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時(shí)間：2023-03-13 11:26:07
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懸索橋適用于大跨度的橋梁結(jié)構(gòu)。橋面是由鋼纜和吊索來承受，作為橋面主要結(jié)構(gòu)物的加勁梁的跨度相當(dāng)于吊索的間距．成為一個(gè)小跨度的彈性支承連續(xù)梁，所以主跨的大小與加勁梁剛度沒有很直接的關(guān)系。而作為承受橋面的關(guān)鍵構(gòu)件的銅纜是由塔支承著并由強(qiáng)大的錨碇錨固著，只有塔和錨碇的穩(wěn)定才能使鋼纜來承受橋面上的各種荷載。因此，懸索橋在適合的地形、水文和地質(zhì)條件下都可以建造，只是造價(jià)比較高。往往適用于其他橋型難以適用的特大跨徑橋梁。以目前來說，當(dāng)主跨超過700m的橋，幾乎都是懸索橋（已建成的其他
橋型只有斜拉橋，主跨為890m的多多羅橋和856m的諾曼底橋）。而小于700mm的跨徑中，懸索橋和斜拉橋還是有很大的競(jìng)爭(zhēng)力，有好的地質(zhì)條件，錨往比較容易建造，如汕頭海灣橋和鵝公巖長(zhǎng)江大橋；有時(shí)有特殊要求，如廈門海滄橋和日本東京灣的彩虹橋．航空的限高和航運(yùn)要求的通航凈空，迫使他們選用懸索橋，因?yàn)閼宜鳂虻乃呤切崩瓨虻?/2；在施工過程中，懸索橋始終在一個(gè)靜定穩(wěn)定結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，容易控制，風(fēng)險(xiǎn)小，也使一些人偏愛懸索橋的原因。表1列出40余座世界大跨度懸索橋的主要尺寸。
橋梁總體設(shè)計(jì)是一個(gè)很復(fù)雜的問題，首先要適應(yīng)地形、水文、地質(zhì)等自然條件的限制，也要符合橋面交通和通航的使用要求。本文主要以50年代以后建的懸索橋進(jìn)行分析，因?yàn)樗鼈兂浞治acoma大橋被風(fēng)吹毀的教訓(xùn)，以下討論的參數(shù)僅僅是一般情況的參考值，對(duì)于有特殊條件和特殊要求不必苛求。
一、跨度比
跨度比是指邊孔跨度與主孔跨度的比值。其中對(duì)單跨懸索橋而言邊孔跨度可視為主塔至錨碇散索鞍處的距離．跨度比受具體橋位處的地形與地質(zhì)條件制約，每座橋都不同。如三跨懸索橋的跨度比就比單跨懸索橋的大一些，這是為了減少邊孔的水中墩并減少主孔跨徑。
由以上兩表看來，三跨懸索橋跨度比一般在0.25～0．4之間，但世界上最大的懸索橋--明石海峽大橋在0．51。單跨懸索橋跨度比一般在0.2～0．3之間。為了使在恒載條件下，主纜在塔兩側(cè)的水平力相等，要求主纜與塔兩側(cè)的傾角相等，單跨的懸索橋的邊跨主纜是直拉式，因此，一般情況單跨的邊主跨比應(yīng)該比三跨懸索橋小，單跨的邊跨跨徑與散索鞍位置還有很大的關(guān)系。
從結(jié)構(gòu)特性方面來考慮，假設(shè)主孔的跨度以及垂跨比等皆為定值，在用鋼塔時(shí)懸索橋單位橋長(zhǎng)所需的鋼材重量隨跨度比減小而增大；當(dāng)用鋼筋混凝土塔時(shí)，跨度比減少增加的延米用鋼量很小，當(dāng)跨度比由0．5～0．3時(shí)，增加用鋼量約5％，跨度越大時(shí)，增加鋼用量的百分比越小。
二、垂跨比
懸索橋的垂跨比是指主纜在主孔內(nèi)的垂度和主孔跨度的比值，垂跨比的大小對(duì)主纜中的拉力有很大的影響，因此它在較大程度上影響著主纜的用鋼量、結(jié)構(gòu)整體剛度、主孔豎向和橫向的撓度。垂跨比與主纜中的拉力和塔承受的壓力呈反比。垂跨比與塔的高度也有直接影響，它們呈正比關(guān)系。垂跨比越大，懸索橋豎向撓度和橫向撓度都加大。一般都在1／10～1／11之間，鐵路橋更小一些。
懸索橋的主纜垂跨比除了對(duì)結(jié)構(gòu)整體剛度有影響以外，它對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性也有一定的影響。懸索橋的豎向彎曲固有頻率ωb將隨垂跨比的加大而減低；懸索橋的扭轉(zhuǎn)固有頻率；將隨垂跨比的加大而增高；懸索橋扭轉(zhuǎn)與堅(jiān)彎固有頻率比也將隨垂跨比的加大而有顯著的增大；懸索橋的極慣距<。>將隨垂跨比的加大而減小。
三、寬跨比
寬跨比是指橋梁上部結(jié)構(gòu)的梁度（或主纜中心距）與主孔跨度的比值，對(duì)于一般橋型的中小跨度而言，可控制在大于1/30左右，有足夠的橫向剛度。由于橋梁寬度一般由交通要求確定的，對(duì)于特大跨度橋梁就很難保證這個(gè)要求了。在統(tǒng)計(jì)的懸索橋資料中1000m以上跨徑的寬跨比都小于1/30，甚至達(dá)1／60，雖然有些橋梁為了增加抗風(fēng)穩(wěn)定性，在風(fēng)嘴外側(cè)再增加挑板或在中央分隔加寬并透風(fēng)。從表面上來看是加了梁寬，但實(shí)際是改善氣流條件，增加抗風(fēng)穩(wěn)定性而不是為了增加橫向剛度的。
四、加勁梁的高寬比與高跨比
加勁梁的梁高和梁寬之比與梁高與主孔跨度之比是密切相關(guān)的兩個(gè)指標(biāo)，由于加勁梁的受力狀態(tài)是多跨彈性支承連續(xù)梁，看來梁高和主孔跨徑不是那么密切，但是從風(fēng)動(dòng)穩(wěn)定性來看，還要考慮加勁梁要有足夠的抗扭剛度，以抵抗渦激共振的發(fā)生。
加勁梁常有桁架式和箱梁式。80年代以前建成的懸索橋以抗架梁為主，它對(duì)布置雙層橋面的適應(yīng)性較好，有的下層是鐵路，加勁梁的梁高在7．5～14m，高跨比為1／180～1/70。（詳見表1）在過去不需要雙層交通時(shí)，也有用箱梁和板梁斷面。特別是Tacoma橋由于采用版梁斷面，流線型很差，在不大的風(fēng)速下被風(fēng)吹得扭曲失穩(wěn)而破壞。1966年塞文橋首次采用了箱梁為加勁梁，80年代，英國(guó)亨伯橋成功地建成，以后單層橋面的加勁梁多數(shù)采用箱梁。加勁梁高一般在2．5～4.5m，箱形梁的高跨比大體在1／400～1/300，為了有比較好的流線型，加勁梁的高寬比一般在1/7～1／11（詳見表1）。但是81年建成的亨伯橋和1997年建成的瑞典高海岸橋橋?qū)挾紴?2m，梁高達(dá)4．5～4m。
實(shí)際上高寬比和高跨比是存在一定的矛盾的。在橋面寬度確定以后，梁高小一些，斷面的流線型可以好一些，有利于風(fēng)動(dòng)穩(wěn)定，但高度太小會(huì)導(dǎo)致加勁梁的抗扭剛度削弱太多，容易導(dǎo)致渦振和抖振的發(fā)生產(chǎn)生結(jié)構(gòu)疲勞，人感不適及行車不安全。為此還要控制高跨比。在設(shè)計(jì)中初選加勁梁斷面方案后，對(duì)于特大橋應(yīng)做風(fēng)洞的節(jié)段模型試驗(yàn)，修改斷面、測(cè)定各種參數(shù)進(jìn)行抗風(fēng)驗(yàn)算和各類風(fēng)振分析。特別要注意風(fēng)向帶有一定攻角時(shí)，加勁梁斷面的流線型"鈍化"，風(fēng)動(dòng)穩(wěn)定性要差一些。對(duì)于特大跨度的橋或高風(fēng)速地區(qū)的橋梁，采用如同墨西拿海峽大橋方案，做成左右兩個(gè)能適應(yīng)風(fēng)流線型的橋面系，利用寬的中央分隔帶透風(fēng)解決風(fēng)動(dòng)穩(wěn)定。
綜合材料課程分三個(gè)階段，采用課題式授課方式進(jìn)行。第一，研究材料與視覺傳達(dá)關(guān)系；第二，探討綜合材料形式語言，包括綜合材料感知、審美、形態(tài)語言、符號(hào)意義以及精神文化內(nèi)涵等；第三，綜合材料形式表現(xiàn)與實(shí)踐，通過解構(gòu)、重組、異化等方式進(jìn)行限定材料的命題創(chuàng)作。材料本身富有情感屬性，如同書籍設(shè)計(jì)選擇不同材質(zhì)的紙張會(huì)帶給讀者不同的心理感受，通過材料感知的訓(xùn)練可以讓學(xué)生體會(huì)到材料選擇的細(xì)微變化，進(jìn)而從視覺傳達(dá)角度進(jìn)行把握。材料的表達(dá)還應(yīng)考慮某種材料的文化內(nèi)涵，就像西方人體會(huì)不到中國(guó)人所感受到的玉石之美，對(duì)材料的選擇應(yīng)充分考慮不同受眾人群的文化背景。在材料的表現(xiàn)方式上，引導(dǎo)學(xué)生突破對(duì)于某種材料的傳統(tǒng)化、經(jīng)驗(yàn)化認(rèn)知，幫助學(xué)生提供無限的創(chuàng)作表現(xiàn)空間，從而形成關(guān)于材料表現(xiàn)的更多體驗(yàn)，為進(jìn)入課題設(shè)計(jì)專業(yè)創(chuàng)作打下基礎(chǔ)。教師在課題設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)，要求學(xué)生利用材料表現(xiàn)一些具體的命題，學(xué)生首先要針對(duì)命題做出個(gè)人的詮釋。對(duì)于同一個(gè)主題，個(gè)人的視角和理解力的不同，所給出的觀點(diǎn)也是有差別的，也直接反映了課題設(shè)計(jì)中真實(shí)情感、個(gè)性化的語言。學(xué)生在教師的啟發(fā)下展開思維，從無規(guī)則的材料及偶然的形式肌理中尋找可視的、具有意味的形式。然而在設(shè)計(jì)中不能讓材料“先聲奪人”，使材料的外在形式遮蔽了創(chuàng)作者所要表達(dá)的內(nèi)涵。對(duì)材料的分析及創(chuàng)作的構(gòu)想、草圖、實(shí)際的過程采用圖片記錄的方式，并對(duì)最終的結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。
