水工建筑
關注創建者：水中的魚 創建時間：2022-10-14
水工建筑的視頻教程
ABAQUS反應譜分析中如何生成反應譜
附件為根據NB35047-2015《水電工程水工建筑物抗震設計規范》的標準反應譜制作的反應譜生成文件，并演示了附件的用法，以及對數據進行調整以應用到ABAQUS中進行結構反應譜法分析。
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水工建筑的實例教程
一、按具體水利樞紐中所起的主要作用分類：
①擋水建筑物：壩、閘和堤防等。泄水建筑物：溢洪道、泄洪洞等。
②輸水建筑物：輸水洞、引水管、渠道。取水建筑物：進水口、進水閘、揚水站。
③專門建筑物：電站廠、船閘、升船機、魚道、筏道等。
④整治建筑物：用來整治河道、改善河道 的水流條件，如丁壩、順壩、導流堤、護岸等。
二、水工建筑物的分級
水利水電工程中的永久性水工建筑物和臨時性水工建筑物，根據其所屬工程等別及其在工程中的作用和重要性劃分為五級和三級。
三、水工建筑物的特點
1.工作條件復雜：自重、風雪壓力、地震作用、 水壓力、風浪等
2.施工的艱巨 ⑴野外施工：深山老林、無路無水無電、生活難。⑵解決河道來水：導流、截流、地下水等。⑶地基處理：巖石開挖、洞挖、地基的復雜性。⑷規模宏偉：工程量大、工期長、受氣候影響。
四、水工建筑物的獨特： 受地形、地質、水文、氣象、技術、經濟等方面的影響，各水工建筑物大小、形式不同。
五、水利樞紐對環境的影響
1.淤積和沖刷：造成庫區泥沙淤積，造成下游河床的沖刷下切。
2.水文狀態變化：水庫蓄水上游淹沒、浸沒等，下游地下水位下降。
3.水質的變化：水溫下降、水質改善的。
4.氣候的變化：蒸發大，形成小氣候，降雨增加。
5.地震的影響：水庫誘發地震（大庫容）
6.對漁業影響：發展水產養殖，對野生魚的回游形成障礙，需專門考慮。
六、對國民經濟影響巨大
投資巨大、影響國家經濟發展；防洪、供水、發電等關系到國計民生大事；水庫移民問題復雜，影響深遠；如規劃、設計不當，很難改正；水庫大壩失事：對國民經濟、下游人民；群眾生命、財產造成極大損失；水庫形成避暑、旅游場所。
文章來源：水利工程質量
展開 二、水工建筑物級別
1、一般規定
1.1 水利水電工程永久性水工建筑物的級別，應根據工程的等別或永久性水工建筑物的分級指標綜合分析確定。
1.2 綜合利用水利水電工程中承擔單一功能的單項建筑物的級別，應按其功能、規模確定；承擔多項功能的建筑物級別，應按規模指標較高的確定。
1.3 失事后損失巨大或影響十分嚴重的水利水電工程的2～5級主要永久性水工建筑物，經論證并報主管部門批準，建筑物級別可提高一級；水頭低、失事后造成損失不大的水利水電工程1～4級主要永久性水工建筑物，經論證并報主管部門批準，建筑物級別可降低一級。
1.4 對2～5級的高填方渠道、大跨度或高排架渡槽、高水頭倒虹吸等永久性水工建筑物，經論證后建筑物級別可提高一級，但洪水標準不予提高。
1.5 當永久性水工建筑物采用新型結構或基礎的工程地質條件特別復雜時，對2～5級建筑物可提高一級設計，但洪水標準不予提高。
1.6 穿越堤防、渠道的永久性水工建筑物的級別，不應低于相應堤防、渠道的級別。
2、水庫及水電工程永久性水工建筑級別
2.1 水庫及水電站工程的永久性水工建筑物的級別，應根據其所在工程的等別和永久性水工建筑物的重要性，按表4.2.1確定。
2.2 水庫大壩按2.1條規定為2級、3級，如壩高超過表4.2.2規定的指標時，其級別可提高一級，但洪水標準可不提高。
2.3 水庫工程中最大高度超過200m的大壩建筑物，其級別應為1級，其設計標準應專門研究論證，并報上級主管部門審查批準。
2.4 當水電站廠房永久性水工建筑物與水庫工程擋水建筑物共同擋水時，其建筑物級別應與擋水建筑物的級別一致按表4.2.1確定。當水電站廠房永久性水工建筑物不承擔擋水任務、失事后不影響擋水建筑物安全時，其建筑物級別應根據水電站裝機容量按表4.2.4確定。
