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工程设计

时间:2022-10-09 02:03:30

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇工程设计,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

工程设计

第1篇

英文名称:Engineering Design and Research

主管单位:

主办单位:长沙有色冶金设计研究院

出版周期:季刊

出版地址:湖南省长沙市

种:中文

本:16开

国际刊号:

国内刊号:

邮发代号:

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1973

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第2篇

关键词:小型水利工程设计;问题;对策

中图分类号:TV文献标识码: A

引言

随着我国经济的飞速发展,综合国力不断加强,社会建设工作也稳步进行。其中水利工程的建设在近几年也的到了较快的发展,从我国的水利资源分布情况来看,存在着严重的南北水资源不平衡等诸多的问题,这就迫切要求我们建设好的水利工程来改善这些问题,其中小型水利工程的设计建设极为重要。虽然这些小型水利工程的规模小,但是它们在解决我国农业用水、防旱抗洪、百姓的饮用水安全问题等方面的作用是不可替代的。

一、小型水利工程设计在整个水利工程建设中的重要意义

小型水利工程的设计是整个水利工程建设的关键和前提,它是针对工程建设的目的做出的一个工程方案,是为了达到预定的水利工程目标而提出做出的,包括对整个水利工程建设的建筑物的具体实施方法、工程的投资造价等问题。它的水平直接影响着整个工程的安全实施和运行,决定着工程的目的是否能够有效的达到,所以,它的重要意义不容忽视。但受到实践经验以及设计能力的影响,在许多小型的水利工程报告中发现了各种问题,这对于水利施工将造成不利影响。为了保证水利工程的顺利实施,为社会现代化建设创造良好的前提条件,我们要对水利工程的设计有足够的重视。不断改善设计工作质量,以对工程投资进行严格的控制。

二、小型水利工程设计中存在的问题

1、设计工作程序简单化

健康的水利工程设计工作基本是依照预可研、招标设计、施工详图设计的过程不断深入、循序渐进来完成的。此工作过程不仅包括工程结构图、工程量和工程费用计算的逐步细化与分解,还包括作为设计依据的基础资料的逐步补充和完善。设计方案同样也是方案进一步比较、深入论证的一个详细过程。然而在实际的水利工程设计工作中,设计单位的设计方案大部分无比选,只求方案可行即可,这致使许多水利工程设计规划没有充分考虑到被河流流域的水文、水文地质以及水资源的分布情况,也不考虑根据情况确立各种治理目标,或遵循当地的自然、社会条件选择适宜的工程规模,制定安全、经济的工程布置方案。而更多的工作是下一阶段设计直接套用上一设计的基础资料,不进行深入的补充完善,设计方案同样不做深入论证,直接借用上一设计阶段的成果结论。

2、设计工作经济意识薄弱

设计完施工图以后,造价中的“价”和“量”已被确定,工程造价的实体消耗量不可随意改变,工程造价中的价格则是根据当地的建材价格和用工价格随行就市,有一定幅度的变化范围。如果设计部门对所做工程整体考虑不周,缺乏经济意识,就会使设计的技术材料漏洞百出,设计成果的经济性得不到有效的体现。在进入施工详图设计阶段,与业主交涉的次数增加,设计单位对设计方案进行较细致的调整,带来设计变更也将增加,这样不仅影响施工进度,也会增加是施工工程量,提高工程的总造价。

3、可行性和初步设计论证缺乏严谨性和科学性

任何一项工程设计前要对其可行性进行不断论证并进行规划初步设计,小型水利工程也不例外,对其可行性要进行更加严谨、充分、科学的方案对比和方案论证是极其重要的。只有不断对比论证才够达到经济方面和技术方面的相互协调和足够合理。严谨、科学、充分的方案对比分析包括工程的选址、建筑物的结构设计、工程总体布置等等内容。并且还要根据量化指标和多维角度对比分析两个或多个方案的优劣,选择环境、工期、投资、效益等各方面总体优势最大方案。然而目前实际情况是,在很多小型水利工程在其设计中,整个论证过程的功能和作用不仅没有很好的发挥出来,有些就直接彻底忽略了。还有很多小型水利工程的设计方案并没有做客观准确的定量分析,只是做一简单的定性分析。在方案选择中,只是将某一方案工程总投资小于其他方案工程便将其确定为最后方案。在其他渠道防渗、结构设计等指标和投资回收期、内部收益率等经济指标的深入分析和研究考察相当缺乏。因而,小型水利工程设计在施工后出现费用高、投资大、结构设计缺陷等等各种问题。任何水利工程在立项前都要经过科学、严格的环境影响和经济效益评价。但是小型水利工程因其规模小而忽略评价的必要性,其环境影响和经济效益评价的标准相当简单,浅显。这直接影响工程可行性的科学性。

三、小型水利工程设计存在的问题的对策

1、认真做好勘察设计,确保设计基础资料的真实有效

现行各种水文计算规范规定,水利工程规划设计首先要对水文基本资料进行细致的审查和复核。工程水文设计受基础资料、环境、人为条件的干扰,容易存在成果评判上的差异,因此对工程水文设计相关资料必须认真核查,保证设计成果的真实、可靠性。勘察设计的质量是保证工程建设质量的重要环节,遵守《建设工程勘察设计条例》,进行规范的勘察设计,严格贯彻实施《工程建设标准强制性条文》;建立、健全施工图审查制度,实施工程设计质量第三方有效的约束和监督,防止不合格设计图纸进入施工现场;推行设计监理,杜绝设计质量低劣发生的工程质量事故;严格建设审批制度,批复的初步设计作为工程项目开工的前提条件;推行设计招投标偶然性工作,促使提高设计资质和技术水平,目的是将设计单位推向市场,靠竞争、信誉、质量来求发展。

2、重视技术与经济的优化结合

技术与经济相结合是控制工程造价的最佳策略,在水利建设中将组织、技术与经济科学地结合起来,通过技术比较、经济分析和效果评价,合理处理技术先进与经济合理之间的对立统一关系,最大限度在技术先进条件下实现经济的科学合理,在经济合理的条件上保证技术先进性。要实现此目标,设计人员和造价管理人员需要紧密配合,设计过程中,设计人员要高度重视技术,也要高度重视经济,同样,造价管理人员一方面控制造价,另一方面控制设计,使两者统一有效的结合,提升设计质量,降低工程的造价。

3、技能培训,提高整体设计水平

由于经济条件并不宽裕,很多设计工作人员难以参加更高层次的培训,导致设计水平永远都停留在一个层次上,这对时代先进性的建设模式极为不利,所以设计单位必须要加大对职工学习知识的投入力度,给工作人员做好定期的专业技能培训,使其了解并掌握当今世界的新技术。这样对提高设计人员的水平,以及增强单位的综合实力都很有帮助。

4、硬件设施的及时升级和更新

工程设计是科学技术发展基础上的不断推动向前的,设计单位的技术的更新和配备,以及当前相关领域内的最新科技发明掌握和运用的是推动工程设计不断向前的加速器。在技术升级的同时设计工程的硬件设施也需要随时不断地升级和更新,先进的设备将最新软硬件技术结合,对设计工作带来事半功倍的效果,并且更具有科学性和准确性。水利工程是一项对国家水资源影响重大的工程,小型水利工程又是我国水利事业当中极为重要的一部分。小型水利工程设计水平的提升是完善我国水利体系的关键环节。做好小型水利工程设计,为加速发展我国水利事业提供条件。

结束语

小型水利工程作为我国水利事业中非常重要的部分,为完善我国水利体系做出这突出贡献。水利工程设计人员在进行设计时不应该过分注重“大小”,端正自身工作态度,提高自己专业能力,为优质水利工程方案奠定基础。对于设计单位,除重视制度建设、人才培养等,也要做好硬件设施的更新换代。水利设计各参与方要全方位提升自己设计能力和水平,挖掘自身设计潜力,让每一小型水利工程设计方案都可以成为精品。

参考文献

[1]韩全,综合分析水利工程施工中的质量保障体系[J],轻工设计,2011(3)

第3篇

1公路工程的设计隐患

1.1设计针对性不足公路工程的整体设计方案中,需要对工程建设的经济合理性进行充分兼顾[2]。但在当前公路建设领域时间紧、任务重的大环境下,很多工程的实施留给设计人员的设计时间过少,使得设计工作难以深入。同时,很多中、小型设计单位的从业人员经验不足,水平不高,很大程度上是通过工程类比的方式进行工程设计,导致设计方案与工程实际联系不紧密,针对性不足。在这种情况下,设计方案的质量以及安全性将很难得到保障。同时设计与施工联系不够紧密,有时采取的设计方案难以实施,或者实施代价巨大,最终影响到工程质量,留下了质量隐患。

1.2公路工程的设计缺陷在工程设计环节出现了某种程度上的缺陷,绝大多数情况下都需要归咎于人为因素[3]。没有将不同因素全部考虑在内。在针对公路工程进行具体设计环节中,由于公路工程情况十分复杂,需要针对可能出现的影响因素进行综合考虑,只有这样公路工程的安全耐久性才能得到充分保障。但是由于可能会对公路工程造成影响的因素有很多,其中不仅有材料性能的变化、自然环境的变化、交通荷载的变化,甚至还要考虑人为因素。所以只有设计人员在经过进行面面俱到的深思熟虑后,开展针对性工程设计,这样才会将各种因素可能造成的影响考虑全面,进而保证工程建设的设计质量。

1.3欠缺工程维护在公路工程建成通车进入运营期之后,会在使用过程中出现不同程度的损失破坏,所以需要通过定期维护的方式保证公路工程的完好。通过科学的维护,可以使得公路工程的使用性能得到保证,确保在安全稳定的状态下运行。在定期维护的过程中,还可以及时发现安全隐患,在问题扩大之前进行针对性解决,达到防患于未然的效果。但是目前我国公路工程总体来看,维护养护工作十分欠缺,并没有建立起系统的安全维护措施。缺乏科学有效的工程维护工作,将会造成工程破损得不到及时弥补,导致破损不断扩大,最终影响到公路工程的耐久性。