在這個(gè)練習(xí)中，學(xué)生對(duì)材料的認(rèn)識(shí)已經(jīng)上升到了新的高度，不再單一是為了材料而材料、為了表現(xiàn)而表現(xiàn)，而變成了一項(xiàng)根據(jù)主題需要有目的的課題設(shè)計(jì)任務(wù)。材料的美是豐富的，對(duì)設(shè)計(jì)具有很好的啟發(fā)作用。開發(fā)一材料為主富有創(chuàng)意的視覺語言是教學(xué)過程中的一個(gè)重要部分。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，學(xué)生們從傳統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)方法到打破形和色的束縛，通過解構(gòu)重組等方法去演繹材質(zhì)本身所蘊(yùn)含的內(nèi)在精神，嘗試著材料表達(dá)的各種無限可能性。一些新思維、新想法在實(shí)驗(yàn)過程中不斷涌現(xiàn)，學(xué)生在這個(gè)過程中不僅能逐步培養(yǎng)自己分析和解決問題能力，還能從創(chuàng)新性角度加深對(duì)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的理解，在和同學(xué)們對(duì)新知共同探索的過程中建立起良好的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。
二、課程展覽
課程結(jié)束以課程展覽的形式展示學(xué)生作品，提前將畢業(yè)展的形式引入了課程中，是一種很好的嘗試。課程展覽是對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)的一種有效方式，可以讓學(xué)生和觀眾也能參與到評(píng)價(jià)的過程中，使得評(píng)價(jià)的角度更為全面。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生將過程中每個(gè)階段的體驗(yàn)記錄下來，從具體的個(gè)案探索過渡到理論研究的高度。課程記錄是一個(gè)知識(shí)積累的過程，通過文字、圖片、視頻等多種方式記錄課程的進(jìn)程，能夠引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，由實(shí)踐探索上升到理論高度。藝術(shù)院校的校園文化是感性的，但是課題設(shè)計(jì)還需要理性的修養(yǎng)，因此，養(yǎng)成上課過程對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的體驗(yàn)進(jìn)行記錄整理、理性分析問題的思維習(xí)慣十分重要。課程的過程往往比結(jié)果更具有價(jià)值，學(xué)生應(yīng)在學(xué)習(xí)過程中通過包括影像、網(wǎng)絡(luò)、音畫等多種形式記錄創(chuàng)意心得以及專業(yè)實(shí)踐的過程，這會(huì)使學(xué)生對(duì)材料的體驗(yàn)和嘗試更為豐滿。綜合材料這一課程還需要綜合的、開放性的實(shí)驗(yàn)空間來完成教學(xué)任務(wù)，這樣既能打破不同院系之間基礎(chǔ)課教學(xué)完全隔閡的狀態(tài)，也有利于整合全校實(shí)驗(yàn)室資源，建立共通性的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。學(xué)生綜合材料課中好的作品應(yīng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)空間進(jìn)行長(zhǎng)期展示，引發(fā)學(xué)生進(jìn)行更多關(guān)于材料表現(xiàn)的思考，讓學(xué)生不出校園就能獲得新材料的信息，增加對(duì)材料的直觀認(rèn)識(shí)。
2構(gòu)建“宜商宜居”商住空間功能
高層商住綜合體建筑的功能構(gòu)成復(fù)雜，通常有兩種建筑外觀形態(tài)：①整個(gè)建筑成整體式組合在一起，商住單元上下結(jié)構(gòu)貫穿到底，這種布局形式土地利用率高，容積率大，布局緊湊，底部的商業(yè)部分多為小空間，對(duì)于城市的開放性較差，可在外界面在顏色、材質(zhì)或線腳上作功能視覺分割處理。②高層商住樓商業(yè)區(qū)域連續(xù)覆蓋整個(gè)底部面層，高層居住凸現(xiàn)在商業(yè)單元平臺(tái)之上，具有規(guī)模較大的裙房，商業(yè)外界面表現(xiàn)為通透、開敞、明快的外觀以吸引人流，商業(yè)環(huán)境連貫完整，購(gòu)物環(huán)境安全、寬敞、舒適，商業(yè)服務(wù)規(guī)模大，開放性強(qiáng)，與城市的整體環(huán)境關(guān)聯(lián)緊密，商業(yè)人流及噪聲對(duì)上部居住單元干擾較小。對(duì)于高層商住綜合體商住空間的設(shè)計(jì)，建筑設(shè)計(jì)師需注重功能空間協(xié)同性與多功能交叉特點(diǎn)，使商住兩種功能空間在綜合體中協(xié)調(diào)互補(bǔ)；注意商、住功能配比及各功能系統(tǒng)的相對(duì)獨(dú)立性，各功能部分交通流線分開、互不干擾。建筑設(shè)計(jì)師結(jié)合建筑功能布局、商業(yè)規(guī)模、商住比例等方面綜合考慮，根據(jù)建筑交通流量的變化和使用時(shí)間的分布，通過空間分區(qū)、合理流線的組織可將商、住使用上的相互干擾降到最低。建筑設(shè)計(jì)師要充分考慮到高層建筑中功能的多樣性，適當(dāng)將部分營(yíng)業(yè)空間利用為公共活動(dòng)或服務(wù)性空間，增加人們交往空間的隨機(jī)性和便捷性，從而創(chuàng)造舒適和諧的商業(yè)環(huán)境氛圍。設(shè)計(jì)師對(duì)住宅部分的設(shè)計(jì)首要考慮的是室內(nèi)空間要規(guī)整，使采光充足，視野開闊；創(chuàng)造多層次多領(lǐng)域的半公共空間，可用來增加居民的公共活動(dòng)空間。
3構(gòu)建集約高效的商住交通流線
高層商住綜合體的交通流線設(shè)計(jì)需要周邊城市空間規(guī)劃的配套，形成集聚的多功能復(fù)合交通平臺(tái)，提高建筑的可達(dá)性與可識(shí)別性。在寒冷的北方地區(qū)，高層商住樓入口在設(shè)計(jì)上首先要做的就是避開冬季迎風(fēng)面，減少入口散熱；而在炎熱南部地區(qū)，則會(huì)首先保證底層的通風(fēng)。高層商住綜合體入口可與城市交通聯(lián)合為一體，使城市交通生活化，可采用商業(yè)街的形式引入商住綜合體內(nèi)部，使商業(yè)交通便捷化。根據(jù)高層商住綜合體交通流量的各種影響因素及交通結(jié)構(gòu)等要素，準(zhǔn)確估算高層商住綜合體各種人流、車流及貨物流的活動(dòng)規(guī)律和實(shí)際流量，并將交通空流線間結(jié)合建筑總體的功能與空間布局統(tǒng)一進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)。高層商住樓大量的車流、人流單靠地面分流不足以解決問題時(shí)，開發(fā)利用高架立體交通和地下空間資源，是高層商住樓疏散、擴(kuò)充基礎(chǔ)設(shè)施容量、達(dá)到人車立體分流、節(jié)約土地資源等目的的最有效途徑。車行道可以直接與城市交通體系聯(lián)結(jié)，保證車流的快速疏散；人行道也可直接與室內(nèi)相連，形成交通流線的立體組織，緩解交通壓力；無障礙環(huán)境的設(shè)計(jì)，可以方便更多人群使用。
站域綜合體首要的功能就是解決人流的換乘問題，現(xiàn)行的零換乘理念已經(jīng)深入人心。通過與地面的公共交通換乘點(diǎn)、自行車換乘點(diǎn)以及具有大規(guī)模集散區(qū)域點(diǎn)的零距離銜接或者是同臺(tái)換乘，提高了公共交通的效率，也增強(qiáng)了區(qū)域地塊的可達(dá)性。深圳老街站域綜合體以及廣州天河站域綜合體的多層立體換乘體系充分體現(xiàn)了這一點(diǎn)。
1．2進(jìn)一步增加功能復(fù)合度
軌道交通站點(diǎn)是人流的高度集中點(diǎn)，大量的人流為商業(yè)、服務(wù)業(yè)以及其他類似業(yè)態(tài)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。隨著發(fā)展，站域綜合體原有單純的交通功能逐步向需要大量人流作為支撐的商業(yè)、服務(wù)業(yè)、休閑業(yè)等商務(wù)功能方面轉(zhuǎn)變，而形成的大量人流支撐站域綜合體的附加功能，這些附加功能又為站域綜合體提供了大量客源。