展開 水利水電工程永久性擋水建筑物頂部高程，應按工程設計情況和校核情況時的靜水位加相應的波浪爬高、風壅增高和安全加高確定。其安全加高應不小于表1中的規定。
表1 永久性擋水建筑物安全加高（m）
當水利水電工程永久性擋水建筑物頂部設有穩定、堅固和不透水的且與建筑物的防滲體緊密結合的防浪墻時，防浪墻頂部高程可按上文確定，但擋水建筑物頂部高程應不低于水庫正常蓄水位。
土石壩的土質防滲體頂部在設計靜水位以上的超高，應在表2規定的范圍內選取，防滲體頂部高程并應不低于校核情況下的靜水位。
表2設計情況下土石壩土質防滲頂部防滲體結構形式超高（m）
嚴寒地區土石壩土質防滲體頂部的保護層厚度應不小于該地區的凍結深度。
確定地震區土石壩頂部超高時，應另計入地震壩頂沉陷和地震涌浪高度。地震涌浪高度，可根據壩前水深和設計烈度的大小，采用0.5～1.5m。當庫區有可能發生大體積坍岸或滑坡引起涌浪時，其安全加高應進行專門研究。
堤防工程的頂部高程，應按設計洪水位或設計高潮位加堤頂超高確定。堤頂超高包括設計波浪爬高、設計風壅增水高度和安全加高三部分。安全加高值應不小于表3的規定。
經統一規劃的堤防體系，其堤頂超高，應按制定的統一標準確定。
不過水的臨時性擋水建筑物的頂部高程，應按設計洪水位加波浪高度，再加安全加高確定。安全加高值按表4確定。
過水的臨時性擋水建筑物頂部高程，應按設計洪水位加波浪高度確定，不另加安全加高。
表3堤防頂部安全加高（m）
表4臨時性擋水建筑物安全加高（m）
文章來源：水利工程質量周刊
展開 一、主要荷載
根據《水工建筑物荷載設計規范》，水工建筑物的荷載按作用隨時間的變異性，可分為永久作用荷載、可變作用荷載和偶然作用荷載。
1.永久作用荷載：包括結構自重和永久設各自重、土壓力、淤沙壓力、地應力、圍巖壓力、預應力。
2.可變作用荷載：包括靜水壓力、揚壓力、動水壓力、水錘壓力、浪壓力、外水壓力、風荷載、雪荷載、冰壓力、凍脹力、溫度荷載、土壤孔隙水壓力、灌漿壓力等。
3.偶然作用荷載：包括地震作用、校核洪水位時的靜水壓力、揚壓力、浪壓力及水重等。
水工建筑物設計時，首先要計算建筑物上所承受的荷載，然后再進行荷載組合，以及進行抗滑穩定分析、應力分析、滲流計算、沉降計算、應力應變計算和抗震設計等。
二、抗滑穩定分析析
在各種荷載組合情況下，水工建筑物都應保持其穩定。穩定分析是水工建筑物設計的一項重要內容。目前水工建筑物的穩定分析采用整體宏觀的半經驗法。
例如，一般重力壩失穩發生在壩底與基巖的接觸面，因為此處受庫水壓力最大，壩底混凝土與巖基不易完全接觸好，或者混凝土凝固收縮和溫度收縮時，接觸面產生局部的微小裂縫。
展開 此次大會以【“雙碳”目標引領水電高質量發展】為主題，邀請了政府主管部門領導、行業專家，圍繞水電大壩工程智能建造、水電站智能化運維管理、抽水蓄能技術創新、水風光儲多能互補、流域水電大壩綜合治理等方面的熱點話題，進行了廣泛深入的研討，展示能源領域數字化智能化創新成果。
遠算科技在智慧水電展區設置展位，接待了來自國家電網、南方電網、中電建、中科院、華能等單位的參會人員，并與之進行了深入討論交流。遠算科技作在本次展會中向現場觀眾展示了基于高性能云計算和CAE工業仿真等核心先進技術的大壩健康管理，海上風電樁基沖刷預警等數字孿生平臺和視頻測流水利感知系統，為水工建筑物安全管理，海上風電樁基安全預警管理等，提供智能化運維解決方案，引得業內專家頻頻駐足，受到廣泛贊譽。
對于展會中頻頻提及的智能建造水電大壩議題，遠算科技的大壩健康管理數字孿生平臺，基于核心智能算法，充分發揮結構有限元仿真、水文水動力耦合國產模型等關鍵技術優勢，提供符合大壩行業監管要求和標準規范的大壩安全在線監測研判服務，仿真模型彌補大壩原有測點不足或設備損壞帶來的數據缺失等問題，實時監管大壩安全，及時預警大壩風險，還能模擬極端工況，提供主動應對極端情況的運維方案，實現預測性運維。同時固化專家經驗，智能管家降低大壩運維門檻，大幅降低管理成本，助力能源水工建筑智能運維。
