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摘 要： 供水管桥支承网架工程是黄村水库输水系统的咽喉段，通过工程运行管理中进行维护及加固，让最脆弱的区段变得安全，使整个系统工程正常运行得以保障。
关键词：支承网架;加固;维护;管理
一、工程概况
黄村水库是一座以城市供水为主的中型水库，是丽水市天宁水厂的水源工程。该工程是浙江省“五自”水利工程，也是丽水市重点基础设施建设项目.水库承担着丽水市北城区块35万人口的供水任务。
水库位于瓯江好溪支流严溪中游，坝址控制流域面积150.7km2，多年平均年径流总量1.45亿m3。黄村水库为Ⅲ等中型水利工程，一期建成日供水能力10万t规模，年供水总量2920万m3，水库正常蓄水位149.2m，相应正常库容1195万m3，总库容1876m3，坝高47.5m;2003年工程竣工验收投入使用。
工程主体工程分拦河坝、溢洪道、放空洞、输水系统工程。输水系统全长12.76km，其中隧洞总长12.1km，蒲岸好溪管桥倒虹吸工程级别为4级，按20年一遇洪水设计、100年一遇洪水校核。倒虹吸钢管设计过水流量2.707m3/s，内径1.20m，管壁厚度斜坡管段为10mm，水平管段为12mm，管道总长316.69m。其中，跨河水平管段长157.22m，两岸斜坡管段长159.47m。两岸斜坡管段采用常规镇支墩支承型式，跨河水平管段采用钢网架支承结构，并利用蒲岸电站连拱坝支墩经补强加固后作为支承网架的基座。
二、工程运行管理
（一）管桥支承网架重要性及工程的运行特性
由于管桥网架工程的特殊性、重要性，因此对其维护管理方法极为重要。首先，为了及时掌握现状，设立监视管理站，配备人员现场24小时值守。要求值守人员加强日常巡视、检查，随时观察工程现场及周围动态，防止人为因素引发安全事故;再加强定期或不定期的安全检查，即每月检查2次及节假日安全检查，若遇暴雨洪水、冰冻期间增设检查次数。每次检查不放过结构表面任何细微的变化，记录异常变化的部位，为制定年度维护方案提供依据。其次，定期对沉降、位移等变形观测，根据观测数据分析工程运行工况，确切掌握结构变位规律和工程运行特性。
根据金属结构表面防腐特点以及实际检查的锈蚀情况，对管桥及其支承网架结构进行全面除锈防腐处理，阻止锈蚀扩大，处理效果明显。
（二）加强建设管桥工程防护
1.建设钢结构防护栏，有效阻止漂浮物直接冲击网架
2001年8月投入试运行后，经过洪水期观察，因河床部位竖向网架支承面高程与蒲岸连拱坝溢流顶高程均为84.0m，当连拱坝泄洪时，河床部位网架遭受洪水直接冲击，尤其当洪流裹挟漂浮物冲撞网架，或漂浮物拥塞于网架前沿造成阻水时，将会危及管桥安全。因此，基于管桥结构特性及其特殊重要性考虑，在河床中部3#、4#、5#竖向网架前沿采取增设钢结构防护栏的工程措施。经过实践该钢结构防护栏实施，有效阻止漂浮物直接冲击网架。
2.建设钢筋混凝土防护墩，彻底阻断漂浮物对网架冲击
经过多年行洪观察，发现好溪洪水水势凶猛，漂浮物拥堵于防护栏及网架前形成的阻水情况仍然十分严重，显见不容忽视洪水对网架的安全威胁，钢架防护栏的作用有限。为此，针对工程存在的阻水问题，在已建防护栏上游侧增建钢筋砼防护墩，对连拱坝泄洪时防护墩起分水作用，使连拱坝支墩即管桥网架支座不过水，以保护网架不受洪水冲击。防护墩建成后，经多年连拱坝泄洪观察，行洪分水作用达到预期效果。管桥支承网架由上游侧防护墩挡水保护不再过水，完全避开了洪水冲击，使河床段网架防洪安全有了保障。
图一：
（三）钢结构格构柱加固工程建设
