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摘要：我國水資源分布極度不均衡，因此有效利用水資源進行防洪排澇、灌溉農(nóng)田，對于我國的經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化具有重要意義，水利工程具有很強的綜合性和系統(tǒng)性，因此水工結構可靠度必須從項目的整體角度出發(fā)，進行綜合系統(tǒng)的深入調(diào)研，確定最佳方案。文章對可靠度設計在水工結構中的功能特點進行分析，探討可靠度理論在水工結構設計標準中的應用。

關鍵詞：水工結構；可靠度；設計策略

近年來我國在經(jīng)濟領域取得了長足發(fā)展，與此同時水利工程對于區(qū)域性的產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有不可或缺的作用，尤其對于地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展以及水利設施建設都至關重要。隨著當前技術的快速發(fā)展，水工建筑結構朝著規(guī)模化、多樣化方向不斷邁進。我國幅員遼闊，不同地區(qū)存在著不同的地質環(huán)境，因此需要結合區(qū)域性特點進行水工設計，同時要站在更加宏觀角度注重大中型灌區(qū)配套改造，以水利為重點推進農(nóng)村地區(qū)技術設施建設。相關設計人員應擺脫傳統(tǒng)的安全系數(shù)概率計算方法，加強可靠度理論數(shù)據(jù)統(tǒng)計及運用，以此提高水工工程結構質量、提升水利工程穩(wěn)定性。

1可靠度設計在水工結構中的功能特點

1.1可靠度設計的重要性

水利工程中水工結構的投資比例較大，因此如果設計環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，很可能造成工程延期或返工，不僅增加建設成本，還會威脅到相關工作人員的安全及影響項目的日后使用，造成區(qū)域自然環(huán)境遭到二次擾動，對整體項目的規(guī)劃具有深遠影響?？煽慷仍O計對于水工結構的安全性、穩(wěn)定性具有決定性作用，需要相關工作人員秉承科學謹慎的態(tài)度，對水工結構整體效果進行理論推演，包括地基承載力、防水材料選用以及地形建造合理性等，有效提高水利項目的安全性，同時也能讓后期的施工更加有序，根據(jù)水地邊界條件計算模型，讓設計更趨于合理，減少各類可能的風險因素[1]。

1.2可靠度設計的價值

結構安全性是結構設計最主要的追求目標之一，水利工程的安全性歷來是工程領域具有爭議的因素。我國自從改革開放以來在基建領域取得了重要成就，隨著社會經(jīng)濟總量的提升以及建設規(guī)模的增大，水利正處于大規(guī)?；A建設的重要階段，因此結構的安全性和穩(wěn)定性是我國邁向現(xiàn)代化的重要基礎，可靠度設計方法已經(jīng)成為了理論與實踐結合的重要學科，利用安全系數(shù)法或概率統(tǒng)計方法，可以將水工結構自身的安全性和不良影響進行數(shù)據(jù)化展現(xiàn)，對于設計人員進行設計規(guī)避以及消除不穩(wěn)定因素具有重要價值。設計人員在早期的水工結構設計時，往往缺乏安全度認知，因此會采用數(shù)值上的折中方式，但是實踐過程表明其效果并不理想，而結構可靠度設計可以克服這種缺陷，為安全性能提供重要決策依據(jù)。

1.3可靠度數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀

水工結構由于長期位于水下環(huán)境，結構及材料會受到多方面因素影響，需根據(jù)施工場地進行合理分析，制定可行性計劃，因此可靠度數(shù)據(jù)要符合國家相關標準，同時也要結合地區(qū)性的特點進行系統(tǒng)化分析。從目前的可靠度數(shù)據(jù)應用來看，我國整體的水工結構工程數(shù)量與采集數(shù)據(jù)及利用率不成正比，尤其是區(qū)域性的可靠度設計數(shù)據(jù)沒能進行大范圍分享和推廣。水工結構屬于水利工程的重要組成部分，因此在設計時應注重宏觀角度，目前的水工結構可靠度設計仍處于單個構件或關鍵部位階段，沒能形成整體性的可靠度設計模式[2]。