2解决隐患的针对性措施

2.1强化设计人员的责任意识公路设计人员的工作成果是直接指导施工的设计图纸,其质量好坏直接关系到工程建设的质量和国家及人民的生命财产安全,各设计机构应加强对设计人员的职业道德教育,强化其责任意识,督促其严格按照工作要求及国家规范进行工程结构设计,避免人为原因造成的设计疏漏,从人的方面降低风险。

2.2强化设计人员专业水准在公路工程的设计环节中,相关设计人员需要具备较高的专业水准,才能够完成公路工程的系统设计工作,工程设计中存在很多隐患的主要原因,是设计人员专业水准欠缺,未能对相关问题做出科学的判断和有效的处理,最终对工程设计的最终质量和效果构成负面影响。对此,各设计及科研机构需定期对员工进行专业培训,使其掌握最新的设计标准、设计方法和理念,提高设计人员专业水准,使其能力和素质不断提升,以适应不断变化的工程情况和交通要求。除此之外,还需强化设计师的创新素养,鼓励设计人员在保证结构安全的情况下保持创新意识和创新能力。

2.3控制施工的宏观设计在针对公路工程开展具体设计时,需要对施工的周边环境以及整体施工条件进行系统研究,尽可能从施工可行性的角度出发进行设计。在以往的设计工作中,很多设计人员并不了解施工方面的知识,导致在施工时无法按设计图纸进行,不得不进行大量的施工变更,进而埋下了安全隐患。公路工程设计单位应加强时应加强设计人员对施工方法的学习和了解,以使得设计方案中的施工工序可以与实际相吻合,工程施工可以平稳推进。

2.4确定科学的工程设计方案通常情况下,同一个公路工程会存在很多个设计方案,因此需要针对设计方案进行科学选择,保证设计方案相对最优化。在选择工程方案时,要综合考虑方案与地形地质条件的适应性,施工的难易程度,造价的合理性,结构物的美观性与安全性等各个方面,综合比选,择优选用。

作者:岳建彬 马凤杰 单位:广西建设职业技术学院 广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院

第4篇

【关键词】 工程设计 成本造价

研究表明:初步设计阶段,影响工程造价的可能性为75%~95%:技术设计阶段,影响工程造价的可能性为35%~75%;施工图设计阶段,影响工程造价的可能性为25%~35%;而到了施工阶段,影响工程造价的可能性只有10%。由此可见,控制工程造价设计阶段起着重要而关键的作用。

一、设计阶段建设了程造价控制的内容

1、方案设计阶段

方案设计是工程设计的中心环节,本阶段应根据方案图纸和说明书,做出含有各专业的详尽的建安造价估算书。

2、初步设计阶段

初步设计工作是在方案设计基础上,对于工程规模、工程布局、结构形式等的具体落实。本阶段应根据初步设计图纸(含有作业图纸)和说明书及概算定额(扩大预算定额或综合预算定额)编制初步设计总概算;初步设计总概算一经批准,即为控制拟建项目工程造价的最高限额。

3、技术设计阶段(扩大初步设计阶段)

应根据技术设计的图纸和说明书及概算定额(扩大预算定额或综合预算定额)编制初步设计修正总概算。这一阶段往往是针对技术比较复杂、工程比较大的项目而设立的。

4、施工图设计阶段

应根据施工图纸和说明书及预算定额编制施工图预算,用以核实施工图阶段造价是否超过批准的初步设计概算。以施工图预算为基础进行招标投标的工程,则是以中标的施工图预算作为确定承包合同价的依据,同时也是作为结算工程价款的依据。由此可见,施工图预算是确定承包合同价,结算工程价款的主要依据。

设计阶段的造价控制是一个有机联系的整体,各设计阶段的造价(估算、概算、预算)相互制约,相互补充,前者控制后者,后者补充前者,共同组成设计阶段工程造价的控制系统。

二、在设计阶段进行工程造价控制的主要原因分析

1、在设计阶段进行工程造价控制可以使造价构成更合理。

2、在设计阶段进行工程造价控制可以使控制工作更主动。

3、在设计阶段进行工程造价控制便于技术与经济结合。设计时吸收造价工程师参与全过程设计,使设计从一开始就建立在健全的经济基础之上,在做出重要决定时就能充分认识其经济后果。

4、在设计阶段进行工程造价控制效果最显著。

设计费一般不足建设工程全寿命费用的1%,但它对工程造价的影响却占到75%以上。由此可见,设计质量对整个工程建设的效益是至关重要的。

三、项目设计阶段工程造价控制分析

要有效地控制建设工程造价,就要把控制重点转到设计阶段这个关键阶段上,提高设计质量,降低工程造价。

1、设计阶段工程存在问题分析

(1)建设单位――付款设计图纸方案――设计人员(只对方案可行性和结构的安全性感兴趣)。设计单位经济责任感不强。初步设计时只从建筑规划、建筑规模、建筑空间、结构类型等方面考虑,片面追求新颖、精尖,对造价指标考虑不周或不顾及,施工图设计阶段往往只关注技术、安全,设计保守、盲目加大安全系数,限额设计执行不力。

(2)设计评标办法――评标委员会(重技术、轻经济,指标评价体系尚未详细)。当前我国的工程设计招投标制已经把对设计阶段有效控制工程造价作为选择中标单位的主要标准之一。但目前对于设计方案的经济性还没有详细的评价指标体系,评选实际上就演变成了单纯确定设计队伍的简单过程。

(3)限额设计推行不到位――设计人员(“三超”现象的普通存在)。限额设计就是按批准的投资估算控制初步设计,按批准的初步设计总概算控制施工图设计,即将上阶段设计审定的投资造价分成各专业,然后再分解到各单位工程和分部工程。在保证各专业使用功能的前提下,按分配的投资限额控制设计。但现阶段设计单位推行限额设计的力度不够,设计人员的技术经济意识很淡,经常出现设计超出限额,总投资限额被突破。

2、工程设计阶段采取具体措施进行造价控制

针对以上问题分析,笔者认为可从以下几个方面采取措施,切实加强工程造价的合理有效控制:

(1)改变设计收费办法,刺激设计人员重视设计的经济性。 我国目前设计单位收取费用的主要方式有两种:

设计费=工程造价×费率;

设计费=建筑面积×单方面费用标准(元/m2)。

以上两种方式中费率(或单方费用标准)根据工程性质、结构类型的不同采用不同标准。由此可见,现行设计收费制度只考虑了工程规模和难易程度,没有考虑设计的经济合理性,不利于发挥设计人员的主动性和积极性。

(2)推行设计招标制度,完善设计方案经济评价指标体系和规范。首先,政府职能部门应该尽早制定出工业、民用等建筑设计方案详细的评价指标体制和规范的投标文件格式。其次,业主单位应该在招标文件中明确参评方案的投资估算(或设计概算)在评标过程中的重要性。最后,应该吸纳工程经济专业人员参与评标委员会,与其他评委一道综合评定每个投标方案的优劣,选择出最优设计方案。

(3)充分运用价值工程等手段优选设计方案,大力推行限额设计。限额设计可以运用价值工程理论和标准化设计等技术手段,按照估算控制概算、概算控制预算这种层层控制的方式,确保施工图预算不突破造价限额,即纵向控制;或者可以通过对设计人员进行严格考核,实施奖惩来确保设计质量,即横向控制。

(4)引入设计监理控制,加强设计过程的监管。建设单位选派从事过具体专业设计工作的造价工程师或者委托既懂设计又懂经济的专业监理机构,参与设计阶段的监理工作,及时发现隐含的设计缺陷、事物和有可能突破造价限额的事项,将必须的设计变更控制在施工之前,从而避免一些不必要的经济损失,最终实现设计阶段工程造价的有效控制。

第5篇

关键字:工程设计工程造价 影响 控制

工程造价是反映工程经济效益和社会效益的一个综合指标,合理确定和全面有效控制工程造价是对工程建设优化管理的重要手段。工程设计是具体实现技术与经济对立统一的过程项目。决策确定以后,设计就成了工程建设和控制造价的关键,设计是否合理对工程造价具有重要影响。

一、工程设计影响工程造价的因素

1、设计方案对工程造价的影响

设计方案的质量与复杂程度在很大程度上决定了工程造价的高低,设计越复杂、标准越高,造价越高,反之造价越低。虽然不能简单的以工程造价的高低来衡量图纸设计的优劣,但在使用功能相近的情况下,工程造价应该有一个合理的范围,如果超出这个范围,图纸设计就可能存在不经济之处,甚至存在浪费现象,造成不应有的损失。

不少建筑产品缺乏系统设计,有的设计图纸质量差,专业设计之间相互矛盾,造成施工返工、停工的现象,有的造成质量缺陷和安全隐患,也直接影响工程投资控制在合理水平。产生这种现象的原因,其一,可能是由于建筑单位盲目追求高标准,其二,可能是由于设计本身太过保守,分析以上两方面又都是由于在设计阶段不研究工程造价、缺乏对工程造价的控制造成的。

建设工程项目的方案在工程造价控制中具有重要地位,应该对不同方案进行技术经济比较选择、作出判断和决定。正确的项目投资行为来源于正确的项目投资决策,方案的正确是施工阶段控制工程造价的前题,施工阶段工程造价控制的效果很大程度上依赖方案的合理性。方案的设计质量直接影响着工程造价的真实性和控制效果。

2、材料选择对工程造价的影响

随着科学技术的迅速发展,各种各样的新型材料层出不穷,并不断的被应用到实践中,使得在选择材料时有了更大的余地。研究证明,高层住宅的钢结构体系墙体材料的造价一般占工程造价的20%左右,所以,在设计阶段合理的选择材料,来控制材料的价格,是控制工程造价的有效途径。即使是同样的结构体系,如果材料选择不同,那么对工程造价也会造成不同的影响。

