鋼結(jié)構(gòu)啟閉機(jī)房在河灣水源工程中的應(yīng)用

林 聲，劉珊珊，王洛凱

（山東臨沂水利工程總公司，山東 臨沂 276006）

攔河閘的啟閉機(jī)房、橋頭堡一般采用傳統(tǒng)的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)或磚混等結(jié)構(gòu)形式。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和設(shè)計(jì)理念的創(chuàng)新，鋼結(jié)構(gòu)的啟閉機(jī)房逐漸在攔河閘工程中得到應(yīng)用，滿足了現(xiàn)代城市規(guī)劃的景觀需要。

1 工程概況

沂河河灣水源工程位于汶泗公路橋上游1.6 km。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水，設(shè)計(jì)洪峰流量1.30萬m3/s，校核標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，校核洪峰流量1.40萬m3/s。設(shè)計(jì)攔蓄水位為87.00 m，一次蓄水為5 860萬m3，相應(yīng)水面面積9.97 km2，回水長度9.7 km。建設(shè)內(nèi)容為43孔攔河閘、東西岸引水閘、護(hù)岸、灘地整治、管理設(shè)施等。

2 啟閉機(jī)房設(shè)計(jì)

鋼結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，在設(shè)計(jì)、使用功能、施工和投資造價(jià)等方面具有明顯的優(yōu)勢。目前在水利工程中采用鋼結(jié)構(gòu)啟閉機(jī)房形式的并不多，經(jīng)研究臨沂市沂河河灣水源工程啟閉機(jī)房采用鋼結(jié)構(gòu)，相比傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式更加美觀大方。該建筑整體為相向而視的大鵬鳥，鳥頭、鳥身、鳥尾三位一體，展翅飛翔，預(yù)示臨沂的經(jīng)濟(jì)發(fā)展騰飛，它既是建筑整體又是凝固的藝術(shù)，更具有動(dòng)態(tài)的美感。啟閉機(jī)房的中部看似一雙靈動(dòng)的眼睛，正好奇的觀察著整個(gè)世界，寓意臨沂以謙遜開放的心態(tài)汲取世界的優(yōu)秀文化與理念，鋼結(jié)構(gòu)主體使用玻璃幕墻裝飾，在啟閉機(jī)房內(nèi)便可觀察水情。

3 鋼結(jié)構(gòu)啟閉機(jī)房的優(yōu)缺點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)的啟閉機(jī)房在水利工程中是一種相對(duì)新穎的結(jié)構(gòu)形式，與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式對(duì)比分析，既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，結(jié)合臨沂市沂河河灣水源工程具體分析如下：

3.1 工程創(chuàng)新性

攔河閘中的啟閉機(jī)房工程多采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，并且多為古典風(fēng)格建筑。而臨沂市沂河河灣水源工程啟閉機(jī)房工程采用鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，為現(xiàn)代風(fēng)格建筑。傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)繁瑣、周期長。

3.2 工程投資

鋼結(jié)構(gòu)主體工程施工比傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主體施工速度快，節(jié)省人力；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)需要用水拌和混凝土，鋼結(jié)構(gòu)不需要用水，因而節(jié)約用水；鋼結(jié)構(gòu)施工占地少，產(chǎn)生的噪音小、粉塵少，有利于環(huán)境的保護(hù)；鋼結(jié)構(gòu)骨架可以在工廠直接生產(chǎn)，成品化安裝施工，制造和安裝的工期短，沂河河灣水源工程的啟閉機(jī)房橫跨43孔攔河閘，工期較長，如果采用框架結(jié)構(gòu)或磚混結(jié)構(gòu)，施工將極大增加人力、物力的成本，所以采用鋼結(jié)構(gòu)主體在本項(xiàng)目上具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

3.3 工程實(shí)用性

雖然鋼的密度較大，但其機(jī)械性好，可以承受更大的荷載。在鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)空間中，有許多孔洞和空腔，而且鋼梁的腹板也允許穿越小于一定直徑的管線，因此布置管線較為方便，也增加了建筑的凈高，而且更換、修理管線都很方便。鋼結(jié)構(gòu)啟閉機(jī)房采用玻璃幕墻裝飾，密閉性好，避免了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式中的變形縫漏雨問題。鋼結(jié)構(gòu)主體工程大量減少了混凝土、磚等材料的使用，順應(yīng)了現(xiàn)在綠色施工、文明施工的要求。

但是相比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用空間上有所減小，且內(nèi)部空間分布不均勻，需要合理的利用剩余空間設(shè)置人行走道、配電箱等位置，保證工作人員的正常通行及啟閉機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.3 工程管理

