩;變圓心變半徑雙曲拱壩。確定拱壩壩體剖面的主要參數(shù)有：拱弧半徑、中心角、拱弧圓心沿高程的軌跡線及拱圈厚度等。

　　三、土石壩

　　土石壩是由當?shù)赝亮?、石料或混合料填筑而成的壩又稱當?shù)亓蠅?。土壩是一種古老型，可上溯至公元前3000多年，但所興建的土石壩均被洪水沖垮沒有保留下來。埃及人于公元前2600年在開羅以南修建李卡法拉堆石壩，采用沙壤土夾亂石心墻、堆石壩殼、高14m，因無導流設施，施工中被沖垮。希臘在公元前1300年修建了一座大型防洪土壩工程，至今完好。中國在公元前598～591年，建立了芍坡土壩，經(jīng)歷代整修使用至今;公元前219年，在廣州西北約450km處修建了天平堰。

　　均質(zhì)壩(壩體主要有一種材料組成，同時起防滲和穩(wěn)定作用)

　　分區(qū)壩(壩體有專門的防滲體，防滲體通常用防滲性能好的粘土，其位置在壩體的中間稱為心墻)

　　人工防滲材料壩(防滲心墻采用人工防滲材料)

　　擋水建筑物的作用是攔截河流，提高水位或形成水庫，并且還包括個中用途的水閘，以及江河海岸的堤防、海塘等。除以上擋水建筑物常見的擋水建筑物還有支墩壩與面板壩等，并且近年來碾壓混凝土壩及混凝土面板壩得到了非常迅速發(fā)展。

　　擋水建筑物的作用是攔截河流，提高水位或形成水庫，并且還包括個中用途的水閘，以及江河海岸的堤防、海塘等。除以上擋水建筑物常見的擋水建筑物還有支墩壩與面板壩等，并且近年來碾壓混凝土壩及混凝土面板壩得到了非常迅速發(fā)展。

　　[參考文獻]

　　[1]劉啟釗，胡明，《水電站》(第4版)，中國水利水電出版社。

　　[2]華東水利學院，華北水利水電學院，水電站【M】，北京：水利出版社，1980。

　　[3]王啟澤，水電站建筑物【M】，北京：水利水電出版社，1987。