1．3進(jìn)一步加快BOT開發(fā)
通過學(xué)習(xí)和借鑒成功的BOT開發(fā)模式，上海、南京、廣州在積極推進(jìn)軌道交通綜合體的開發(fā)上積累了一定的成功經(jīng)驗(yàn)。鄭州桐柏路、西三環(huán)城市綜合體兩個(gè)項(xiàng)目在吸取這些成功經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，采用“統(tǒng)一主體，統(tǒng)一規(guī)劃，同步設(shè)計(jì)，同步實(shí)施”的策略，解決軌道交通綜合體在建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中面臨的各類問題，下面將具體闡述綜合體在應(yīng)對(duì)環(huán)境問題方面的設(shè)計(jì)策略。
2定性分類
軌道交通站域綜合體的定性分類，主要取決于其所處地區(qū)的地理位置、周邊建筑、城市空間、城市交通等因素。根據(jù)周邊地段的環(huán)境特點(diǎn)，將城市軌道交通站域綜合體項(xiàng)目分為兩個(gè)類型:一個(gè)是中心商務(wù)復(fù)合類，另一個(gè)是城郊交通樞紐類。
2．1中心商務(wù)復(fù)合類:桐柏路綜合體桐柏路綜合體基地位于鄭州市城市主干道建設(shè)西路和桐柏路交叉口，兩條路是東西向和南北向的交通動(dòng)脈，地鐵1號(hào)線與3號(hào)線在此處設(shè)有出入口及換乘樞紐站點(diǎn)。桐柏路綜合體周邊的發(fā)展已較為成熟，西側(cè)為鄭州市第二十四中學(xué)，東側(cè)與大商超市隔街對(duì)望，北側(cè)有綠城數(shù)碼大廈、河南工程學(xué)院鄭州校區(qū)、五一公園、鄭州工會(huì)大樓?；匚挥诒躺硩徤虡I(yè)圈的范圍內(nèi)，商業(yè)氛圍濃厚，東側(cè)的五一公園、碧沙崗公園以及周圍良好的社會(huì)人文環(huán)境提升了該項(xiàng)目的層次及消費(fèi)水平，充分體現(xiàn)了公共中心區(qū)商務(wù)辦公型綜合體的功能特色。根據(jù)所處的地理位置及周邊概況，桐柏路綜合體屬于城市公共中心區(qū)商務(wù)辦公型綜合體。
2．2城郊交通樞紐類:西三環(huán)綜合體西三環(huán)綜合體(近郊區(qū)交通樞紐型綜合體)基地位于西三環(huán)和建設(shè)西路交叉口，建設(shè)西路為城市主干道，西三環(huán)為鄭州市三環(huán)快速通道，地鐵1號(hào)線在此通過并設(shè)有出入口及換乘樞紐站點(diǎn)。西三環(huán)綜合體靠近西三環(huán)立交橋，有很強(qiáng)的交通區(qū)位優(yōu)勢(shì)，距西流湖公園僅700m，自然環(huán)境比較好。基地周圍的開發(fā)強(qiáng)度較低，主要以居住用地為主，商業(yè)布局較為零散。該項(xiàng)目的特征主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是綜合換乘需求強(qiáng)烈，二是交通功能帶動(dòng)地區(qū)發(fā)展。根據(jù)以上分析，西三環(huán)綜合體符合城市近郊區(qū)交通樞紐型綜合體。
3環(huán)境設(shè)計(jì)策略
城市軌道交通綜合體，既要強(qiáng)調(diào)綜合體與其周邊建筑功能的關(guān)聯(lián)，又要強(qiáng)調(diào)建筑功能與城市功能的系統(tǒng)性，以期達(dá)到更好的資源組合及共享。因此，城市站域綜合體的開發(fā)類型需考慮軌道交通站點(diǎn)區(qū)域的位置，根據(jù)城市綜合體的功能布局、交通組織和空間塑造進(jìn)行環(huán)境設(shè)計(jì)，使城市綜合體便捷、高效地滿足現(xiàn)代城市居民快節(jié)奏的生活需要，同時(shí)也能提升土地資源的利用價(jià)值。根據(jù)以上的要素，鄭州市桐柏路、西三環(huán)綜合體設(shè)計(jì)項(xiàng)目在應(yīng)對(duì)環(huán)境設(shè)計(jì)方面有如下策略。
3．1出入口臨近周邊人流集散點(diǎn):有效銜接桐柏路綜合體東側(cè)和北側(cè)為對(duì)外界面，位置醒目，場(chǎng)地寬敞，主出入口設(shè)在此處較為有利，便于吸引和疏導(dǎo)人流，其他出入口在考慮功能分區(qū)和空間界面的銜接上進(jìn)行合理布局。桐柏路綜合于城市公共中心區(qū)，用地集約、交通復(fù)雜?；刂苓吺侨丝诿芏容^高的地段:西側(cè)是走讀式中學(xué)———鄭州市第二十四中學(xué)，應(yīng)考慮鐘擺式交通在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大規(guī)模的交通量;南側(cè)是辦公與居住用地，人流較穩(wěn)定?；谌肆鱽碓捶治?，方案在東、北兩面做成廣場(chǎng)，運(yùn)用水平展開方法將人流引入綜合體。行車路線主要集中在建筑的南側(cè)，且位于地塊紅線內(nèi)的東南部，以減少對(duì)人流線路的干擾。在綜合換乘體系上，利用軌道交通出入口結(jié)合人行道、廣場(chǎng)，做到在地面進(jìn)行換乘與銜接，使軌道交通與公交進(jìn)行有效接駁;軌道交通與非機(jī)動(dòng)車的接駁，利用出入口結(jié)合車站外部空間邊緣，形成停車空間，使軌道交通與非機(jī)動(dòng)車進(jìn)行有效的接駁;借助綜合體的地下停車場(chǎng)，結(jié)合地下步行系統(tǒng)，完成人流的換乘與銜接，使軌道交通與私家車進(jìn)行有效接駁。西三環(huán)綜合于西三環(huán)與建設(shè)西路交叉處，是鄭州西部重要的交通樞紐，主要的人流是交通換乘客流，需要較大的場(chǎng)地發(fā)揮近郊區(qū)交通樞紐的作用。基地整體分為5個(gè)部分:東北部是建筑綜合體，東南部是原有的住宅，中部作為疏散廣場(chǎng)，西北部是一處小型公交站場(chǎng)，西南部是地鐵站前廣場(chǎng)。各部分的人流相對(duì)獨(dú)立，通過中間的廣場(chǎng)把各個(gè)部分的人流合理組織。行車路線采取車行道將車與人分離，在綜合體南面配套兩排停車位，在東北角設(shè)置地下車庫(kù)的出入口，直接聯(lián)系地上行車路線與地下兩層停車庫(kù)。
3．2功能布局融合周邊功能主體:整合補(bǔ)充作為結(jié)合軌道交通市中心站點(diǎn)開發(fā)的城市綜合體，桐柏路項(xiàng)目涉及的主要功能塊有辦公、居住、商業(yè)三大類。首先，靠近城市主干道建設(shè)西路，適宜作為辦公用地，考慮建設(shè)路站點(diǎn)的門戶形象，打造區(qū)域標(biāo)志性建筑;其次，居住區(qū)應(yīng)遠(yuǎn)離噪聲大、人流多的建設(shè)西路，設(shè)立單獨(dú)分區(qū);再次，軌道交通帶來大量的人流，從而形成了商業(yè)的最佳分布點(diǎn)，商業(yè)以中高端為主，與東側(cè)大商購(gòu)物廣場(chǎng)錯(cuò)位發(fā)展，引入更多的人流。這樣，地鐵出入口所產(chǎn)生的大量人流與商業(yè)場(chǎng)所需要的大量人流互為補(bǔ)充。西三環(huán)綜合體作為城市近郊型的城市綜合體，承擔(dān)著交通的換乘功能，在空間上主要體現(xiàn)交通樞紐型的場(chǎng)地布局;不同于中心區(qū)城市綜合體業(yè)態(tài)，它是以商業(yè)和辦公為主的復(fù)合形式。近郊型站域綜合體的交通站場(chǎng)及換乘空間相對(duì)獨(dú)立，人流也相對(duì)分離，因此要注重各種交通工具的換乘銜接。近郊型城市軌道綜合體充分利用公交車站、地鐵站口、地下車庫(kù)的復(fù)合形式，合理組織人流、車流和換乘方式，同時(shí)考慮遠(yuǎn)期大型P+R駐車換乘機(jī)動(dòng)車停車場(chǎng)、公共汽車和出租車接駁站等交通接駁設(shè)施的設(shè)置。西三環(huán)項(xiàng)目涉及軌道交通區(qū)、建筑綜合體區(qū)、原有住宅區(qū)，設(shè)有軌道交通的出入口，中間穿插公共交通站場(chǎng)，還有地下停車庫(kù)，提高了地塊的利用價(jià)值;建筑綜合體采取商業(yè)和居住結(jié)合的復(fù)合形式，高層居住提升了地塊的容積率，增加了土地的使用率，容易形成地塊地標(biāo);商業(yè)裙房作為購(gòu)物廣場(chǎng)，吸引城市人流，增強(qiáng)了地塊的活力和利用效能。
3．3空間界面巧借周邊空間要素:互為對(duì)話無論是城市公共中心區(qū)還是城市近郊區(qū)，綜合體四周的界面屬性不同，對(duì)空間界面的處理手法也不相同。此處所說的建筑空間不只是單純的建筑圍合空間，還包括與建筑相關(guān)的銜接空間。
1)銜接空間細(xì)化處理的對(duì)話。銜接空間承擔(dān)著聯(lián)系各功能空間的作用，使不同的功能空間彼此界限模糊、相互融合，表現(xiàn)出更強(qiáng)的公共性及復(fù)合性，具有功能的復(fù)合化、邊界的模糊化等特征。例如，標(biāo)識(shí)系統(tǒng)是將外部空間與綜合體內(nèi)部空間銜接的一種重要途徑，而綜合體內(nèi)部商業(yè)空間與居住、辦公空間通過垂直交通和入口大廳等公共空間進(jìn)行銜接。桐柏路綜合體的軌道交通空間結(jié)合商業(yè)大廳，利于發(fā)揮軌道交通與商業(yè)之間的互惠互利作用，也是整個(gè)綜合體的核心與重點(diǎn)空間;西三環(huán)的軌道交通空間與商業(yè)空間并列且緊鄰，分區(qū)明確，增強(qiáng)了空間的流動(dòng)性，還合理利用廣告、色彩等元素，暗示相鄰空間的功能。