除了大型水庫，遠算科技也專門為中小型水庫提供區域壩安全預警數字孿生平臺，滿足不同各類水工建筑應用場景需求。
不僅是水工建筑，海上風電也是我們的核心重點。海上環境復雜多變，潮汐、風浪、泥沙等多因素不斷沖蝕風場樁基，另外還有海纜裸露等問題也不容忽視。
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水工建筑的最新內容
</p><p> 此外，雙方還在輔助制圖、通用輔助建模、水工建筑物穩定計算、電氣二次接線、工程BIM造價、地形地質處理、電纜鋪設、防雷分析等方面進行了定制化開發。
此外，雙方還在輔助制圖、通用輔助建模、水工建筑物穩定計算、電氣二次接線、工程BIM造價、地形地質處理、電纜鋪設、防雷分析等方面進行了定制化開發。
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算法強大，可解決洪水頂托、水工建筑調度等問題
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擴展性強，可實現產匯流、水動力、水質、泥沙等水利業務模型耦合計算
· 適用場景
該模型可以廣泛的滿足各類水利數字孿生的應用需求（如河道、湖庫等水利對象），準確性也是歷經多場次洪水的對比驗證
圖 1 排水豎井坍塌引起的尾礦庫泄漏事故現場（圖片源自網絡）
《尾礦庫安全規程GB39496-2020》中明確指出，“尾礦庫排洪構筑物應進行結構計算，結構計算應滿足相應水工建筑物設計規范要求，排水井還應滿足 GB 50135 的相關要求”。目前尾礦庫排洪系統結構計算依據的主要資料為《尾礦設施設計參考資料》，專用計算軟件尚為空白。
（）模型信息
Koyna混凝土重力壩位于印度孟買東南200 km處，1967年12月11日，Koyna混凝土重力壩遭受里氏6.5級的地震（Koyna地震），該地震給大壩和水電站等水工建筑帶來了巨大的損壞，給下游數十萬居民的人身生命財產安全造成了巨大損失，該大壩地震案例事后成為諸多學者進行地震作用下壩基動力相互作用、混凝土材料的動態力學性能等領域研究的對象。
尾礦庫排洪系統結構仿真APP助力尾礦庫本質安全" height="400" width="600"></p><p class="ql-align-center">圖 1 排水豎井坍塌引起的尾礦庫泄漏事故現場（圖片源自網絡）</p><p class="ql-align-justify">《尾礦庫安全規程GB39496-2020》中明確指出，“尾礦庫排洪構筑物應進行結構計算，結構計算應滿足相應水工建筑物設計規范要求
如潰壩、泄洪、排澇等
明渠流動廣泛應用于天然河流、人工河道和專業水工建筑物中，在與明渠有關的水力學設計中，明渠斷面形狀、渠道形狀、底坡和渠道粗糙度應滿足最佳水力斷面和無沖淤流速的要求，以滿足河流或渠道系統的輸水能力。
其次，在滿足基本水力設計的基礎上，要滿足水閘、大壩、堰和泄水建筑物中水流的穩定流態，并盡量控制偏斜、脫墻、回流和渦流等不利流態。
水力發電需要修建可以引導水流和調節流量的水工建筑物，比如大壩、引水鋼管和蝸殼等，這些建筑物組成了水電廠。水電廠是如何將水能轉變為我們使用的電能的呢？這中間有什么“秘訣”？
水工建筑物安全管理
我國江河湖泊分布廣泛，水工建筑眾多，已有水庫數目可達十萬座。隨著運行時長不斷增加，老化劣化帶來的安全隱患日益銳化。同時有限的大壩測點，較長的測評周期，較高的專家運維門檻，極端的氣象變化等等都給大壩安全運維工作帶來了較大難度。
同時固化專家經驗，智能管家降低大壩運維門檻，大幅降低管理成本，助力能源水工建筑智能運維。
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不僅是水工建筑，海上風電也是我們的核心重點。海上環境復雜多變，潮汐、風浪、泥沙等多因素不斷沖蝕風場樁基，另外還有海纜裸露等問題也不容忽視。