蒲岸管桥是输水系统的咽喉段，也是输水系统全程最脆弱的区段。在多年运行后发现管桥支承结构设计荷载远小于建成结构实际恒载（水平网架上弦层设计恒载15kN/m，现状实际恒载19.05kN/m），加之考虑网架结构刚度小、抗风险能力低等特性。运用MST与ANSYS两套结构分析软件对管桥支承网架进行应力与变形验算复核后，其结论是：“黄村水库供水工程蒲岸管桥支承网架在各类荷载的组合作用下，结构变形在允许范围内;在未考虑温度作用时，超应力杆件较少;若考虑温度作用和材料退化等因素，超应力杆件会明显增多，不满足使用要求。”数据结论表明，工程可能存在安全隐患反映了温度变化对网架杆件内力的影响与网架结构随温度变化的变形规律。因此通过多方论证及商讨，采用“钢结构格构柱顶托加固”方案对其进行加固。该方案对本工程原设计7点柱支承的条件不变，即在原竖向网架位置增加钢架支承结构，而不拆除原竖向网架支承系统。通过对现状网架杆件投影检查与“Tekla Structures”软件三维放样建模，采用的钢结构格构柱托换结构可与现状竖向网架结构同支座协调布置，其杆系空间交叉穿插不相干扰。此方案承受全部管桥荷载的替代结构，管桥横向稳定则仍由原结构体系保障，并可在正常供水工况下施工。
图二：
加固工程既在7道网架柱内侧增建钢结构格构柱，每道格构柱由4根弦杆与若干层腹杆系组合而成，采用高强螺栓连接。格构柱对称于既有网架柱平、立面轴线布置，其平面投影尺寸为1#、7#柱800×500mm，2#～6#柱1050×1650mm。其中，1#、7#格构柱高2.710m，加柱顶供水管支承槽后全高为3.360m，2#、6#格构柱高分别为12.107m和8.745m，加柱顶水管支承槽后全高分别为12.757m和9.395m，3#～5#格构柱高为16.895m， 加柱顶水管支承槽后全高为17.545m。格构柱杆件规格：弦杆为○159×8mm，水平腹杆为○89×5.5mm，斜腹杆为∟90×6mm，合计杆件数618根。材质，圆管、钢板为Q345B钢，角钢为Q235B钢，焊材E50。
加固时，7道格构柱按6#→7#→5#→4#→3#→2#→1#的顺序安装。
通过3个月紧张有序的开展，管桥支承结构加固圆满完成，现状为安全隐患已消除，达到除险加固的预期效果，工程安全正常运行已有保障。
三、结论
供水工程建设过程中要考虑结构特殊性、重要性，要考虑到运行管理是否可以加强安全措施，提高工程安全系数;在工程后期维护要注重加强管桥的维护管理，此仍然是水利工程管理重要的工作，即做好各项检查、监测、分析、维护等工作，确保市区饮用水供水安全，让人民群众喝上放心水。
关键词：支承网架;加固;维护;管理
一、工程概况
黄村水库是一座以城市供水为主的中型水库，是丽水市天宁水厂的水源工程。该工程是浙江省“五自”水利工程，也是丽水市重点基础设施建设项目.水库承担着丽水市北城区块35万人口的供水任务。
水库位于瓯江好溪支流严溪中游，坝址控制流域面积150.7km2，多年平均年径流总量1.45亿m3。黄村水库为Ⅲ等中型水利工程，一期建成日供水能力10万t规模，年供水总量2920万m3，水库正常蓄水位149.2m，相应正常库容1195万m3，总库容1876m3，坝高47.5m;2003年工程竣工验收投入使用。
工程主体工程分拦河坝、溢洪道、放空洞、输水系统工程。输水系统全长12.76km，其中隧洞总长12.1km，蒲岸好溪管桥倒虹吸工程级别为4级，按20年一遇洪水设计、100年一遇洪水校核。倒虹吸钢管设计过水流量2.707m3/s，内径1.20m，管壁厚度斜坡管段为10mm，水平管段为12mm，管道总长316.69m。其中，跨河水平管段长157.22m，两岸斜坡管段长159.47m。两岸斜坡管段采用常规镇支墩支承型式，跨河水平管段采用钢网架支承结构，并利用蒲岸电站连拱坝支墩经补强加固后作为支承网架的基座。
二、工程运行管理
（一）管桥支承网架重要性及工程的运行特性
由于管桥网架工程的特殊性、重要性，因此对其维护管理方法极为重要。首先，为了及时掌握现状，设立监视管理站，配备人员现场24小时值守。要求值守人员加强日常巡视、检查，随时观察工程现场及周围动态，防止人为因素引发安全事故;再加强定期或不定期的安全检查，即每月检查2次及节假日安全检查，若遇暴雨洪水、冰冻期间增设检查次数。每次检查不放过结构表面任何细微的变化，记录异常变化的部位，为制定年度维护方案提供依据。其次，定期对沉降、位移等变形观测，根据观测数据分析工程运行工况，确切掌握结构变位规律和工程运行特性。