2)建筑形體的對(duì)話。桐柏路綜合體在形態(tài)上采用新古典風(fēng)格，以固定玻璃幕墻和豎向方形金屬百葉窗為單元，外墻飾面采用暖色，典雅大方，結(jié)合自身體量，成為桐柏路和建設(shè)西路沿街界面的城市節(jié)點(diǎn)。西三環(huán)綜合體通過簡(jiǎn)潔、清晰的體塊組合，彰顯力量和氣勢(shì);建筑采用造型三段式處理，既增加了商業(yè)氛圍，又照顧到了原有的住宅風(fēng)格，和周邊環(huán)境無縫銜接。
4結(jié)語
綜上所述，城市軌道站域綜合體在明確自身定性分類的前提下，應(yīng)對(duì)周邊環(huán)境設(shè)計(jì)的策略和措施主要包括以下幾點(diǎn):
1)注重?fù)Q乘系統(tǒng)的建設(shè)，出入口的設(shè)置要綜合考慮周邊的人流集散點(diǎn)。
商業(yè)綜合體外部交通的過渡空間包括：建筑外部的停車場(chǎng)、出租車的上下站、項(xiàng)目入口廣場(chǎng)、地鐵輕軌的出入口和與城市人行道相連接的天橋、連廊等等。如果要想有效的避免商業(yè)綜合體外部空間車流、人流的混亂，保持外部環(huán)境秩序美，同時(shí)創(chuàng)造出靜謐的休息和購(gòu)物空間，使城市環(huán)境和建筑外部環(huán)境和諧的相處，設(shè)計(jì)者就必須要慎重并且合理的對(duì)交通過渡空間進(jìn)行規(guī)劃，城市綜合體與公共交通的銜接如圖1。
1.2商業(yè)綜合體外部商業(yè)空間
商業(yè)綜合體不僅是商業(yè)與城市復(fù)雜的關(guān)系，在當(dāng)展脈絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，而且將人們?cè)谔幚砩虡I(yè)與城市的關(guān)系的過程中積累下來的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了復(fù)合。我們?cè)诳紤]商業(yè)綜合體外部商業(yè)空間時(shí)，必須注意到同時(shí)它也是城市公共生活重要的承載空間。在今天，伴隨商業(yè)化的發(fā)展，消費(fèi)漸漸已經(jīng)變成了一種特殊的體驗(yàn)城市公共生活的方式。對(duì)商業(yè)綜合體商業(yè)空間的設(shè)計(jì)，一般都繼承了大型購(gòu)物中心與傳統(tǒng)商業(yè)街的特點(diǎn)，同時(shí)還嘗試將適宜的商業(yè)空間的尺度與夸張的商業(yè)空間的大尺度相結(jié)合，這樣可以在原來的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，創(chuàng)造出新的復(fù)合型的商業(yè)空間。
2設(shè)計(jì)要點(diǎn)及設(shè)計(jì)原則
2.1交通便利性
2.1.1交通空間的設(shè)計(jì)上文已提到過，商業(yè)綜合體外部交通的過渡空間包括：建筑外部的停車場(chǎng)、出租車的上下站、項(xiàng)目入口廣場(chǎng)、地鐵輕軌的出入口和與城市人行道相連接的天橋、連廊等等。事實(shí)上，商業(yè)綜合體的交通便利性與這些設(shè)施的組織和規(guī)劃關(guān)系非常密切，我們必須設(shè)計(jì)好商業(yè)綜合體的外部交通環(huán)境，以達(dá)到交通暢通無阻，同時(shí)還要維護(hù)秩序，將商業(yè)綜合體的其它功能和交通活動(dòng)互相干擾降到最低的目的。2.1.2導(dǎo)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)導(dǎo)視系統(tǒng)，其建立在空間規(guī)劃的布局之中，它由使用者的心理和生理的感受出發(fā)，在空間的內(nèi)部營(yíng)造這樣一種體感，目的是給使用者帶來一種舒適、親切的整體空間意向。作為城市的重要公共空間的商業(yè)綜合體外部環(huán)境，它的導(dǎo)視系統(tǒng)不但要求完整，而且必須系統(tǒng)，其中又可分為：文化休閑、辦公交通、商業(yè)場(chǎng)所導(dǎo)視系統(tǒng)等等。對(duì)北京華貿(mào)中心實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，橫向百葉窗元素因其富有現(xiàn)代感而被提煉了出來，經(jīng)過抽象和歸納，用現(xiàn)代的手段、方法在導(dǎo)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中得到了體現(xiàn)，不僅發(fā)揮了自身功能，同時(shí)還很好的與項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)元素相配合，也體現(xiàn)了這一區(qū)域的特色，北京華茂中心導(dǎo)視設(shè)施如圖2。
2.2商業(yè)價(jià)值性
在商業(yè)綜合體外部空間設(shè)計(jì)的綜合效益中，取得直接的經(jīng)濟(jì)效益的前提就是商業(yè)氛圍。想要達(dá)到良好的商業(yè)氛圍效果，必須考慮的內(nèi)容是多方面的，比如：消費(fèi)的舒適度、景觀的藝術(shù)形象、環(huán)境要素控制、休息娛樂等活動(dòng)便利情況等等。營(yíng)造商業(yè)氛圍，既要運(yùn)用傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)的方法，還要與現(xiàn)代科學(xué)的方法相結(jié)合，比如：行為心理學(xué)、人體工程學(xué)、現(xiàn)代信息的處理方法等等。2.2.1典型商業(yè)空間的設(shè)計(jì)商業(yè)綜合體的室內(nèi)部分一般為室內(nèi)步行街，采用的是天光頂，由于受到建筑形態(tài)的限制，無法對(duì)整個(gè)商業(yè)區(qū)大空間形象集中的展示與宣傳。而由于室外廣場(chǎng)本身具有外向性，再加上強(qiáng)烈的空間感、較大的規(guī)模，自然而然的擔(dān)負(fù)起項(xiàng)目總體的商業(yè)形象對(duì)外的展示與宣傳的功能。其中可以采用的方法有：LOGO塔的設(shè)計(jì)，沿街設(shè)施的布局等。在設(shè)計(jì)廣場(chǎng)時(shí)，廣場(chǎng)空間應(yīng)該分成一些亞空間來加以使用。亞空間在劃分上必須清楚和微妙，大小應(yīng)以人為本，不可太小，否則人們會(huì)覺得自己處于一個(gè)私密的房間，并且對(duì)已經(jīng)在那兒的人造成了侵犯；也不能太大，人們會(huì)覺得孤獨(dú)和疏遠(yuǎn)。而星巴克室外空間咖啡座的布置非常合理，如圖3。2.2.2貫穿環(huán)境的商業(yè)空間的處理我們對(duì)商業(yè)綜合體的外部商業(yè)空間的考慮時(shí)，要想營(yíng)造良好的商業(yè)氛圍，應(yīng)該從空間角度進(jìn)行梳理，處理的主要手法包括：空間動(dòng)態(tài)化的處理、空間組織通透的處理與共享空間這三種。例如，香港太古廣場(chǎng)，亞洲地區(qū)混合用途的發(fā)展物業(yè)最成功的之一。其下層與香港地鐵的金鐘車站相連接，這使它成為了交通樞紐中心，以地上一層做為基面，通過商場(chǎng)的屋頂花園、地下超市與酒店公寓的底層架空等，使之達(dá)到了立體空間的通透效果，香港太古廣場(chǎng)的鳥瞰如圖4。
2.3空間藝術(shù)性
2.3.1建筑形體組合秩序建筑形體組合秩序包括：軸線關(guān)系、圍合關(guān)系、中心關(guān)系、線性關(guān)系；混合關(guān)系等。2.3.2建筑與城市周邊的整合建筑與城市周邊的整合包括：類比調(diào)和、對(duì)比調(diào)和、漸變調(diào)和、謙讓保護(hù)等方式。2.3.3自然景觀設(shè)計(jì)自然景觀設(shè)計(jì)有綠化、水體。其中綠化的最大的特點(diǎn)就是必須要具有景觀效應(yīng)，并且還能夠改善人們所在的物理環(huán)境；水體的塑造在多數(shù)情況下以各種噴泉、水池、小瀑布、溢水并配以多種雕塑和小品，來組成以水體為中心的水體景觀。2.3.4功能完備性對(duì)一個(gè)商業(yè)綜合體的室外環(huán)境衡量的標(biāo)準(zhǔn)，不僅僅要看它是否交通便利、是否組合美觀、是否景觀優(yōu)美，還應(yīng)該看它的輔助功能設(shè)施，是否經(jīng)過精心的設(shè)計(jì)，是否使用便利，是否齊備，是否能夠烘托商業(yè)氛圍，是否強(qiáng)化了項(xiàng)目的主題，甚至還要看這些設(shè)施，是否與當(dāng)?shù)匚拿}一致，是否獨(dú)具一格。從城市的角度出發(fā)考慮，商業(yè)綜合體外部空間功能完備的程度，直接對(duì)所在城市區(qū)域的整體環(huán)境的質(zhì)量等級(jí)有重大影響。
2.4設(shè)計(jì)原則