3、设计人员对工程造价的影响

在工程设计阶段,设计人员的素质也是影响工程造价的一个重要因素。一些设计人员仍存在着某些问题,如经济观念不强,普遍存在着重技术、轻经济的思想,把技术和经济相分离。缺乏经济意识,更多的关注建筑形式的可观性和功能性,却忽略建筑的经济性。

二、从工程设计方面控制工程造价

1、推行设计招标,择优选择设计单位

采用设计招标形式选择最合理的设计方案,促使设计单位优化设计方案,降低工程造价。推行建筑方案与经济方案相结合的设计招标方法,尽量将工程主体及配套的维护等均放在一起进行招标,采用多家竞投,组织有关专家综合评比,这样既可优选出好的设计单位,又可促进设计方在项目整体布局,建筑造型使用功能上开拓创新,在降低工程造价上下功夫。在审查设计单位的设计时,要利用各种指标对总平面图设计、工业建筑的空间平面设计进行分析比较。

2、开展限额设计,有效控制造价

当前在过程设计中,普遍存在着设计不精,深度不够的情况,这是增加工程造价的不确定因素。由于设计频繁变更,给工程造价控制带来一定的难度。依据开发经验和投资估算的要求,必须有效地确定设计限额,并利用同类建筑工程的技术指标进行科学分析,优化设计,降低工程造价。

所谓限额设计就是按照批准的可行性研究报告及投资估算控制初步设计,按照批准的初步设计总概算控制技术设计和施工图设计,同时各专业在保证达到使用功能的前提下,按分配的投资限额控制设计,严格控制不合理变更,保证总投资限额不被突破。投资分解和工程量控制是实现限额设计的有效途径和主要方法。限额设计体现了设计标准、规模的合理确定,通过层层限额设计,实现了对投资限额的控制与管理,同时实现了对设计规模、工程数量与概预算指标等各个方面的控制。

积极推行限额设计,健全设计经济责任制。设计人员应熟悉掌握建筑工程预算定额及费用定额,熟悉建筑材料预算价格,然后按项目投资估算控制初步设计及概算,再用初步设计概算控制方案设计及概算。

3、推广标准化设计,降低工程造价

按照国家或省、市、自治区批准的建筑、结构和构件等整套标准技术文件、图纸进行的设计,称之为标准化设计。采用标准化设计能提高设计速度和节省设计费用,一般可加快设计速度 1 倍以上;能提高劳动生产率;能节约建筑材料,降低工程造价,如标准构件的木材消耗仅为非标准构件的 25%;能提高设计质量,保证工程质量,降低工程造价,有资料表明,采用标准构件的建筑工程可降低造价 15%左右;能总结和推广先进技术,促进建筑业工业化水平和标准化水平的提高。

在工程设计阶段正确处理技术与经济的对立统一关系,是控制项目投资的关键环节,设计人员和造价管理人员必须密切配合,作好多方案的技术经济比较,在降低和控制项目投资上下功夫,工程造价管理人员在设计过程中应及时对项目投资进行分析对比,反馈造价信息,能动地影响设计,以保证有效地控制工程造价。

第6篇

关键词:堤防工程;原则;设计

中图分类号: S611 文献标识码: A

引言

目前,随着我国国民经济的不断发展和进步,水利水电工程得到了进一步的发展。其中堤防工程是其重要的组成部分,直接关系着社会发展的正常进行。尤其是在现代化建设的大背景下,堤防工程逐渐与城市规划发展相融合。随着城市化建设的不断发展,堤防工程设计就显得极为重要,堤防工程能够有效抵御洪水灾害,而且也是城市化发展的一个重要部分,对城市起着一定的景观美化作用。由此可见,堤防工程的重要性是不可忽视的。因此,我们必须要不断加强堤防工程设计的合理性,只有如此,才能更好的促进堤防工程的进一步发展,也只有这样才能进一步加快城市化建设的步伐。

一、现代化堤防工程规划设计的概述

堤防在人的生存以及发展之中具有十分重要的作用。堤防重要的功能则是可以使某一保护范围可以抵御一定洪水的侵害。在现代化建设的推进之下。多功能、高品位的建设目标以及可持续发展的总体要求,对于堤防建设也有了较高的要求,那么堤防不仅仅应该具备防洪的功能,还应该有一定的景观环境功能,在必要之时还应该有交通、商业等等功能,应该走可持续发展之路,实现堤防以及自然之间的和谐 。

当前,人们已经不断深化对于水利工程的认识,也在不断的对观念进行更新。以前的单一的防洪功能的堤防建设已经满足不了现代建设的要求。所以在堤防建设之中,如何把堤防工程与生态建设有机地结合起来。发挥防洪设施的多种功能。为美化发挥作用,是建设者们必须考虑的问题。不断加强堤防的建设,以及提高抗洪能力的同时,可以积极寻求绿化、美化、造福于民的多方位堤防功能。

堤防工程规划设计中,应进行工程经济效益和环境效益分析.权衡满足人的需求的经济效益与环境效益之间的关系,即进行工程项目经济技术及生态环境效益评估改变现行的单一经济技术评估指标体系,在进行堤防工程的规划时,应明确河流与其上下游、左右岸的生物群落处于一个完整的生态系统中,按照“河流生态廊道”的范围.进行统一规划、设计和建设。进行工程勘察时,除常规的水文、地质的测量勘察外,还要补充相关范围的生态系统的调点是生物群落的历史与现状调查【1】。

二、堤防工程设计要点

1、加强堤防基础处理

堤防基础通常要进行处理主要有三类:软土淤泥、杂填土以及砂卵砾石土。对于软土淤泥、杂填土基础的工程措施最为重要的目的则是解决承载力不够的问题。但是对于砂卵砾石土基础的工程措施主要目的则是应该解决好基础防渗的问题。在软土淤泥或杂填土上修筑堤防。堤防基础处理可以视软弱层厚度以及上部结构型式可以使用换填法、或者是碎石挤密加固等方法。对小于5.0m深的浅层的软土淤泥或者是杂填土,通常使用换填法来进行处理,全部挖除软弱层,回填之砂卵砾石或者是碎料石。对于较为深厚的淤泥层地基,基础一般使用桩基来进行处理。

2、合理的堤线布置

防洪堤堤线布置同工程的合理性以及建成之后的功用有着十分重要的影响,特别是对于工程投资大小有着十分重要的影响。在布置堤线布置之时应该根据防洪规划,地形、地势、地貌以及相关的地质条件,同当前拟建筑物的位置、型式、施工条件以及河流历史演变相结合,充分估计到下伏层地质的具体情况,经过技术以及经济比评之后进行分析来确定。

在地形、地势之上,应该主动避开淤滩泛滩、崩岸、沉积等等的地带,此地带可能看起来略高,之前是河道过水的一部分,其下伏地层一般是淤泥、砂、卵砾层等等组成,它的含水及透水性能较好,层土较为松散,稳定性低,开挖、压填或者是防渗处理的工程量较大,以投资上以及处理的难度之上都是不可取的。而处于河岸边的阶地,从实地看一般较高,通常粘性土覆盖层比较厚,地势偏高,土层较为密实,可以考虑作为新筑堤的基础【2】。

在堤线布置之时,应该认真、详细的进行实地的踏勘,深入实地、集居地收集相关的洪灾资料,对于河道的历史演变、改道、泛滥等情况进行充分的调查,如此就可以避免穿越故河道以及历史洪泛区,进而减少堤基处理措施,使投资得到节约。

3、合理设计洪水位和堤顶超高

堤顶超高是堤防设计重要的参数。《提防设计规范》第7.3.1条规定:堤顶高程应按设计洪水位加堤顶超高确定。新疆河道比长江流域、黄河流域河道规模小,尤其新疆阿勒泰地区额尔齐斯河流域的诸小河流河宽相对较窄,若参考《长流规》等有关规范规定计算的设计波浪爬高数值小,按其要求加高堤防,其工程量小,而且不同堤段相差较多,给取用带来困难。《长流规》将设计波浪爬高和安全加高统一为堤顶超高,并根据各段堤防的重要性,规定重点堤防堤顶超高为2.0米,重要堤防为1.5米,一般堤防为1.0米。对照《提防设计规范》,以上规定稍偏低,但基本合理可行。 对于新疆阿勒泰地区额尔齐斯河流域的诸多河流确定超高时在参考上述规定的同时,应依据《提防设计规范》及结合当地实际气候条件及洪水特征,将超高值适当加大,以保证提防运行安全。

4、合理选用堤防结构型式

因为堤防占地的补偿费用较大,关系的点较多,在处理上较为复杂,那么就会使得工程开工出现一定的困难以及工期拖延,所以在选择堤型之时是相当重要的,要求同方案进行比较。依照因地制宜、就地取材的原则,并且结合地形、地势以及地质状况,选择合适的堤型,比如说斜坡式堤、直挡墙式堤或者是直斜复合式堤等等。基础处理依据工程地质条件以及堤防工程的特点,尽量节省工程的投资。在城市沿河余地不大的范围之内的建设堤防,需要注重的是城市景观以及节省土地等等要求。在有条件的地方可以考虑到堤防同城市交通道路结合建设,并且和城区交通道路相连接,发挥出防洪抢险道路在非汛期之中的作用。

5、与城市基础设施规划相结合

之前的城市规划,城建部门主要负责市区道路规划,水利部门则是负责河道防洪规划,道路规划同城市防洪规划区分开来,使得城市规划,尤其道路规划与城市防洪规范不能统筹,出现二次投资,重复投资,造成很大浪费。因此,城市防洪规划同城市基础设施规划这二者要求进行全面的考虑,统筹安排。

6、与城市发展相和谐

堤防工程建设首先必须服从流域防洪规划,保障人民的生命和财产安全。其次,堤防工程建设必须和城市自然条件、发展风格、社会环境等因素相结合,与城市总体规划相协调,服从城市总体规划所赋予的新的功能和任务。

城市景观多样性对一座城市的稳定、可持续发展以及人类生存适宜度的提高均有明显的促进作用。河流影响和丰富人类精神领域的最突出表现是其景观效应,或者说河流不仅作为物质资源―――水源,还是一种刺激感观、活跃情操、调整心态的精神资源,是分布广泛而又作用突出的景观资源。因此,应充分注意河流两岸的生态环境和景观建设,遵循人与自然和谐相处的原则,使城市堤防工程成为钢筋水泥丛林中一抹别致的风景。

结束语

综上所述,堤防工程是水利建设之中重要组成部分,各地都有广泛的分布,在设计之中应该同实际情况结合进行多方案比较、论证,确保堤防工程建设的质量。尤其随着科技的不断发展,在堤防工程建设中,和生态工程有利的结合,加强堤防工程设计的科学性和合理性,能够更好地促进水利工程的进一步发展。

参考文献:

[1]范雨耕. 堤防工程的规划设计与生态保护探析[J]. 中国新技术新产品,2013,07:95.