鋼結(jié)構(gòu)的啟閉機(jī)房采用玻璃幕墻裝飾，夏天太陽照射易導(dǎo)致室內(nèi)溫度過高，冬天室內(nèi)溫度過低，大型啟閉機(jī)都是電閘控制，遍布著電線，對(duì)啟閉機(jī)的管理維護(hù)、保養(yǎng)增加了難度。

為此需在玻璃幕墻的表面貼防曬膜，有效的防曬，把太陽能轉(zhuǎn)化成熱能，再把熱能通過導(dǎo)熱對(duì)流和輻射的方式散發(fā)出去，從而減少進(jìn)入啟閉機(jī)房的陽光，有效控制啟閉機(jī)因夏天溫度過高而出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)停止或者電路老化問題。在啟閉機(jī)房內(nèi)需安裝通風(fēng)機(jī)，增加房內(nèi)空氣流動(dòng)速度，同時(shí)啟閉機(jī)房內(nèi)需安裝空調(diào)，夏天制冷，冬天加溫，以保證啟閉機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

而沂河河灣水源工程坐落在沂河上,水源充足，就近取水方便，玻璃幕墻密閉性好，循環(huán)利用，夏天也可采用噴水降溫的方式。

4 啟閉機(jī)房施工

4.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→原材料采購、驗(yàn)收、進(jìn)廠→下料（預(yù)埋件加工）→制作（同時(shí)安裝預(yù)埋件）→檢驗(yàn)校正→預(yù)拼裝→拋丸除銹→刷環(huán)氧富鋅漆二道→刷云鐵漆一道→刷面漆二道→成品檢驗(yàn)和編號(hào)→構(gòu)件運(yùn)輸→預(yù)埋件復(fù)驗(yàn)→鋼柱吊裝→鋼梁吊裝→找補(bǔ)油漆→鋼架初驗(yàn)。

4.2 運(yùn)輸和堆放

事先勘查道路，選擇運(yùn)輸車輛型號(hào)，對(duì)運(yùn)輸不便的構(gòu)件，采用現(xiàn)場拼裝的方式。裝卸時(shí)對(duì)容易變形的構(gòu)件，要采取必要的保護(hù)措施。裝卸時(shí)注意保護(hù)構(gòu)件的油漆面。

鋼構(gòu)件不能直接置于地上，要墊高200 mm以上，平穩(wěn)地放在支座上，支座間的距離，以不使構(gòu)件產(chǎn)生殘余變形為限。

鋼構(gòu)件的堆放位置，提前統(tǒng)籌考慮到現(xiàn)場安裝的順序，經(jīng)過分析后規(guī)劃布置。

4.3 鋼構(gòu)件的安裝方法

復(fù)核預(yù)埋螺栓的規(guī)格、定位尺寸、標(biāo)高、露出長度等，復(fù)核確認(rèn)預(yù)埋件混凝土的齡期。對(duì)照?qǐng)D紙，查驗(yàn)核對(duì)現(xiàn)場構(gòu)件編號(hào)與設(shè)計(jì)的一致性，防止錯(cuò)裝。

檢查作業(yè)現(xiàn)場，確定吊車行走路線，在交通橋上采用50 t吊車進(jìn)行吊裝作業(yè)。

安裝高強(qiáng)螺栓時(shí)，螺栓應(yīng)能自由穿入孔內(nèi)，不能隨意擴(kuò)孔，高強(qiáng)螺栓不能替代臨時(shí)螺栓使用，現(xiàn)場安裝禁止二次焊接。

吊裝采用一點(diǎn)或兩點(diǎn)起吊，就位后臨時(shí)固定，經(jīng)校正后再最終固定。

梁采用兩點(diǎn)起吊法，吊裝前應(yīng)事先確定吊點(diǎn)，并進(jìn)行試吊，以保障其穩(wěn)定性。鋼梁吊裝后進(jìn)行臨時(shí)固定，安裝水平支撐后，經(jīng)復(fù)核垂直度后最終固定。

整體框架安裝完畢后，應(yīng)當(dāng)對(duì)已經(jīng)安裝的框架再作一次檢查，確認(rèn)所有構(gòu)件安裝的正確性，連接件是否都已緊固，整體彎曲度是否在規(guī)范規(guī)定的偏差以內(nèi)。

框架經(jīng)核對(duì)無誤后，進(jìn)行加固、鎖緊。

5 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、自重輕、結(jié)構(gòu)占用空間小、施工工期短、粉塵等污染小、節(jié)約用水等優(yōu)點(diǎn)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用、設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)，鋼結(jié)構(gòu)的造價(jià)將會(huì)不斷降低，鋼結(jié)構(gòu)的接受度會(huì)不斷提高。沂河河灣水源工程的啟閉機(jī)房克服結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度大等困難，采用創(chuàng)新的工藝和工法，投入充足的資源，科學(xué)組織，嚴(yán)格過程控制，從而保證了工程順利完工。