2.4.1人性化原則設(shè)計(jì)，是人的設(shè)計(jì)，人是設(shè)計(jì)活動(dòng)的使用者與實(shí)施者，設(shè)計(jì)的標(biāo)尺和目的是人，沒有一個(gè)設(shè)計(jì)活動(dòng)不是以人為中心，否則，就不能將之稱為設(shè)計(jì)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)的目的是滿足人的使用的需要，所以在設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，就必須時(shí)刻關(guān)注人的使用功能和審美要求，把握住審美風(fēng)潮的動(dòng)向、社會(huì)心理的需求，以人在使用中的體驗(yàn)作為最高指導(dǎo)，這就使人性化原則。2.4.2劃一性原則從功能方面來講，劃一性是安排城市功能和項(xiàng)目功能的準(zhǔn)則；從視覺方面來講，劃一性也是與設(shè)計(jì)的美學(xué)特性相關(guān)的重要原則。商業(yè)綜合體和城市之間將要構(gòu)成什么關(guān)系，這不僅僅是城市規(guī)劃者要關(guān)注的問題，也是商業(yè)綜合體的設(shè)計(jì)者必須面對(duì)的問題。從單體建筑，到建筑的外部空間，再到城市的環(huán)境，商業(yè)綜合體的外部空間在商業(yè)綜合體和城市環(huán)境的相互作用中起的是承上啟下的作用。商業(yè)綜合體外部空間和建筑、商業(yè)綜合體外部空間和城市環(huán)境，它們之間的劃一性都是建筑師所必須面對(duì)的問題。
一、軟土路基成因
所謂軟土,比規(guī)范中的定義廣泛,包括強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的濕粘土。路基強(qiáng)度及穩(wěn)定性與路基干濕狀態(tài)密切相關(guān)。路基干濕狀態(tài)是由土中含水量的高低決定的,而含水量的高低取決于各種濕源的作用和延續(xù)時(shí)間。由于路面寬、路基低、排水設(shè)施不全或失效,使得雨水和生活污水向路基內(nèi)滲透、地下水位升高,路基長(zhǎng)期處于潮濕狀態(tài),加上土的水穩(wěn)定性差等原因,導(dǎo)致路基軟化。
二、軟弱地基變形特點(diǎn)
為了更好地解決上述問題,就必須要弄清楚軟弱地基的變形特點(diǎn)。它主要有三大特點(diǎn):變形量大;壓縮穩(wěn)定所需的時(shí)間長(zhǎng);側(cè)向變形比一般的土體大。變形量大:軟弱土體主要指淤泥或淤質(zhì)土,其自身的含水量較大,水份不易自流出來;壓縮穩(wěn)定所需的時(shí)間長(zhǎng):軟土主要以粘粒為主,盡管孔隙比大,但單個(gè)孔隙教細(xì),孔中的水很難流動(dòng),透水教低,飽和土受荷載作用后,水不能盡快排出,變形也只能慢慢進(jìn)行,其變形過程要持續(xù)數(shù)年或數(shù)十年;側(cè)向變形:比一般土體大,而且側(cè)向變形與豎向變形之比在相同條件下比一般土體大。
三、軟弱地基處理方法
在了解軟土的三大特點(diǎn)之后,結(jié)合平日的實(shí)際施工情況,重點(diǎn)介紹幾種軟弱地基的處理方法,供有關(guān)技術(shù)人員參考。下面重點(diǎn)介紹前幾種的適用范圍、施工方法和作用。
1.拋石擠淤
適用范圍:路基位于水塘、魚塘、藕田、泥砂、流砂或不易抽干水或無法挖除淤泥或淤泥較深或水不能自流的地方。
處理方法:在其上面直接拋填大塊徑不易被水侵泡軟化的石塊,石塊塊徑控制在50-80cm之間,并在大塊石縫隙內(nèi)填筑20—50cm的不易被水侵軟化的小塊石,拋填高度控制在常水位以上50cm左右,鋪平后,用輪式壓路機(jī)或拖式壓路機(jī)振動(dòng)壓實(shí),直到淤泥被擠出路基坡腳外,沒有明顯的再下沉現(xiàn)象為止;如果拋填深度較深,一定要分層拋填壓實(shí),其每層厚度控制在50—80cm,整段處理完后,在其上面鋪一層10cm厚的碎石有必要時(shí)加鋪一層土工格柵,再進(jìn)行填筑土石方。并把此過程稱為路基的原地面處理。
作用:由于拋填了大塊徑的石塊,可將路基底的大部分淤泥擠出,在路基底部形成一個(gè)堅(jiān)硬的骨架結(jié)構(gòu),并在大石塊間填筑了小的石塊,通過壓路機(jī)振動(dòng)碾壓,石塊與石塊間嵌固的更緊,整體承受荷載的能力增強(qiáng),對(duì)今后承受路堤的整體壓力能起到很好的作用。
2.敷設(shè)盲溝
適用范圍:一般水田或淤泥深度在2米以下的稻田或不易自流干水的地方。
作用:通過敷設(shè)盲溝,能大大降低土體的水位,能將土體內(nèi)的大量水分排入盲溝,并通過盲溝排出路基以外,并通過日曬,使土體達(dá)到比較干的狀態(tài)。
盲溝的結(jié)構(gòu)形式有兩種:矩形盲溝和梯形盲溝。
處理方法:首先沿公路橫向每10米間距用人工或機(jī)具挖成矩形溝或梯形溝,對(duì)軟土層在1.5米以上的采用150╳150cm的盲溝;對(duì)軟土層在1.5米以下的可根據(jù)情況采用其他幾種形式。其次,沿公路縱向設(shè)置縱向盲溝,其間距控制在10米左右;第三,在挖好的盲溝中填充塊徑在30—50cm的不易被水泡軟化的石塊,填滿后在其上面鋪設(shè)10cm的碎石,并在碎石上鋪一層土工布,防止盲溝內(nèi)水上溢,防止土塵下漏,堵塞盲溝,影響排水效果;第四,在上面回填一層土石混和料,攤平壓實(shí)直至合格。把此過程稱為路基原地面處理。
3.換填軟土
適用范圍:路堤填方高度小于3米且軟土層不厚,一般軟土層厚度在1.5米以內(nèi)的軟土地基段。
處理方法:將深度在1.5米以內(nèi)的軟土挖掉運(yùn)往棄土場(chǎng)堆放或傾倒,然后利用挖方出來的好料或從借土場(chǎng)取來的好料進(jìn)行分層回填壓實(shí)直至合格。施工時(shí)要特別注意天氣的變化,要求每個(gè)換填段必須在同一個(gè)工作日完成,對(duì)面積大或長(zhǎng)度長(zhǎng)的段落要求必須分段進(jìn)行換填,否則未完成遇雨將全功盡棄。同樣將此過程稱為路基的原地面處理。
作用:通過換填好的填方材料,經(jīng)過壓實(shí)達(dá)到路基基底的承載力要求,能有效承受車輛荷載的作用力和路堤的自重,是最簡(jiǎn)單的施工方法。
4.碎石樁
適用范圍:軟土深度在15米以內(nèi)且路基處于高填方地段。
作用:(1)擠密作用,對(duì)土體產(chǎn)生兩個(gè)方向的橫向擠壓力。一個(gè)是成樁過程中沉管對(duì)周圍土層產(chǎn)生較大的橫向擠壓力;另一個(gè)是在填入孔內(nèi)碎石振動(dòng)擠壓時(shí)對(duì)土體周圍產(chǎn)生的橫向擠壓力,使樁周圍的孔隙減小,增加密實(shí)度;(2)消散孔隙水,加快地基固結(jié)。碎石樁的材料可使樁因土體的滲透能力高出很多的優(yōu)勢(shì),能形成豎向排水管,讓土體內(nèi)的水排出地面,排出路基外,加快路基排水固結(jié)。
施工方法:
(1)碎石樁的幾大控制指標(biāo):
平面位置——應(yīng)按正三角形或梅化形部置
樁的直徑——多數(shù)采用50-100cm
樁的長(zhǎng)度——其長(zhǎng)度不能大于15米
樁的部置范圍——一般不少于路基款度的1.2倍
(2)用于碎石樁徑相同或接近的鉆孔機(jī)按照事先部置好的位置進(jìn)行鉆孔,并清除孔內(nèi)的泥漿或水,邊倒入碎石邊進(jìn)行振動(dòng)使碎石達(dá)到密實(shí);
工程總承包可以說是目前國(guó)際上開展工程較多使用的一種通用項(xiàng)目組織方式，這一方式不僅能夠滿足業(yè)主對(duì)工程項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避及投資控制，同時(shí)可以在很大程度上降低工程成本，提高工程質(zhì)量。經(jīng)過近30年的實(shí)踐，工程總承包在我國(guó)取得了飛速的發(fā)展，但仍存在很多方面的問題。以設(shè)計(jì)院為主體的工程總承包，即從事工程總承包的設(shè)計(jì)院受有關(guān)業(yè)主的委托，根據(jù)合同的相關(guān)規(guī)定對(duì)工程項(xiàng)目的勘察、設(shè)計(jì)、采購(gòu)以及施工，包括后期的試運(yùn)行等過程進(jìn)行若干階段或者全過程的承包。
一、設(shè)計(jì)院開展國(guó)外工程總承包（EPC）的重要性
（一）響應(yīng)國(guó)資委對(duì)中央企業(yè)“走出去”的戰(zhàn)略要求
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及全球經(jīng)濟(jì)一體化的趨勢(shì)，中國(guó)也開始積極參與到世界經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，國(guó)資委響應(yīng)世界經(jīng)濟(jì)趨勢(shì)發(fā)展的要求，倡導(dǎo)中央企業(yè)堅(jiān)持“走出去戰(zhàn)略”，提升國(guó)際化現(xiàn)代企業(yè)經(jīng)營(yíng)水平，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略導(dǎo)向。各設(shè)計(jì)院也積極響應(yīng)號(hào)召，與國(guó)外先進(jìn)的工程總承包項(xiàng)目進(jìn)行合作，吸收先進(jìn)的管理與實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，不斷促進(jìn)中國(guó)關(guān)于國(guó)際工程總承包的實(shí)施與發(fā)展。