2水工結構可靠度設計應用的發(fā)展瓶頸

2.1變量不確定

眾所周知，水利工程并非可以完全采用統(tǒng)一化模式進行建設的，而是需要進行可靠度、抗力、結構應用效應以及極限狀態(tài)等分析的，尤其是抵抗力分析和結構應用效應分析當中的不確定因素較多，同時具有隨機性、未知性等特點，因此造成了變量不確定的情況。另外，可靠度計算結果還會受到使用材料及外界不可控因素等影響，缺乏相應的基礎數(shù)據(jù)使得所有數(shù)據(jù)分析都無法完全肯定，這也造成了可靠度設計應用障礙[3]。

2.2結構安全的局限性

縱觀水工結構的設計發(fā)展，可靠度理論較為先進，但是在應用過程中也具有結構安全的局限性，其主要原因是理論中的部分問題尚未得到完美解決，例如以往對結構可靠度約束、抵抗力應用效應、隨機變量等問題的認知可能存在偏差，隨著當前技術的發(fā)展也發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)設計中的約束條件會受到更多因素影響。另外，在結構安全評價過程中使用可靠度理論一般包括作用效應和抗力因素，而非隨機的不確定因素中還包括認知性指標和模糊性指標，這些指標無法通過計算取得，往往需要通過以往經(jīng)驗進行分析。

3水工結構可靠度設計在水工結構設計標準中的應用探索

3.1制定水工結構標準化等級

制定結構標準化等級可以提高水利工程的安全性，同時將等級標準作為參考，不能單單憑數(shù)據(jù)進行分析，還要結合區(qū)域性的水利工程地質實際情況，針對建設規(guī)模、建設環(huán)境以及建設質量等進行動態(tài)調(diào)整，避免漏洞出現(xiàn)，以合理的設計劃分作為標準化的參考。我國正處于社會改革的深化階段，基礎建設是我國長期發(fā)展的重要工作，水利工程對于改善自然資源條件、促進農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義，因此制定結構標準化等級是行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求，同時也能通過科學的標準化等級控制水工結構成本，對于后期可能存在的問題進行數(shù)據(jù)收集，為整體數(shù)據(jù)模塊的構建奠定基礎。

3.2構建水工結構極限狀態(tài)表達式

水工結構的安全性受到外界影響的因素較多，雖然部分影響因素無法確定具體數(shù)值，但是可以將不同類動因子列成多項式，根據(jù)所設計的水工結構特點，區(qū)分不同因子的影響范圍和數(shù)值，這樣可以從整體設計角度提高水工結構的極限狀態(tài)。值得注意的是構建水工結構極限狀態(tài)表達式時，應交錯異型結構分項系數(shù)，并考慮地基承載力及防水材料合理性，通過多項數(shù)據(jù)的協(xié)同考察，能夠對不穩(wěn)定因素進行更加明確的判斷[4]。

4結語

我國雖然是基建大國，但是在部分領域的結構設計仍處于探索階段，水工結構設計具有復雜性和特殊性，尤其在特殊地段需要考慮的因素較多；因此相關工作人員要注重可靠度設計理論的運用，深入了解其在水工結構中的功能特點，并結合發(fā)展瓶頸進行分析，不斷探索更加優(yōu)化的計算方式，提高水利工程的整體設計水平。

參考文獻：

[1]周洲.結構可靠度在水工結構設計中的應用研究[J].工程技術研究,2019,4(1):192-193.

[2]況建國.淺談結構可靠度在水工結構設計中的運用[J].消費導刊,2019(25):45.

[3]史作言.芻議結構可靠度在水工結構設計中的應用[J].水電水利,2019(11):39-40.

[4]秦海燕.探討水工建筑物結構設計中的相關問題[J].建材與裝飾,2020(10):71-72.

作者:馮起超 單位:吉林省水利水電勘測設計研究院