[2]王飚. 浅析城市堤防工程设计[J]. 湖南水利水电,2009,02:57-59.

[3]朱峰,汤洪洁. 堤防工程设计若干问题分析[J]. 水利规划与设计,2013,06:55-57.

第7篇

[关键词]灌区;节制闸;分水闸;除险加固

2015年12月15日,国家统计局调查结果显示:辽宁省粮食年产量为200.25亿kg,比上年增加24.85亿kg,增幅居全国首位。从2010年以来,辽宁省政府每年会安排超过400亿元的专项资金用于农业水利建设,其中,灌区建设被放在了重要位置。目前,我国拥有各类灌区超过1000多万处,但这些灌区大都修建于20世纪50~70年代,年久失修严重,辽宁省内也存在该问题。因此,加强灌区除险加固作业已成为保证该省农业顺利健康发展的重要路子。

1工程概况

某灌区地质构造复杂,该灌区区内雨量充沛,水质优良、土质肥沃、温度适宜,是该区域重要商品粮基地之一。灌区设计灌溉面积0.35万hm2,有效灌溉面积0.28万hm2,现有干支渠道长度155km。灌区建设于1969年,由于缺乏资金投入,本灌区渠首得不到及时维护和更新,致使建筑物老化、破损等现象十分严重,直接造成灌区灌溉效益逐年衰减,实际灌溉面积递减,对实施农业开发高标准农田建设、提高当地农业综合生产能力形成制约,亟需更新改造

2除险加固的内容及总方案

(1)除险加固内容:①重建水毁节制闸;②重建水毁分水闸,并修建闸后至干渠58m输水渠道;③重建水毁溢流坝。(2)除险加固总方案:综合考虑本工程主要功能为抬高渠首闸前水位,再结合工程投资及工期等因素,本次除险加固设计方案枢纽总布置采用闸坝结合型式。工程主体由节制闸、分水闸及溢流坝三个大部分组成。其中节制闸及溢流坝(以下简称拦河闸坝)轴线与102线公路桥平行,轴线总长度300.0m。分水闸布置于拦河闸坝右岸上游10m处,闸轴线与拦河闸坝轴线垂直。

3主要工程设计分析

3.1溢流坝工程设计。(1)总体结构设计:本项目的溢流坝轴线总长度为289.4m,总体设计结构形式为“浆砌石堰体+20cm钢筋混凝土罩面”。坝顶高程7.1m,与设计正常高拦蓄水位齐平,坝基高程3.5m,坝基底宽7.39m。坝体上下游均设置齿墙,深1.2m,底宽0.6m,齿墙为钢筋混凝土结构,堰基底层设10cm素混凝土垫层。溢流坝每20m设一结构缝,缝间填充2cm沥青浸油木板,并在混凝土罩面部分夹651型橡胶止水带防渗。(2)坝体防渗设计:设计溢流坝上游前端设浆砌石防渗铺盖,尺寸为:长×厚=5.0m×0.8m。铺盖上下游均设置齿墙,齿墙深0.7m,底宽1.0m。坝基前脚下铺5.0m深土工膜垂直防渗,防渗基底高程-2.7m,防渗材料为两布一膜,单位质量500g/m2。对溢流坝前端50m范围内河道清淤,清淤控制高程5.3m,与防渗铺盖齐平。各个结构所用混凝土标准,见表1。(3)消能形式设计:设计本项目溢流坝消能为戽流消能型式,该消能形式具有体积小、长度短、工程量省、施工方便、施工简单、消能效果良好等特点,目前已在辽宁部分地区广泛应用。其具体设计如下:①设计消力戽挑角32°,反弧半径3.0m,戽唇顶高程4.8m,高于坝下河底0.5m,戽底高程4.32m;②消力戽下游设5.0m宽,1.0m厚格宾石笼护脚(双层,单层0.5m),石笼顶高程4.3m,石笼底部铺设300g/m2长丝土工布反滤。石笼护脚末端接20.0m戽流消能预冲段,提供戽流消能空间;③距溢流坝坎后25m处设置透水尾坎,尾坎高0.8m,顶高程5.1m,宽3.5m,上下游各设置一道0.5m厚钢筋混凝土齿墙,为到达防护及透水的双重效果,齿墙上部为锯齿构造,内部填充石笼;④为保护尾坎下游侧已建桥梁,根据公路部门要求并结合工程实际,设总长20m(至桥下游末端),厚0.3m格宾石笼防护。3.2节制闸工程设计。(1)总体设计:本项目共设计节制闸5孔,单孔净宽1.4m,中墩及边墩均宽0.6m,总宽度10.6m。闸室顺水流方向总宽度7.39m,与溢流坝同宽,闸底板前端厚度2.0m,末端与消力池高程过渡段衔接,渐变至1.1m。闸底板上下游均设置齿墙,深1.2m,底宽0.6m。闸底板为钢筋混凝土结构,底部设10cm素混凝土垫层。(2)防渗设计:闸基前端防渗布置与溢流坝相同。设5.0m宽浆砌石防渗铺盖,厚度0.8m,铺盖上下游均设置齿墙,齿墙深0.7m,底宽1.0m。铺盖浆砌石砂浆标号M10。闸基前脚下铺5.0m深土工膜垂直防渗,防渗基底高程-2.7m,防渗材料为两布一膜,单位质量500g/m2。(3)消能形式设计:本项目设计节制闸采用底流消能型式,消力池底板与闸室底板用斜坡连接,斜坡段长为5.6m,坡比为1∶4.0,消力池水平段长13.4m,深0.7m,底板厚0.7m,下铺厚0.1m的C10素混凝土垫层。消力池底板水平段设排水孔,孔径100mm,孔距1.5m,梅花形布置。消力池末端采用0.5m厚格宾石笼防护与透水尾坎相接,石笼顶高程4.3m,石笼底部铺设300g/m2长丝土工布反滤。3.3分水闸工程设计。本工程分水闸与原闸相同布置于溢流坝上游右岸10.0m处,由闸室和穿堤箱涵两部分组成,顺水流方向总长12.0m,其中闸室部分长1.0m,穿堤涵洞部分长11.0m,闸轴线与拦河闸坝轴线垂直。分水闸闸室为钢筋混凝土结构,顺水流方向长度1.0m。共分3孔,单孔尺寸为1.0m×1.0m(宽×高),总宽5.0m,中墩及边墩厚度均为0.5m,闸底高程为6.3m。工作桥顶高程9.9m,厚度0.2m。工作桥临水侧设钢结构栏杆。穿堤部分盖板涵,洞身尺寸与闸室相同,共分3孔,单孔尺寸为1.0m×1.0m(宽×高),洞身长11.0m,浆砌石涵壁及底板,底板厚度0.8m,钢筋混凝土顶部盖板,盖板厚度0.2m。为使新建分水闸与灌区干渠相接,箱涵后接58.0m长输水渠道。渠道主体为浆砌石结构,3cm水泥砂浆抹面,矩形断面,宽4.0m,底坡i=2‰。

4结束语

第8篇

关键词:工程造价;工程设计;控制;影响

工程建设造价控制贯穿于工程建设全过程中,它是建筑产品的总造价,是反映建筑产品的经济和社会效益的重要的综合指标。在不同的阶段,造价控制工作的重点和效果是完全不同的。整个工程项目的过程一般分为投资决策、设计、施工(包括招投标)、竣工决算等几个阶段。据统计,各个阶段的工作对整个项目造价的影响分别为:投资策划阶段75%~95%;设计阶段35%~75%;施工阶段5%~35%;竣工决算阶段0~5%。很显然,工程造价控制的重点应该在工程实施前的投资决策和设计阶段,而当项目投资决策确定以后,设计阶段的造价控制就变得十分重要,而这一阶段恰恰是目前开发商(投资人)控制的最薄弱的环节。它的难度在于除了政府部门制定的有关的设计规范以外,对于方案的优化、材料的选择、投资效果、减少施工风险和施工成本等方面,既没有明确的控制办法,也没有业主考核标准。另外,设计单位业务内容中也不包括该方面的内容。

1、工程设计与工程造价的关系

工程设计是具体实现技术与经济对立统一的过程。拟建项目一经决策确定后,设计就成了工程建设和控制工程造价的关键。初步设计,基本上决定了工程建设的规模、产品方案、结构形式和建筑标准及使用功能,形成了设计概算,确定了投资的最高限额。施工图设计完成以后,编制出施工图预算,准确地计算出工程造价。由此可见,工程设计是影响和控制工程造价的关键性环节。