（二）傳統(tǒng)設(shè)計(jì)院轉(zhuǎn)換思想，提高綜合實(shí)力大勢(shì)所趨
設(shè)計(jì)院積極開展國(guó)外工程總承包項(xiàng)目，能夠在很大程度上了解世界一流工程總承包的設(shè)計(jì)與管理方式，了解先進(jìn)的工程總承包管理思想，不斷提高自身的綜合實(shí)力。國(guó)外工程總承包普遍認(rèn)為設(shè)計(jì)是承包商工作的重要內(nèi)容，是工程的重中之重。因?yàn)樵O(shè)計(jì)工作不但牽涉到采購(gòu)、施工等環(huán)節(jié)的如何開展，還在很大程度上影響試運(yùn)行等階段的正常運(yùn)行。設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)工程的總體質(zhì)量與效益有很大的影響，同時(shí)設(shè)計(jì)的緊湊與否也會(huì)直接決定資源的有效配置狀況。因此設(shè)計(jì)院參與國(guó)外工程總承包能夠有效轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)院對(duì)工程總承包的單方面認(rèn)識(shí)，突出對(duì)設(shè)計(jì)工作的重視及各程序的綜合實(shí)施與管理，一定程度上提高設(shè)計(jì)院的綜合實(shí)力。
二、設(shè)計(jì)院開展國(guó)外工程總承包的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)
（一）發(fā)揮設(shè)計(jì)對(duì)工程整體的主導(dǎo)作用
國(guó)際EPC項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)管理工作貫穿于項(xiàng)目的全過程，是工程建設(shè)的靈魂，是總承包商項(xiàng)目管理的重要組成部分。國(guó)外項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工一體化程度較高，而中國(guó)的建筑業(yè)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期以來設(shè)計(jì)與施工脫節(jié)，故中國(guó)承包商在運(yùn)作國(guó)外這種以設(shè)計(jì)為先導(dǎo)的EPC總承包合同時(shí)很被動(dòng)，往往只能采取聯(lián)合運(yùn)營(yíng)或設(shè)計(jì)分包的形式進(jìn)行項(xiàng)目總承包。
因此，如果由國(guó)內(nèi)大型綜合設(shè)計(jì)院擔(dān)當(dāng)工程項(xiàng)目管理的主體，將工程項(xiàng)目的管理工作與設(shè)計(jì)工作進(jìn)行有效融合，突出設(shè)計(jì)與管理結(jié)合所產(chǎn)生的綜合效益；并從設(shè)計(jì)源頭角度考慮，突出設(shè)計(jì)在整個(gè)工程承包項(xiàng)目中的作用，控制單方面設(shè)計(jì)與單方面管理工作所產(chǎn)生的整體承包工作的脫節(jié)，充分展現(xiàn)并把握整體設(shè)計(jì)理念在工程總承包管理與實(shí)施中的作用；并利用設(shè)計(jì)院獨(dú)特的設(shè)計(jì)與管理結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合項(xiàng)目承包實(shí)際狀況，構(gòu)建出具有系統(tǒng)性、科學(xué)性，同時(shí)集管理與設(shè)計(jì)為一體的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)體系與模型，促進(jìn)工程總承包項(xiàng)目的科學(xué)發(fā)展。
（二）設(shè)計(jì)院的資源優(yōu)勢(shì)
由于工程總承包模式在中國(guó)及海外的不斷發(fā)展，很多設(shè)計(jì)院都看到機(jī)遇，紛紛加入到工程總承包的設(shè)計(jì)與管理中來，而設(shè)計(jì)院本身也擁有工程總承包得天獨(dú)厚的條件：不論是在各專業(yè)技術(shù)人員配置、還是在科技研發(fā)、設(shè)計(jì)專利、造價(jià)預(yù)算、質(zhì)量保證、項(xiàng)目管理等方面，均具有其他單專業(yè)承包商所沒有的優(yōu)勢(shì)。
設(shè)計(jì)院擁有大量的高素質(zhì)專業(yè)性人才，包括中高級(jí)工程師、設(shè)計(jì)研究人員、國(guó)家注冊(cè)師等。同時(shí)技術(shù)力量也相當(dāng)雄厚，配有專業(yè)的設(shè)施，能夠保證建設(shè)實(shí)施工程項(xiàng)目的高端技術(shù)應(yīng)用，避免因技術(shù)性的缺乏而導(dǎo)致工程延期或者其他安全性問題。另外，設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)工程師還參與到采購(gòu)、施工及調(diào)試等工作的全過程中，更加清楚施工的技術(shù)要求，并提高采購(gòu)及施工工作的質(zhì)量，保證工程項(xiàng)目的整體技術(shù)水平。
（三）施工現(xiàn)場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)
設(shè)計(jì)院有大批專業(yè)的技術(shù)人員與管理人員，因此能夠在很大程度上有效了解業(yè)主的要求和設(shè)計(jì)意圖，從而有針對(duì)性的對(duì)設(shè)計(jì)及管理工作進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，保證設(shè)計(jì)與施工的順利搭接，進(jìn)而加快工程進(jìn)度，快速處理現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問題、控制設(shè)計(jì)變更，并進(jìn)行概算控制，節(jié)約了施工勞動(dòng)時(shí)間，降低了施工成本，控制了工程建設(shè)造價(jià)。換句話說，設(shè)計(jì)院工程師若參與到工程總承包項(xiàng)目，會(huì)更加重視對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目成本、有效性及投資等方面的關(guān)心，合理優(yōu)化總圖方案，使之更具有科學(xué)性及針對(duì)性；另外還能通過對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化降低工程造價(jià)、節(jié)約投資、縮短周期，促進(jìn)項(xiàng)目的又好又快發(fā)展。
（四）質(zhì)量保證優(yōu)勢(shì)
設(shè)計(jì)院開展國(guó)外工程總承包，可以將設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工各環(huán)節(jié)都匯集到一起進(jìn)行，使設(shè)計(jì)、采購(gòu)、監(jiān)理、施工各技術(shù)工程師之間溝通更為方便直接，相互交流技術(shù)與疑問，從而較好地解決問題，保證方案設(shè)計(jì)的科學(xué)性，同時(shí)還能突出方案的工藝性價(jià)值，滿足制造與施工的要求，并能有效避免因?yàn)椴焕斫庠O(shè)備采購(gòu)及施工而造成的錯(cuò)誤及問題。設(shè)計(jì)院對(duì)工程進(jìn)行整體布局，有效克服有關(guān)設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工等環(huán)節(jié)相互獨(dú)立的狀況，從而提高整個(gè)工程的建設(shè)質(zhì)量與水平。
三、設(shè)計(jì)院在國(guó)外工程總承包中可能面臨的問題
（一）項(xiàng)目立項(xiàng)決策階段、投標(biāo)報(bào)價(jià)階段的風(fēng)險(xiǎn)
