钢结构启闭机房在河湾水源工程中的应用

林 声，刘珊珊，王洛凯

（山东临沂水利工程总公司，山东 临沂 276006）

拦河闸的启闭机房、桥头堡一般采用传统的钢筋混凝土框架结构或砖混等结构形式。随着经济社会的发展和设计理念的创新，钢结构的启闭机房逐渐在拦河闸工程中得到应用，满足了现代城市规划的景观需要。

1 工程概况

沂河河湾水源工程位于汶泗公路桥上游1.6 km。设计洪水标准为50年一遇洪水，设计洪峰流量1.30万m3/s，校核标准为100年一遇，校核洪峰流量1.40万m3/s。设计拦蓄水位为87.00 m，一次蓄水为5 860万m3，相应水面面积9.97 km2，回水长度9.7 km。建设内容为43孔拦河闸、东西岸引水闸、护岸、滩地整治、管理设施等。

2 启闭机房设计

钢结构和传统钢筋混凝土结构相比，在设计、使用功能、施工和投资造价等方面具有明显的优势。目前在水利工程中采用钢结构启闭机房形式的并不多，经研究临沂市沂河河湾水源工程启闭机房采用钢结构，相比传统的结构形式更加美观大方。该建筑整体为相向而视的大鹏鸟，鸟头、鸟身、鸟尾三位一体，展翅飞翔，预示临沂的经济发展腾飞，它既是建筑整体又是凝固的艺术，更具有动态的美感。启闭机房的中部看似一双灵动的眼睛，正好奇的观察着整个世界，寓意临沂以谦逊开放的心态汲取世界的优秀文化与理念，钢结构主体使用玻璃幕墙装饰，在启闭机房内便可观察水情。

3 钢结构启闭机房的优缺点

钢结构的启闭机房在水利工程中是一种相对新颖的结构形式，与传统的结构形式对比分析，既有优点也有缺点，结合临沂市沂河河湾水源工程具体分析如下：

3.1 工程创新性

拦河闸中的启闭机房工程多采用传统的结构形式，并且多为古典风格建筑。而临沂市沂河河湾水源工程启闭机房工程采用钢结构的结构形式，为现代风格建筑。传统的建筑结构设计比钢结构工程设计繁琐、周期长。

3.2 工程投资

钢结构主体工程施工比传统的结构主体施工速度快，节省人力；钢筋混凝土结构需要用水拌和混凝土，钢结构不需要用水，因而节约用水；钢结构施工占地少，产生的噪音小、粉尘少，有利于环境的保护；钢结构骨架可以在工厂直接生产，成品化安装施工，制造和安装的工期短，沂河河湾水源工程的启闭机房横跨43孔拦河闸，工期较长，如果采用框架结构或砖混结构，施工将极大增加人力、物力的成本，所以采用钢结构主体在本项目上具有经济优势。

3.3 工程实用性

虽然钢的密度较大，但其机械性好，可以承受更大的荷载。在钢结构的结构空间中，有许多孔洞和空腔，而且钢梁的腹板也允许穿越小于一定直径的管线，因此布置管线较为方便，也增加了建筑的净高，而且更换、修理管线都很方便。钢结构启闭机房采用玻璃幕墙装饰，密闭性好，避免了传统结构形式中的变形缝漏雨问题。钢结构主体工程大量减少了混凝土、砖等材料的使用，顺应了现在绿色施工、文明施工的要求。

但是相比钢筋混凝土结构使用空间上有所减小，且内部空间分布不均匀，需要合理的利用剩余空间设置人行走道、配电箱等位置，保证工作人员的正常通行及启闭机的正常运转。

3.3 工程管理

钢结构的启闭机房采用玻璃幕墙装饰，夏天太阳照射易导致室内温度过高，冬天室内温度过低，大型启闭机都是电闸控制，遍布着电线，对启闭机的管理维护、保养增加了难度。

为此需在玻璃幕墙的表面贴防晒膜，有效的防晒，把太阳能转化成热能，再把热能通过导热对流和辐射的方式散发出去，从而减少进入启闭机房的阳光，有效控制启闭机因夏天温度过高而出现运转停止或者电路老化问题。在启闭机房内需安装通风机，增加房内空气流动速度，同时启闭机房内需安装空调，夏天制冷，冬天加温，以保证启闭机的正常运转。

而沂河河湾水源工程坐落在沂河上,水源充足，就近取水方便，玻璃幕墙密闭性好，循环利用，夏天也可采用喷水降温的方式。

4 启闭机房施工

4.1 施工工艺流程

施工准备→原材料采购、验收、进厂→下料（预埋件加工）→制作（同时安装预埋件）→检验校正→预拼装→抛丸除锈→刷环氧富锌漆二道→刷云铁漆一道→刷面漆二道→成品检验和编号→构件运输→预埋件复验→钢柱吊装→钢梁吊装→找补油漆→钢架初验。

4.2 运输和堆放

事先勘查道路，选择运输车辆型号，对运输不便的构件，采用现场拼装的方式。装卸时对容易变形的构件，要采取必要的保护措施。装卸时注意保护构件的油漆面。

钢构件不能直接置于地上，要垫高200 mm以上，平稳地放在支座上，支座间的距离，以不使构件产生残余变形为限。

钢构件的堆放位置，提前统筹考虑到现场安装的顺序，经过分析后规划布置。

4.3 钢构件的安装方法

复核预埋螺栓的规格、定位尺寸、标高、露出长度等，复核确认预埋件混凝土的龄期。对照图纸，查验核对现场构件编号与设计的一致性，防止错装。

检查作业现场，确定吊车行走路线，在交通桥上采用50 t吊车进行吊装作业。

安装高强螺栓时，螺栓应能自由穿入孔内，不能随意扩孔，高强螺栓不能替代临时螺栓使用，现场安装禁止二次焊接。

吊装采用一点或两点起吊，就位后临时固定，经校正后再最终固定。

梁采用两点起吊法，吊装前应事先确定吊点，并进行试吊，以保障其稳定性。钢梁吊装后进行临时固定，安装水平支撑后，经复核垂直度后最终固定。

整体框架安装完毕后，应当对已经安装的框架再作一次检查，确认所有构件安装的正确性，连接件是否都已紧固，整体弯曲度是否在规范规定的偏差以内。

框架经核对无误后，进行加固、锁紧。

5 结语

钢结构具有强度高、自重轻、结构占用空间小、施工工期短、粉尘等污染小、节约用水等优点，随着科学技术的不断发展，建筑技术的不断进步，钢结构的应用、设计方法的改进，钢结构的造价将会不断降低，钢结构的接受度会不断提高。沂河河湾水源工程的启闭机房克服结构复杂、施工难度大等困难，采用创新的工艺和工法，投入充足的资源，科学组织，严格过程控制，从而保证了工程顺利完工。