除此之外,工程设计中设计质量、深度是否达到国家标准,功能是否满足使用要求,不仅关系到建设项目一次性投资的多少,而且影响到建成交付后经济效益的良好发挥,如产品成本、经营费、日常维修费、使用年限内的大修理费和部分更新费用的高低,并且还关系到国家有限资源的合理利用和国家财产以及人民群众生命财产安全等重大问题。

而且,据国外一些专家分析指出:设计费虽然只占工程全寿命费用的3%还不到,但这不到3%的费用对工程造价的影响程度达75%以上,显然,设计水平的高低和质量的好坏是影响工程造价的关键环节。实践证明:重施工,轻设计和决策阶段的思想及传统习惯必须克服,否则必然是“亡羊补牢”,事倍功半。

不仅如此,工程造价对工程设计也有很大的制约作用。在市场经济条件下,归根结底应该说还是经济决定技术,财力决定工程规模、建设标准及技术水平。在一定经济约束条件下,就一个建设项目而言,应尽可能减少次要辅助项目的投资,以保证和提高主要项目设计标准或适用程度。所以,就要加强工程设计与工程造价的关系的认真研究分析和比选,正确处理好两者的相互制约关系,从而使设计产品技术先进、稳妥可靠及经济合理,使工程造价得到合理确定和有效控制。

2、工程设计对工程造价控制的影响

(1) 方案设计对工程造价的影响

城市建设、住宅小区建设、重要的公共建筑和高层建筑等工程建设首先要做方案设计,方案做得好与坏,直接影响到基本建设的成效,特别是建设投资的多少。若设计方案做得好,可以使建设规模和建设标准与使用功能达到最合理和最佳的对应状态,从而尽可能地避免建设资金的浪费,实现少花钱多办事,实现基本建设的可持续发展;若设计方案做得不好,可能出现工程建设规模过大,建设标准过高,造成不必要的浪费;方案做得好与坏,一要看它的设计功能是否齐全,是否达到了使用的需求;二要看它所设计的建筑物、构造物之间的平面关系、空间关系是否合理,是否符合有关的设计原则,相互之间的功能是否协调,三要看设计的方案是否最优经济方案。例如:有一塑料厂所建一单层厂房,建筑面积5400m2,使用年限为50年,设计方案为两个,第一方案采用钢筋砼结构,工程造价预算约为400万,第二方案为钢结构厂房,工程造价预算约为320万,经过对比,使用钢结构厂房能节省约20%,因而钢结构厂房成为众所选择的单层厂房的设计方案。

(2) 施工图设计对工程造价的影响

施工图设计阶段是工程造价控制的又一重要环节。设计不合理或设计达不到国家标准要求,在施工过程中会造成造价居高的原因。例如:某一十二层住宅楼,其基础有两方案,方案一的设计为人工挖孔桩,桩径为1.2m~1.4m,设计桩长约为25米,造价230万元,方案二为静压预制管桩,造价150万元,由于人工挖孔桩施工危险性高、施工难度大、施工期长,且造价高,故采用了方案二的管桩基础,其成本减少了80万元。又如:有一六层办公楼,方案一,正立面有一隐框玻璃幕墙约500 m2,其玻璃设计采用6mm镀膜玻璃,造价约为45万元,方案二,采用墙体加铝窗的造价约为20万元,由于隐框玻璃幕墙的造价居高,从而采用方案二比方案一的造价节省了25万元。

(3) 图纸设计质量与复杂程度对工程造价的影响

图纸设计质量与复杂程度决定工程造价的高低,设计越复杂、标准越高,造价越高,反之造价越低。虽然不能简单的以工程造价的高低来衡量图纸设计的优劣,但在抗震裂度相同、使用功能相近的情况下,工程造价应该有一个合理的范围,如果超出这个范围,图纸设计就可能存在不经济之处,甚至存在浪费现象,造成不应有的损失。产生这种现象的原因,其一,可能是由于建筑单位盲目追求高标准,其二,可能是由于设计本身太过保守,分析以上两方面又都是由于不研究工程造价、缺乏对工程造价的控制造成的。如何避免上述现象的发生,有效控制造价,是目前亟待解决的问题。

(4) 小区规划设计对工程造价的影响

小区规划设计应根据小区的基本功能要求确定小区构成部分的合理层次与关系,它是房地产开发商取得良好经济效益的基础。国家对小区规划设计以用地指标、密度指标和造价三种指标进行控制。作为房地产开发商在规划设计阶段应主要研究在满足国家规定的前提下,如何最大限度地利用,以求取得最大的经济效益。一个开发项目可能由于成功的规划带来高额利润,也可能由于不合理的规划造成巨额损失。由此可见,小区规划设计是否合理,关系到工程造价的高低。

(5) 建筑物平面布置

在相同建筑面积时,住宅建筑的平面形状不同,住宅的建筑周长系数K周(外墙长度/建筑面积)也不同。K周越大,则墙体面积、基础长度、门窗面积、墙身内外装饰面积等工程量也越大,因此,应合理控制K周以降低工程造价。

(6) 楼房进深和长度

加大楼房的进深,可相应缩短外墙长度,从而减少墙体面积系数,节约用地并提高建筑容积率,从而降低工程造价。墙体面积系数(墙体面积/建筑面积)是衡量墙体比重大小的重要指标,在多层住宅建筑中,墙体所占比重较大,是影响造价高低的主要原因,因此应尽量减少墙体面积系统,以降低工程造价。据专家分析,住宅进深在11米以下时,进深每增加1米,每亩用地可增加建筑面积70平方米左右,进深在11米以上时,效果虽有下降,但仍可增加建筑面积,但进深过大将会影响室内采光和通风,对工程设计、功能分区产生不利影响。因此,一般将住宅进深控制在11米~15米较为经济。对于住宅长度,据专家分析,长度在30米~60米时,每加长10米,每亩用地可增加建筑面积70平方米左右,超过60米,效果不显著,且60米以上需增设带有两层隔墙的温度伸缩缝,90米以上需设贯通过道,均需增加工程造价。因此,一般住宅以3个~4个单元、房屋长度60米~80米较为合理。

(7) 楼房层数与造价

仅从住宅建筑的经济角度考虑,应该说多层住宅具有降低造价和使用费用、节约用地的优点。避如建一层的住宅,基础的全部费用分摊为100%,二层住宅对基础的分摊为50%,三层为33%,四层为25%,五层为20%,六层约为17%,七层为14%,超过八层的要考虑安装电梯,暂不考虑 。虽然层数越多的基础要求越高,成本越大,但就其每层分摊的基础造价却是更低。由此可知,多层住宅楼层对基础的分摊比少层的分摊更多,从而降低了成本。因此,可得出结论,七层以内住宅的层数越多,造价越低,且相邻层次间造价差值也越小,多层住宅以采用6~7层为好。

(8) 楼梯及公共面积分摊

由于住宅楼的楼梯及电梯井的分摊也直接影响工程造价的高低,尽量减少电梯楼梯,设计Y型住宅楼能使成本降低,使楼梯与公共面积的分摊更少,从而使成本降低。

(9) 图纸设计质量与复杂程度

图纸设计质量与复杂程度决定工程造价的高低,设计越复杂、标准越高,造价越高,反之造价越低。虽然不能简单的以工程造价的高低来衡量图纸设计的优劣,但在抗震裂度相同、使用功能相近的情况下,工程造价应该有一个合理的范围,如果超出这个范围,图纸设计就可能存在不经济之处,甚至存在浪费现象,造成不应有的损失。产生这种现象的原因,其一,可能是由于建筑单位盲目追求高标准,其二,可能是由于设计本身太过保守,分析以上两方面又都是由于不研究工程造价、缺乏对工程造价的控制造成的。如何避免上述现象的发生,有效控制造价,是目前亟待解决的问题。

2、

3、设计阶段控制工程造价的方法

在工程设计阶段要正确处理好技术与经济的对立统一关系。工程经济人员应密切配合设计人员,在初步设计阶段,要严格按照可行性研究报告及投资估算,认真作好多方案的技术经济比较,进行初步设计;在技术设计和施工图设计阶段,要严格按照批准的初步设计内容、范围和概算造价,认真作好技术经济分析与评价,进行技术设计和施工图设计;要主动地影响设计,以保证有效地控制造价。

3.1优化设计方案

优化设计方案是设计阶段的首要步骤,是控制工程造价的有效方法。优化设计方案主要采用设计招投标、运用价值工程优化设计方案和设计方案的技术经济评价等方法。

(1)设计招投标,是指招标单位就拟建工程的设计任务招标通告,以吸引设计单位参加竞争,经招标单位审查获得投标资格的设计单位按照招标文件设计招投标,主要是设计方案的招投标。它是指招标单位就拟建工程的设计任务招标通告,以吸引设计单位参加竞争,经招标单位审查获得投标资格的设计单位按照招标文件的要求,在规定的时间内向招标单位填报投标书,招标单位从中择优确定中标单位来完成工程设计任务。工业项目还可进行可行性研究方案招标。设计招投标不仅有利于设计多方案的选择和竞争,从而择优确定最佳方案,达到了优化设计之目的;而且有利于控制建设项目工程造价,中标项目一般做出的投资估算能控制或接近招标文件中规定的投资范围内;更有利于缩短设计周期,降低设计费用。

(2)运用价值工程法优化的设计方案。价值工程,又称为价值分析,是发挥集体智慧和有组织的活动,它着重产品功能的分析,使之以最低的寿命周期总成本,可靠地实现产品的必要功能,从而提高产品的价值。这里的“价值”,是功能和实现这个功能所耗费用(成本)的比值。其表达式为:V=F/C.价值分析并不是单纯追求降低成本,也不是片面追求提高功能,而是力求正确处理好功能与成本的对立统一关系,研究产品功能和成本的最佳配置。目前,价值工程在我国还刚刚起步,但大量事实证明,它在工程设计中对于控制项目投资,提高工程“价值”,是大有可为的。特别是随着“勘察设计施工一体化总承包”的尝试和推广,价值工程越来越显示出它对控制项目投资所能发挥的巨大作用。