項(xiàng)目立項(xiàng)階段主要包括對(duì)資料的收集工作及現(xiàn)場(chǎng)的勘查，以了解國(guó)外工程的相關(guān)具體情況，包括社會(huì)發(fā)展、資源分布、價(jià)格水平、人力成本以及國(guó)外政治制度、戰(zhàn)爭(zhēng)、相關(guān)法律規(guī)定、宗教、習(xí)俗、外匯、保險(xiǎn)、信用、勞務(wù)、金融、設(shè)備維護(hù)、技術(shù)、材料、儀器、環(huán)境、污染等狀況。通過分析總結(jié)這些狀況的綜合影響，對(duì)項(xiàng)目的可行性、風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)等進(jìn)行充分的論證，以保證項(xiàng)目未來的正常實(shí)施。另外通過對(duì)當(dāng)?shù)貙?shí)際環(huán)境條件的調(diào)查與分析，對(duì)施工過程中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，包括可控風(fēng)險(xiǎn)與不可控風(fēng)險(xiǎn)等的敏感程度與自身的承擔(dān)能力進(jìn)行有效分析，衡量工程實(shí)施的效益及必要性。但在實(shí)際進(jìn)行國(guó)外工程總承包的過程中，前期準(zhǔn)備工作往往受種種條件限制，并不能進(jìn)行充分的調(diào)研與分析，導(dǎo)致前期對(duì)工程潛在風(fēng)險(xiǎn)及自身風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)能力的評(píng)估不準(zhǔn)確，為日后工程的安全進(jìn)行埋下隱患。
另外在項(xiàng)目投標(biāo)報(bào)價(jià)階段也存在一些風(fēng)險(xiǎn)。包括是否能夠有效滿足當(dāng)?shù)靥囟ńㄔO(shè)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范的風(fēng)險(xiǎn)；以及其他人為、非人為的條件或者限制所造成的其他方面風(fēng)險(xiǎn)等。
（二）合同談判階段FIDIC條款風(fēng)險(xiǎn)
FIDIC條款因受英美法律傳統(tǒng)等方面的影響，出現(xiàn)了許多與中國(guó)目前相關(guān)規(guī)定不相符的問題。如FIDIC是單價(jià)合同，這與國(guó)內(nèi)通常采用項(xiàng)目概預(yù)算的方式不同，工程量清單中的單價(jià)才是支付價(jià)款的法律依據(jù)；又如FIDIC合同中“工程師”享有充分的授權(quán)，工作開展相對(duì)獨(dú)立，這與目前國(guó)內(nèi)建設(shè)單位對(duì)作為“工程師”的第三方工程咨詢與監(jiān)理不信任的情況大不相同。因此在與國(guó)外業(yè)主進(jìn)行合同談判時(shí)，對(duì)“工程師”的作用條款要有足夠的了解，才能保障未來工程的順利進(jìn)行；同樣工程擔(dān)保作為FIDIC規(guī)定的重要內(nèi)容，涉及到了投標(biāo)保函、工程保留金保函、工程款支付保函、履約保函等規(guī)定，而國(guó)內(nèi)行業(yè)內(nèi)較多只采用履約保函與投標(biāo)保函。與國(guó)內(nèi)擔(dān)保形式相比，F(xiàn)IDIC相對(duì)兼顧了業(yè)主與承包商的擔(dān)保公平，如工程款支付保函，約定了業(yè)主如果未按主合同向承包方支付工程款，則由擔(dān)保方在代為支付，一定程度上保護(hù)了承包方的權(quán)利，促進(jìn)了工程建設(shè)行業(yè)的健康發(fā)展。因此，設(shè)計(jì)院在進(jìn)行FIDIC合同談判時(shí)，一定不能只沿用國(guó)內(nèi)的思維習(xí)慣，忽視有利擔(dān)保的條款細(xì)則。
（三）項(xiàng)目管理中的風(fēng)險(xiǎn)
國(guó)外工程總承包項(xiàng)目的開展存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，包括合同的有效管理、施工現(xiàn)場(chǎng)的安全運(yùn)行、物資供應(yīng)的科學(xué)管理、財(cái)務(wù)管理及人事管理風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容，這些風(fēng)險(xiǎn)都會(huì)在很大程度上影響工程的安全施工及順利完成。比如在合同的擬定與執(zhí)行中是否按照嚴(yán)格的規(guī)定進(jìn)行；施工現(xiàn)場(chǎng)有無不規(guī)范操作；物資供應(yīng)是否有序合理；財(cái)務(wù)管理是否有不合法收入等。除此之外，還包括人事管理是否按照嚴(yán)格的規(guī)范進(jìn)行，是否有無資質(zhì)人員參與等。
四、改善措施
（一）重視對(duì)工程總承包進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管控
工程項(xiàng)目從開始到結(jié)尾都會(huì)存在形形的風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)不同類型的風(fēng)險(xiǎn)，要考慮采用不同的應(yīng)對(duì)措施。工程總承包對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的控制主要有風(fēng)險(xiǎn)自留、風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移和風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避三種處理方式：根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)的成因，選擇“自留控制方式”的往往是一些可預(yù)見的，可避免的風(fēng)險(xiǎn)，比如海外工程總承包施工過程中的材料采購(gòu)風(fēng)險(xiǎn)，建筑質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)等。對(duì)于已經(jīng)自留的風(fēng)險(xiǎn)，一定要加強(qiáng)控制，使風(fēng)險(xiǎn)降到最低；風(fēng)險(xiǎn)的“轉(zhuǎn)移控制方式”，是根據(jù)成因，選擇一些不可預(yù)見、不可避免，甚至在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生時(shí)不能通過采取一定措施進(jìn)行損失減免的重大風(fēng)險(xiǎn)（比如海嘯、地震等引起的風(fēng)險(xiǎn)），通過保險(xiǎn)、保價(jià)、政府擔(dān)保等手段將這些風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)嫁到保險(xiǎn)公司或政府的頭上；“風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避”，則是針對(duì)一些明顯預(yù)見或者正在發(fā)生的重大風(fēng)險(xiǎn)，避免在具有此類風(fēng)險(xiǎn)的地區(qū)承包工程，或者要求工程在可行的范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，從而來規(guī)避這些風(fēng)險(xiǎn)，降低其發(fā)生可能性的一種手段。
（二）有效利用FIDIC條款
充分利用FIDIC條款，尤其是在前期的合同談判中，要特別注意與國(guó)內(nèi)習(xí)慣不同的條款和模糊不清的條款，比如索賠條款，變更條款，單價(jià)條款等等，以有效保護(hù)自己，贏得索賠先機(jī)，降低風(fēng)險(xiǎn)，避免損失。
充分利用FIDIC條款中關(guān)于會(huì)員的基本職業(yè)道德要求，要求對(duì)方及同行接受行業(yè)對(duì)全社會(huì)的責(zé)任，不斷尋求可持續(xù)發(fā)展的解決辦法，只承擔(dān)能夠勝任的任務(wù)，提供咨詢建議公正且客觀；明確條款的主要內(nèi)容及基本原則，包括雙方合作的基礎(chǔ)、變更與補(bǔ)救條款等，尤其應(yīng)明確條款中的一些敏感點(diǎn)，如責(zé)任承擔(dān)、風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)偟?，避免模糊條款應(yīng)用于工程實(shí)施后對(duì)自身造成的損失。
此外，在簽署FIDIC合同時(shí)，還要特別注意“書面為準(zhǔn)”原則。即凡事不論巨細(xì)，皆要在合同上清晰的寫明，添加注釋，切不可輕信口頭承諾，不能把商業(yè)道德與法律依據(jù)混為一談，法律上嚴(yán)密準(zhǔn)確，無懈可擊，以避免未來由于條款疏漏而引發(fā)爭(zhēng)執(zhí)，降低損失。同時(shí)要堅(jiān)持商務(wù)封閉原則，不做開口支付，涉及到時(shí)間和數(shù)量的條款堅(jiān)持“有上限即有下限”的封口原則，以避免業(yè)主可能出現(xiàn)的因沒有上下限而隨意決策侵害承包方利益的行為，既保障自己的權(quán)利，也保障項(xiàng)目的順利進(jìn)行。
五、結(jié)論