根据金属结构表面防腐特点以及实际检查的锈蚀情况，对管桥及其支承网架结构进行全面除锈防腐处理，阻止锈蚀扩大，处理效果明显。
（二）加强建设管桥工程防护
1.建设钢结构防护栏，有效阻止漂浮物直接冲击网架
2001年8月投入试运行后，经过洪水期观察，因河床部位竖向网架支承面高程与蒲岸连拱坝溢流顶高程均为84.0m，当连拱坝泄洪时，河床部位网架遭受洪水直接冲击，尤其当洪流裹挟漂浮物冲撞网架，或漂浮物拥塞于网架前沿造成阻水时，将会危及管桥安全。因此，基于管桥结构特性及其特殊重要性考虑，在河床中部3#、4#、5#竖向网架前沿采取增设钢结构防护栏的工程措施。经过实践该钢结构防护栏实施，有效阻止漂浮物直接冲击网架。
2.建设钢筋混凝土防护墩，彻底阻断漂浮物对网架冲击
经过多年行洪观察，发现好溪洪水水势凶猛，漂浮物拥堵于防护栏及网架前形成的阻水情况仍然十分严重，显见不容忽视洪水对网架的安全威胁，钢架防护栏的作用有限。为此，针对工程存在的阻水问题，在已建防护栏上游侧增建钢筋砼防护墩，对连拱坝泄洪时防护墩起分水作用，使连拱坝支墩即管桥网架支座不过水，以保护网架不受洪水冲击。防护墩建成后，经多年连拱坝泄洪观察，行洪分水作用达到预期效果。管桥支承网架由上游侧防护墩挡水保护不再过水，完全避开了洪水冲击，使河床段网架防洪安全有了保障。
图一：
（三）钢结构格构柱加固工程建设
蒲岸管桥是输水系统的咽喉段，也是输水系统全程最脆弱的区段。在多年运行后发现管桥支承结构设计荷载远小于建成结构实际恒载（水平网架上弦层设计恒载15kN/m，现状实际恒载19.05kN/m），加之考虑网架结构刚度小、抗风险能力低等特性。运用MST与ANSYS两套结构分析软件对管桥支承网架进行应力与变形验算复核后，其结论是：“黄村水库供水工程蒲岸管桥支承网架在各类荷载的组合作用下，结构变形在允许范围内;在未考虑温度作用时，超应力杆件较少;若考虑温度作用和材料退化等因素，超应力杆件会明显增多，不满足使用要求。”数据结论表明，工程可能存在安全隐患反映了温度变化对网架杆件内力的影响与网架结构随温度变化的变形规律。因此通过多方论证及商讨，采用“钢结构格构柱顶托加固”方案对其进行加固。该方案对本工程原设计7点柱支承的条件不变，即在原竖向网架位置增加钢架支承结构，而不拆除原竖向网架支承系统。通过对现状网架杆件投影检查与“Tekla Structures”软件三维放样建模，采用的钢结构格构柱托换结构可与现状竖向网架结构同支座协调布置，其杆系空间交叉穿插不相干扰。此方案承受全部管桥荷载的替代结构，管桥横向稳定则仍由原结构体系保障，并可在正常供水工况下施工。
图二：
加固工程既在7道网架柱内侧增建钢结构格构柱，每道格构柱由4根弦杆与若干层腹杆系组合而成，采用高强螺栓连接。格构柱对称于既有网架柱平、立面轴线布置，其平面投影尺寸为1#、7#柱800×500mm，2#～6#柱1050×1650mm。其中，1#、7#格构柱高2.710m，加柱顶供水管支承槽后全高为3.360m，2#、6#格构柱高分别为12.107m和8.745m，加柱顶水管支承槽后全高分别为12.757m和9.395m，3#～5#格构柱高为16.895m， 加柱顶水管支承槽后全高为17.545m。格构柱杆件规格：弦杆为○159×8mm，水平腹杆为○89×5.5mm，斜腹杆为∟90×6mm，合计杆件数618根。材质，圆管、钢板为Q345B钢，角钢为Q235B钢，焊材E50。
加固时，7道格构柱按6#→7#→5#→4#→3#→2#→1#的顺序安装。
通过3个月紧张有序的开展，管桥支承结构加固圆满完成，现状为安全隐患已消除，达到除险加固的预期效果，工程安全正常运行已有保障。
三、结论
供水工程建设过程中要考虑结构特殊性、重要性，要考虑到运行管理是否可以加强安全措施，提高工程安全系数;在工程后期维护要注重加强管桥的维护管理，此仍然是水利工程管理重要的工作，即做好各项检查、监测、分析、维护等工作，确保市区饮用水供水安全，让人民群众喝上放心水。