(3)设计方案的技术经济评价法。该方法是用一个或一组指标对设计方案的项目功能、造价、工期和设备、材料、人工消耗等方面进行综合评价,从而择优确定经济技术好的方案。常用的方法有:投资回收期法、计算费用法、全寿命费用限值分析法和多因素评分优选法等。

3.2加强设计中的技术经济分析

设计过程是具体实现技术与经济对立统一的过程,因此,在总平面图设计、建筑空间平面设计、建筑结构与建材的选择、工艺技术方案选择以及设备的选型与设计等主要过程中,要加强技术经济分析和多方案的比选,从而实现设计产品技术先进、稳妥可靠、经济合理。

3.3推行限额设计

所谓限额设计就是按照批准的可行性研究报告及投资估算控制初步设计,按照批准的初步设计总概算控制技术设计和施工图设计,同时各专业在保证达到使用功能的前提下,按分配的投资限额控制设计,严格控制不合理变更,保证总投资限额不被突破。投资分解和工程量控制是实现限额设计的有效途径和主要方法。限额设计是将上阶段设计审定的投资额和工程量先分解到各专业,然后再分解到各单位工程和分部工程而得出的,限额设计体现了设计标准、规模、原则的合理确定及有关概预算基础资料的合理取定,通过层层限额设计,实现了对投资限额的控制和管理,也就同时实现了对设计规模、设计标准、工程数量与概预算指标等各个方面的控制。

3.4推广标准化设计

第9篇

关键词:排涝站;防洪标准;水文计算;排涝流量

随着国民经济建设的快速发展,政府加大了对城市基础设施建设的投资力度,各种水利设施工程数量日益增加。排涝站是城市基础设施中常见的水工建筑物,担负着城市防洪、排涝和供水等重任,在改善城市生态环境、确保居民日常生活和促进经济发展方面发挥着不可替代的作用。但目前许多泵站管理人员对于排涝站工程的设计工作并不是十分重视,加上设计人员在设计过程中无从下手,很难抓住设计的关键所在,这就造成防洪排涝站投入使用后无法发挥出应有的使用功能,严重情况下还可能出现严重的财产损失和人员伤亡。因此,加强防洪排涝站工程的设计工作就显得十分重要了。本文通过探讨防洪排涝站工程设计中各个环节的工作,希望对往后的设计工作有所帮助。

1确定防洪治涝标准

泵站设计第一步就是确定防洪治涝标准与工程规模,之后才能进行水文计算。根据国家相关规程规范的要求准确确定工程的标准和级别。有很多城市防洪工程已经列入了前期城市水利工程规划中,已明确工程的级别和标准,这类工程不需要确定标准和级别,只有复核正确就可以了。

某防洪排涝站按《防洪标准》(GB50201-94)、《堤防工程设计规范》(GB0286-98)、和《东莞市城市防洪规划报告》(修编)审查意见,确定相应防洪标准为50a一遇。该电排站的治涝标准为20a一遇,1d最大暴雨加1d污水量排出不淹重要建筑物高程。

2水文计算

水文计算一定要精准,对有疑问地方一定要反复论证,以便为确定泵站规模提供科学依据。

2.1设计排涝水量

2.1.1治涝分区与治涝标准

该电排站总汇水面积10.73km2。区内地垫南北高,中间低,一般地面高程18.50~23.00m,该区域来水皆由城市管网汇入湖区内。工业园开发前,该区域来水采用自排、电排相结合的方式排入江。根据《东莞市城市防洪规划(修编)》安排,为了统筹解决该区域治涝问题,并提高区域的治涝标准,采取改扩建原电排站成站闸结合的方案,集中将区域来水排入江。

2.1.2设计暴雨

移用与治涝区域邻近的排涝站设计暴雨为治涝区设计点暴雨,根据排涝站设计暴雨分析成果,20a一遇最大1d暴雨量为186.8mm。

2.1.3污水量

电排站污水量为居民生活污水加工业废水。目前,工业园下污水处理厂正在规划当中,还未建设。根据工业园区的建设规模及工业园区管委会相关部门的意见,在本次设计中,该区域废污水量按10万m3/d计算。

2.1.4设计排涝水量

排涝区内无流量观测资料,设计排涝水量通过设计暴雨途径推求。由于排涝区面积不大,区域暴雨点面折算系数取1.0。考虑城区房屋屋面、混凝土和沥青路面等不透水覆盖面面积大,综合径流系数取0.9;生产、生活废污水按10万m3/d计。

电排站排涝标准为20a一遇1d暴雨一日排至不淹重要建筑物高程。20a一遇最大1d暴雨为186.8mm,相应净雨水量为180.39万m3,1d内总污水量为11万m3,总水量为190.39万m3。考虑40万m3的调蓄水量后,总排水量为150.39万m3。计算成果见表1。

表1 电排站排涝计算成果表

2.2特征水位

蓄区正常蓄水位为16.0m(景观水位),最高蓄涝水位为17.50m,起调水位(即电排站起排水位)为16.50m,调蓄水深1.0m。

设计最高内水位:由于区域内调蓄较小,且区内城市建设用地高程基本已填至19m以上,电排站最高内水位按略高于地面高程确定,取为19.20m。

设计内水位:根据调蓄要求,取调蓄区平均水位为设计内水位,为16.50m。

最高运行内水位:取调蓄区最高蓄涝水位,为17.50m。

最低运行内水位:根据城市规划及排湖要求确定,为15.00m。

防洪外水位:取相应外江50a一遇洪水位,为22.22m。设计外水位:取排水期外江20a一遇最高3d平均水位,为21.65m。

最高运行外水位:取相应外江50a一遇洪水位22.22m为最高运行外水位。

最低运行外水位:采用起排内水位加0.1m作为最低运行外水位,最低运行外水位为16.60m。特性水位见表2。

表2 电排站特征水位表

3工程规模和工程布置

水文计算完成后,可进行水力学计算,计算出泵站设计排水流量,据此确定泵站规模,进行设备选型。

3.1确定排涝流量

电排站总汇水面积10.73km2。其排水量为该治涝区域内的雨水加污水量。据表1成果,区域内需排水总量为150.39万m3,按电排站日开机时间22h计,用平均排除法求得电排站的设计排水流量为18.99m3/s。

电排站为站闸结合工程,其调度运行原则的确定依据为:平均湖底高程约为14.0~14.5m,根据景观要求与市政下水管出口高程要求,湖正常蓄水位(即景观水位)为16.5m;据水文分析,电排站出口处西江汛期平均水位约16.5m;经综合分析,自排闸关闸水位和电排站起排水位确定为16.5m;最高蓄涝水位为17.5m,调蓄水深为1.0m。据此,电排站的运行方式确定为:当外江水位低于16.5m时,由自排闸控制下泄水量等于来水量并维持内湖水位为景观水位16.0m;当外江水位高于16.5m时,闸门关闭,启动电排站抽排来水并使内湖水位尽可能维持在16.5m,当来水大于排水能力时,来水滞蓄于调蓄区内,直至最高蓄涝水位;当外江水位在16.0~16.5m时,仍由自排闸自泄来水,以减少电排站的运行费用,但此时内湖水位将超出景观水位,由于超出较少,对景观水位影响不大。

3.2泵站规模和基本布置

按照《泵站设计规范》GB/T50263-97,泵站规模属中型,泵站等别为Ⅲ等,泵站主要建筑物级别为3级,次要建筑物4级。

电排站设计排涝流量为18.99m3/s,采用4台1400QZB-70型潜水轴流泵,单机功率为500kW,排涝总装机容量为2000kW,另外为湖区换水之用的提灌设计流量为2.5m3/s,采用两台700QZB-50型潜水泵,提灌装机容量为320kW,电排站排、灌总装机容量为2320kW,泵站由进水系统、泵房、出水系统、消力池及提灌系统组成。进水建筑物主要包括进水渠、检修闸、拦污栅、工作桥、前池等。

4部分要点计算详解

4.1设计扬程计算

4.1.1泵站净扬程Hst

确定内外河水位差

4.1.2装置扬程

1)进口水头损失

(计算公式查泵站设计手册公式)

包括闸墩的水头损失、拦污栅的水头损失、闸门水头损失

2)出口水头损失

3)管道损失扬程

4.1.3考虑出水池水位最大涌高电排出水时有一个出水涌高,出水池水位最大涌高计算如下:

1)最大水位涌高计算

式中:YM为最大水位涌高值,见《给排水设计手册第5册》(3-16)式;Q为水泵出水量,m3/s;L为出水总管长度,m;A为出水池面积,m2;a为出水总管断面积,m2;g为重力加速度,9.81m/s。

2)出水池至放流河道之间的全部水头损失

式中:YO为出水箱涵的全部水头损失,见《给排水设计手册》(第5册3-17式);V为出水总管流速,m/s;C为流速系数;R为出水总管水力半径,m;ζ进为出水总管进口水头损失系数;ζ出为出水总管出口水头损失系数。

3)出水池最大涌水高程

Z=ZO+YM+YO(m) (3)

式中:ZO为放流河道最高水位。本工程出水池的水位涌高计算,按照调压塔原理分析计算,确定最大涌水位高程。

泵站设计扬程为净扬程Hst加上以上损失之和。

4.2进水闸设计计算

1)进水闸水力计算按《水闸设计规范》(A.0.1-1)公式计算:

式中:B为总净宽,m;Q为过闸流量,m3/s;(设计流量18.99m3/s);σ为堰流淹没系数;ε为堰流侧收缩系数;m为堰流流量系数,取m=0.35;H0为计入行进流速水头的堰上总水深,m;按泵站设计内水位,设计流量控制及泵站最低内水位,设计流量的1/4控制,经计算满足上述条件,进水闸底板高程13.30m,闸孔宽度3.0m。

2)闸室抗滑稳定计算:

①抗滑稳定按《水闸设计规范》(7.3.6-1)公式计算,

式中:[Kc]为抗滑稳定安全系数允许值;Kc为抗滑稳定安全系数;ΣG为全部竖向荷载之和;ΣH为全部水平荷载之和;f为基底磨擦系数。

②水闸基底应力计算按《水闸设计规范》(7.3.4-1)公式计算。

式中:Pmax,Pmin为水闸基础底面应力的最大值或最小值,kPa;ΣM为水闸基底以上全部竖向和水平荷载对基座垂直水流向的形心轴的力矩KN・M;W为水闸基底对该面垂直水流向的形心轴的截面矩,m3。

根据进水闸各工况验算闸室稳定情况,验证闸室能否满足抗滑要求及基础能否满足承载能力。

其它常用计算在给类水力学书中都有叙述,也可参考泵站设计规范,在此就不重复介绍。

5结论

防洪排涝工程设计是一项系统性的工作,它的设计比较复杂,对技术要求也比较高。因此,在设计过程中,设计人员必须掌握正确的方法,结合防洪排涝的标准,提出一套思路清晰的设计思路,并制定出科学合理的设计方案。同时设计人员还应加强设计过程中各个环节的监控力度,从而设计出高质量高水平的排涝泵站。

参考文献:

第10篇

黑石子站位于海尔路路南侧坡地中,北高南低,地势起伏较大,地面相对高差20m左右。车站按坡地建筑设计为地下一层地上两层的半地下车站,顶层楼面与坡顶海尔路路面平齐。车站建设将在北面海尔路一侧形成长约220.5m,高度约10~13.5m的土岩混合永久边坡。本文就其中某一代表性地质断面为例,此边坡为13.4m高的土岩混合边坡,上部约4m人工素填土,下部岩层为中风化泥质砂岩。通过计算分析判断,此边坡无外倾结构面,边坡稳定性受自身强度控制,边坡破裂角取61°。该边坡的岩体类型为Ⅲ类,岩体等效内摩擦角取55°。

2支护方案比选

由于坡顶紧邻海尔路,无放坡开挖条件,因此考虑以下三种支护方案进行比选:悬臂桩板挡墙、板肋式锚杆挡墙及排桩锚索挡墙。(1)悬臂桩板挡墙方案。悬臂桩结构受力清晰,构件受力计算较为明确,施工工序相对较少。但为满足受力、变形及裂缝宽度要求,悬臂桩身截面一般为矩形,尺寸较大,成孔需采用人工挖孔。而人工挖孔安全风险较高,且施工进度慢,造价较高。(2)板肋式锚杆挡墙。采用逆作法施工的板肋式锚杆挡墙工艺成熟、工期短且安全、经济,在重庆的永久岩质边坡工程中应用广泛。但在上部土层较厚的情况下,由于板肋式锚杆挡墙的肋柱及挡板后做,上部土层开挖时会存在一定的安全隐患。(3)排桩锚索挡墙。由于锚索的存在,桩身尺寸可大大减小,采用钻孔灌注桩可大大缩短施工工期。同时排桩的预先打入可大大减小上部土层开挖的施工安全风险。由于坡顶为城市主干道海尔路,考虑采用预应力锚索的主动支护系统,可有效控制边坡变形。因此本工程的土岩混合边坡采用排桩锚索挡墙进行支护。

3设计技术标准

本工程设计使用年限100年,边坡安全等级为一级,边坡稳定性安全系数取1.35,结构重要性系数1.1。除了上述主要设计技术标准外,还应注意以下两点:(1)可参照建筑荷载规范(GB50009-2012)规定可变荷载考虑设计使用年限调整系数γL。结构设计使用年限为100年时γL=1.1。(2)根据边坡规范规定,边坡工程抗震设防烈度不应低于边坡塌滑区内建筑物的设防烈度。重庆地区为6度区,据规范,可不进行地震计算。本工程坡脚为地铁车站,边坡工程抗震设防类别按重点设防类,永久支护结构抗震构造措施按三级抗震确定。

4耐久性设计

4.1锚固体系

(1)锚索类型确定。传统拉力型锚索在工程中应用广泛,但因其锚固段灌浆体受拉,浆体易开裂,防腐性能较差,而压力分散型锚索可避免此问题。压力分散型锚索因锚固段灌浆体受压,浆体不易开裂,防腐性能好;锚索的拉力经由承载板加压与钻孔不同深度的注浆体上,各注浆体分散承载,避免了注浆体压应力集中,使得锚固段注浆体受力更加均匀,承载力高。鉴于其较好的受力性能及耐久性,本工程选用压力分散型锚索。(2)锚索防腐处理。根据岩土锚杆(索)技术规程(CECS22∶2005),本工程永久性锚索的防腐等级为Ⅰ级。①自由段:锚索筋材采用工厂化生产的无粘结钢绞线,严禁采用有粘结钢绞线涂抹油脂套管的工艺方式。无粘结钢绞线外包PE层采用双层,内外层厚度各1mm,防腐油脂线重量不小于32g/m,钢材与PE层间摩擦系数0.04。②锚固段:承压板后设安全型压力分散装置。安装装置部分的钢绞线(约40cm长)要剥除无粘结钢绞线的PE防护套管,用锯末除去钢绞线防腐油脂,并用面纱清洁擦拭,在挤压完成额定锚固力的内锚具及P锚后,在钢绞线部分涂抹无腐蚀性的油脂后用密封管封装。

4.2混凝土结构

据规范,建筑边坡工程的混凝土结构耐久性设计应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010、《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008的规定。本工程支护结构混凝土的最低强度等级为C40,围护桩桩身钢筋保护层厚度70mm,构件须进行裂缝款宽度验算,裂缝宽度按0.2mm控制。

5监控量测

5.1施工期监测

为实现边坡工程的动态设计、信息化施工,监控量测是施工的重要组成部分。通过监测掌握边坡和支护结构的力学动态,同时对量测数据分析处理,对各开挖步序的支护结构力学状态进行评价,进行信息反馈,必要时可对下步施工参数进行调整,并在边坡出现险情时提供重要的数据依据。

5.2运营期监测

工程监测应建立长期监测系统,包括监测基准网和监测点建设、监测设备仪器安装和保护、数据采集与传输、数据处理与分析、预测预报或总结等。规范仅规定一级永久性边坡工程竣工后的监测时间不少于2年。本工程永久性边坡设计使用年限为100年,为确保运营安全,还应根据运营部门相关要求制定运营期巡查及监测方案,测量周期不少于1次/年。运营期间还应制定应急处理预案,根据巡查和监测结果对边坡结构采取修补和治理措施。

6结语

第11篇

晋祠泉出露于太原西边山断裂带悬瓮山脚下,属上升泉,是太原西山岩溶地下水的集中排泄点,泉口出露高程802.53~805.26m,距太原市城区25km。由于地下水长期严重超采和采煤排水,使晋祠泉地下水的补给系统遭到严重破坏,导致泉域断流。晋祠泉水的枯竭,给当地生态环境带来很大的影响。近年来,随着部分工矿企业置换利用黄河水,关闭所有中小煤矿,泉域内关井压采范围的扩大,以及汾河清水复流工程的实施,使得泉域内汾河渗漏段入渗补给地下水的水量逐年增加,地下水得以涵养,泉域内岩溶地下水位明显回升。晋祠泉自1994年4月30日泉水断流起,水位逐年持续下降。从2008年8月止跌回升后,2011年度岩溶水位回升6m。若有进一步的补水工程,地下水位继续回升,可使晋祠泉再度出流。2002年启动了晋祠泉水景观工程。

2工程建设必要性

明仙沟引蓄水工程是利用引黄清徐原水直供工程输水至明仙沟蓄水池,可补充晋祠泉域地下水并置换103号井供水任务的工程。为实现晋祠泉尽快复流,实施晋源区关井压采,确保关井压采后引黄供水的安全,在明仙沟内新建调蓄池,通过下渗向晋祠泉域补水,可对晋祠泉域复流起到促进作用。同时,根据可调蓄的水量,向晋祠泉域提供应急补水,可置换地下水部分供水任务。因此,建设明仙沟引蓄水工程尤为紧迫和必要。

3调蓄水池位置选择

在满足自流给用水户供水的前提下,调蓄池应尽可能围绕难老泉附近选址。晋祠泉附近为边山开阔区域,土地肥沃,是古晋阳城旧址区域,因此村庄及文物古迹比较密集,为避免征地移民,调蓄池应选在沟谷等人口和建筑物较为分散的区域。明仙沟位于距离难老泉泉眼上游1km处,根据该区等水位线图,晋祠泉主要由西北方向来的岩溶水补给,调蓄池位于西北方向,且距离近,故分析渗漏水会有相当一部分流向晋祠泉,对晋祠泉的恢复有促进作用。明仙沟控制流域面积5.446km2,50年一遇洪峰流量为64.6m3/s,100年一遇洪峰流量为81.4m3/s,洪水可自明仙沟调蓄池右侧排洪涵下泄,不影响补水和供水水质。明仙沟引蓄水工程取水口位于清徐原水直供工程迎宾路与滨河西路交汇处,分水口管中心高程767.184m,明仙沟沟顶高程1142m,沟口高程828m。沟长4.5km,地形高程828~1142m,平均纵坡6.6%,河谷底宽20~50m,向上逐渐开阔,河床覆盖层在0~6m左右。明仙沟沟窄坡陡,为得到较大的容量,必须修建相对高的坝体,但对下游晋祠古镇和赤桥村防洪不利,同时蓄水会破坏一定淹没范围内的植被。调蓄池蓄水后,可能存在塌岸等问题。根据《小型水库更新建设工程设计文件汇编》精神,本次在沟内下段河谷底宽最宽处(70m)选择适宜的调蓄池位置。

4调蓄水池容量确定

受地形条件所限,依据太原市对西山生态的保护原则,调蓄池按照不淹没明仙沟内两岸坡植被的要求,采用在沟底较宽处放坡开挖覆盖层的方案,该方案可形成1.0万~2.0万m3左右的调节容量,以满足晋祠泉应急补水和调节蓄水的工程任务。方案一:选定的调蓄池处沟谷谷底左岸高右岸低,可充分利用地形条件以及沟内现状洪水下泄路径,选择在右岸布置排洪建筑物,因地制宜开挖池底覆盖层后碾压回填至右岸谷底,并通过排洪建筑物的设计完成洪水排泄与消能。同时,开挖出的弃渣可碾压回填在调节池下游原土后,既满足挖填平衡,同时可对调蓄池起到加固作用。蓄水位850.5m,池顶高程852.5m。调蓄池下游填方处采用碾压均质土坝,最大坝高6.5m,总容量1.75万m3。调蓄池左侧地势较高,为安全起见可在此处布置进场公路,宽度4.5m,长度500m。右侧布置排洪涵,设计流量64.6m3/s,校核流量81.4m3/s,底宽10m。为避免下游浸没问题,在调蓄池下游设置防渗墙及帷幕进行垂直防渗,通过延长渗径,减少对下游建筑物的浸没影响。在坝体内及覆盖层中设塑性混凝土防渗墙,厚度0.6m,下部基岩内做防渗帷幕至弱风化下部,共同形成防渗体系,确保下游建筑物的安全。方案二:整体布置同方案一,仅将排洪建筑物设计为5m×3m混凝土箱涵,顶部回填调蓄池开挖的弃渣,并回填至右岸坡脚。调蓄池为半挖半填形成,调蓄池蓄水位848.0m,池顶高程849.5m。调蓄池下游填方处采用碾压均质土坝,最大坝高6.5m。调蓄池总容量1.05万m3,采用土工膜全防渗结构。由于下游赤桥古村和晋祠宾馆距离工程区较近(最近仅200m),调节池蓄水后将会沿着沟谷覆盖层及下部基岩强风化层下渗,对下游建筑物及两岸构成浸没影响,因此方案二中调蓄池采用土工膜全防渗结构。方案二与方案一相比虽然调蓄池容量较小,但投资小,工期短,见效快,另外,本方案全库盆防渗后可减轻对下游的浸没影响,且与周边生态景观相协调,因此选用投资较小的方案二。

5调蓄水池断面设计

调蓄水池顶高程849.5m,池顶宽度10m,环调蓄池池顶总长357m。池顶兼作进场公路,池底最大宽度19m,环调蓄池顶布置高1.00m仿木质结构钢筋混凝土防护栏杆,栏杆下部设0.3m×0.5m混凝土基础,上下游坝坡坡比均为1∶2.5。整个蓄水池采用全库盆土工膜防渗结构,上游采用六边形C30W6F150预制预制混凝土块护坡,单块厚度180mm,单边长300mm。上游护坡防渗结构从上部向下依次布置混凝土预制块、200mm厚砂卵石垫层、200mm厚中细砂垫层、PE土工膜、200mm厚中细砂垫层。由于筑池材料均为现场开挖料,且全部为洪冲积卵石混合土层,碾压后防渗效果较差。为保证防渗效果,防止下游出现浸没,在上游坝面设置10m厚黏土层。下游铺设卵石混合土层,并采用草皮护坡。考虑大坝防渗失效,坝坡下游坡脚设置贴坡式排水体,从里到外依次铺设砂层200mm、卵石层300mm、块石层500mm。整个池内采用复合土工膜(二布一膜)防渗,土工膜防渗层采用规格为200g/0.5mm/200g的针刺短线涤纶两布一膜(PE膜),幅宽均为4m,复合土工膜防渗结构自上而下依次为防护层、上垫层、防渗层、下垫层、支持层,由于坝体和库底土层均为Q4原状卵石混合土,整平夯实后需直接铺设200mm厚中细砂层,上覆PE土工膜。上垫层和防护层针对不同部位作了不同处理。防渗土工膜上垫层采用平均厚度20cm的中细砂和20cm的河床质砂砾石,满足防滤要求,防护层采用18cm厚的C30预制混凝土块护面。

6结语

第12篇

关键词:DTO 干扰信号源 恒温VCO

1 引言

DTO(Digitally Tuned Oscillators for simulator applications)组件是一种带调制的数字化调谐振荡器,具有频段范围宽、带宽线性度好、调谐速率快、体积小、重量轻等技术特点,其非常适合于电子对抗设备研制的小型化,由于它具有模块化的结构特征,大大增强了设备的可靠性、可维护性。其相关器件的集成化发展,使DTO组件的体积及重量也趋向进一步的小型化,在全工作环境下的频率精度、调谐速率、频段范围内的带宽线性度等技术指标必将进一步的提高。由于DTO组件在军事上的使用价值,很难买到国外的相关产品,查阅了国外的相关资料,其技术也处于保密状态。因此,迫切需要这方面的技术,来研发出各种波段的DTO组件,满足国内研制各种电子对抗装备的需求。

2 下面介绍2-6GHz DTO的电路框图及工作原理。

2-6GHz DTO的实现如图1所示。

如图1所示,2-6GHz频段被分成2-3.9,3.9-6GHz两个频段,分别由2-4GHz恒温VCO1和3.8-6GHz恒温VCO2来组成,从而保证在频率交界点上还能有大于200MHz的噪声调制带宽。在2-6GHz频段中,如频率间隔为1MHz,则有4001个频点,需要12位二进制码来寻址,故来自外部12位二进制码,作为DTO组件的频码,即ROM1和ROM2的地址码,读取ROM1中的恒温VCO调谐电压码,调谐电压码为16位二进制码,由编制的校正程序产生(下面讲述),经过16位D/A转换成一直流电压进入加法器,其输出去调谐恒温VCO产生所需要的频率。

从外部来的噪声调制信号进入加法器,与12位频码寻址ROM1产生的调谐电压码经16位D/A形成的直流电压相加产生干扰噪声调制信号,送入恒温VCO,产生一个具有一定噪声带宽的射频信号。

3 改善调谐线性度方法

由于恒温VCO调谐曲线是非线性的,这样对DTO调谐线性度有影响,假设恒温VCO的调谐曲线如图2所示:

将该曲线分成若干直线段,由于A段和B段斜率不一样,则在A段的频率和B段的频率点上加相同幅度的噪声信号,其带宽也不一样。

本设计方案采用如下方法改善DTO调谐线性度。

若恒温VCO调谐曲线如图3所示,理想曲线如B所示,实际曲线为A。把曲线A转换成如图2所示,由N根折线所组成,将每根折线的斜率变换成一个合适的二进制码修正值存入ROM2中,即改变折线的斜率就改善了DTO的调谐线性度,12位频码作为ROM2的地址,则每个频率点对应折线的斜率。外部来的噪声调制信号进入DTO组件后,送入一个数控放大器,由频率对应的地址码找出ROM2中的修正值去改变数控放大器的增益,从而改变该频率点的噪声调制信号的幅度大小,使实际的恒温VCO线性度达到指标要求。

两路恒温VCO输出通过一个吸收式单刀双掷开关,由调谐电压码最低位作为控制开关选通一路输出。因16位调谐电压码的最低1位变化不影响输出频率的精度,故由频率校正程序形成的调谐电压码最低位放置频段码控制位。编制一个二进制码转换程序来完成由校正程序产生的调谐电压码转换成带频段码控制位的调谐电压码。

见转换程序流程图 图4

4 频率校正过程(见校正程序流程图 图5)

在DTO组件硬件配置完成以后,需要编制一个校正频率的程序,对DTO组件进行校频,以达到要求的置频精度,校频原理如图6所示:

先由PC机从低端起由编制的校正程序中预置一个调谐电压码,经上图链路由恒温VCO产生调谐频率,其中的8255接口为扩展数据口,产生16位电压调谐码,D/A是把16位电压调谐码转换成直流模拟调谐电压,加法器的作用是与外部来的噪声调制信号相加,产生干扰噪声调制信号,但在校频时,不加外部噪声调制信号。经频率计产生实际调谐电压码,送入PC机与预置电压调谐码相比较,若大于预置码,则由程序调整减小电压调谐码,若小于预置码,则增加调谐电压码,直至实际频率逼近所需频率误差范围。把实际频率所对应的调谐电压码储存,如此循环往复,把2~6GHz频段每间隔1MHz共4001个频率点所对应的调谐电压码储存起来,完成2~6GHz的频率修正,将其校正程序产生的调谐电压码烧至ROM1中。再测出每个恒温VCO调谐曲线所对应折线的斜率,转换成二进制的修正码烧至ROM2中,这样就完成了2~6GHzDTO组件的设计。设计其它频段的DTO组件(如宽频段DTO组件),其设计原理差不多,就是分成多段恒温VCO,再由单刀多掷开关选择输出。频段码控制位1位变多位。

5 结束语

目前,国外不同频段的DTO组件已逐步应用于军事装备中,尤其在电子对抗领域,可作为电子对抗设备的干扰源,它以其独特的技术特点,正受到相关军工研发单位的青睐,与采用混频技术相比,由于其模块化结构的特点,在组成干扰单元设备中,具有设备简单、可靠性高、维护方便、体积小、成本低等诸多优点。其必将广泛应用于国内的电子对抗领域。本文提供的设计方案,DTO置频精度小于3MHz,调谐速率小于2μs,调谐线性度优于1.3:1,在某工程上得到过应用,具有较高的工程设计参考价值。

参考文献

1. DAC16F Designers Reference Manual