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工程項(xiàng)目建設(shè)的總承包方式有效滿足了項(xiàng)目建設(shè)需求并逐漸成為工程建設(shè)的主體模式。設(shè)計(jì)在工程總承包中的地位十分重要，因此以設(shè)計(jì)院為主體的承包方式能夠在很大程度上提高工程建設(shè)的技術(shù)與質(zhì)量，從而縮短工期，節(jié)省資金。以設(shè)計(jì)院為主體的國(guó)外工程總承包需要在國(guó)際市場(chǎng)中不斷發(fā)展并壯大自己，更好的發(fā)揮自身特長(zhǎng)，促進(jìn)自身的持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]潘小穎.對(duì)設(shè)計(jì)院開展工程總承包業(yè)務(wù)的思考[J].陜西電力,2007;35
2實(shí)驗(yàn)流程
藻膽體分離、純化以及性質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟在相關(guān)文獻(xiàn)中均有詳細(xì)介紹，在此只給出實(shí)驗(yàn)流程及所用到的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。其中，藻膽體分離和純化過程中，常溫操作及高濃度(0．6～0.9mol/L)磷酸緩沖液是保持藻膽體結(jié)構(gòu)完整的關(guān)鍵，這兩個(gè)條件也是分離藻膽體實(shí)驗(yàn)操作的特殊之處，完整的藻膽體經(jīng)蔗糖密度梯度離心后形成明藍(lán)色區(qū)帶，吸收光譜最大吸收峰位于610～615nm;而藻膽蛋白的分離純化需在4℃下進(jìn)行。另外，通過透析除去磷酸鹽(通常降至5mmol/L以下)后，藻膽體自動(dòng)解體。
3藻膽體作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)勢(shì)
3．1實(shí)驗(yàn)材料容易獲得
藍(lán)藻培養(yǎng)方法現(xiàn)已非常成熟，且藍(lán)藻在旺盛生長(zhǎng)時(shí)，藻膽體占可溶性蛋白含量的80%左右，因此完成以上實(shí)驗(yàn)流程每組只需要30～50g藍(lán)藻細(xì)胞。
3．2綜合性強(qiáng)
該實(shí)驗(yàn)涉及表面活性劑的使用、密度梯度離心、透析、吸收光譜分析、SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳以及色譜等多項(xiàng)常用生化技術(shù)。
3．3實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯、成功率高
實(shí)驗(yàn)中得到的藻膽體及其解聚得到的藻膽蛋白均為有色的色素蛋白，密度梯度離心和層析結(jié)果均可直接觀察，增加了學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的興趣度，且各組往往是得到藻膽體和藻膽蛋白量上的差異，基本不會(huì)出現(xiàn)無實(shí)驗(yàn)結(jié)果的問題。
3．4難度適當(dāng)
在進(jìn)行充分準(zhǔn)備后，高年級(jí)本科生均可完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程，該實(shí)驗(yàn)流程約需要24～36學(xué)時(shí)。該實(shí)驗(yàn)靈活性強(qiáng)，既可作為綜合性實(shí)驗(yàn)，也可作為分步實(shí)驗(yàn)，隨講隨做，將每個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果凍存?zhèn)溆?，因此各院校可根?jù)課時(shí)情況、學(xué)生基礎(chǔ)以及具體實(shí)驗(yàn)條件對(duì)該實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行適當(dāng)修改。此外，有條件的學(xué)校還可以在此基礎(chǔ)上，完成完整藻膽體的電鏡觀察、藻膽體及藻膽蛋白室溫或低溫?zé)晒饧ぐl(fā)/發(fā)射光譜分析以及連接肽的分離純化等實(shí)驗(yàn)，以增加實(shí)驗(yàn)難度。
3．5實(shí)驗(yàn)費(fèi)用較低
完成實(shí)驗(yàn)操作，若藻膽蛋白的純化使用羥基磷灰石柱層析，每組所需試劑耗材300元左右。
4實(shí)驗(yàn)存在的問題
(1)密度梯度離心是純化藻膽體的必需途徑，也是制約該綜合性實(shí)驗(yàn)大規(guī)模開展的重要因素，完成該實(shí)驗(yàn)流程需至少收集2管的藻膽體(每管容量50mL，上樣5～10mL)，而每臺(tái)超速離心機(jī)只能同時(shí)放置6支離心管。由于我院擁有1臺(tái)超速離心機(jī)，因此該實(shí)驗(yàn)每次開設(shè)均不超過6個(gè)小組。
(2)藻膽體結(jié)構(gòu)與功能的研究始于上世紀(jì)70年代，現(xiàn)在已成為研究得最為透徹的生物大分子之一，目前已不是研究熱點(diǎn)，因此該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基本屬于驗(yàn)證型，相比而言創(chuàng)新性稍顯不足，但無疑是訓(xùn)練學(xué)生蛋白分離純化相關(guān)技術(shù)不可多得的實(shí)驗(yàn)材料。
中圖分類號(hào)： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
1工程概況
汶水一站水電站工程位于廣東省廣寧縣古水河境內(nèi)，為古水河梯級(jí)開發(fā)的第7級(jí)水電站。電站以發(fā)電為主，總裝機(jī)容量2500kW，設(shè)計(jì)水頭8.0m，年發(fā)電量945萬kW.h。
2 設(shè)計(jì)依據(jù)
2.1工程等別及建筑物級(jí)別以及相應(yīng)的洪水標(biāo)準(zhǔn)
汶水一站水電站以發(fā)電為主，裝機(jī)容量為2500kW，校核洪水位時(shí)的總庫(kù)容為280.0萬m3。按照《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000的規(guī)定，工程屬Ⅳ等工程，小(1)型規(guī)模。電站的永久建筑物(泄水閘、泄水建筑物、廠房)均按4級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，導(dǎo)流圍堰等臨時(shí)工程按5級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。
根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，電站建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)如表2-1-1所示。
表2-1-1洪水標(biāo)準(zhǔn)
2.2設(shè)計(jì)基本資料
1、水文氣象
古水河流域自上游至下游主要?dú)庀髤?shù)為：多年平均氣溫20.8℃,最高氣溫39.1℃～39.4℃,最低氣溫-3.9℃～4.2℃.多年平均相對(duì)溫度81%，多年平均風(fēng)速0.9～1.1m/s，最大風(fēng)速13～5.3m/s。
3 壩軸線的選擇及工程總體布置
3.1壩軸線的選擇
汶水一站水電站壩軸線的選擇受河床寬度和廠房尾水暢順影響，考慮到上游永隆水電站下游尾水位、汶水二站水電站開發(fā)時(shí)上游正常蓄水位銜接,選擇Ⅰ線和Ⅱ線兩個(gè)方案比較。
3.1.1Ⅰ線方案
(1)地形、地質(zhì)條件。Ⅰ線內(nèi)無較大的斷層通過，未見次級(jí)褶皺，地質(zhì)構(gòu)造較不發(fā)育。(2)工程型式、布置。Ⅰ線方案擬于橫石口村上300m處河段修筑攔河壩,并在河床左岸布置廠房及附屬建筑物，屬河床式開發(fā)方案。攔河壩左岸為公路。(3)工程量、施工條件。線基巖露頭較明顯，上部覆蓋層較薄，開挖方量不大且對(duì)主要交通線沒有造成破壞；河床相對(duì)較寬，填筑方量較大。廠房布置在河流左岸，離公路較近，施工方便，工程量和投資也不大。
3.1.2Ⅱ線方案
(1)地形、地質(zhì)條件。壩軸線兩岸植被茂密，自然邊坡基本穩(wěn)定，物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育。
（2）工程型式、布置
Ⅱ線的河床段修筑攔河壩和發(fā)電廠房及附屬建筑物，在河床的右岸筑壩擋水，河床的左岸布置廠房和附屬建筑物，屬河床式開發(fā)方案。
3.1.3壩軸線比較和方案選擇
I線壩址區(qū)基巖均屬硬質(zhì)巖石，巖面埋深和巖石風(fēng)化均較淺，無較大的不良地質(zhì)現(xiàn)象，工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件較好。II線壩址區(qū)左岸邊坡較緩，右岸邊坡較陡，巖面埋深和巖石風(fēng)化相對(duì)1線均較深。下游有一小型滑坡體不利于壩體的穩(wěn)定及防滲。綜上所述，Ⅰ、Ⅱ線的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件均可滿足建壩的要求，但從施工安排及對(duì)環(huán)境的影響考慮，I線優(yōu)于II線。因此，選定I線方案為本工程的推薦方案。
3.2樞紐布置選擇
本電站水頭較低，選定壩址處沒有引水或其他布置的地形條件，所以廠+房采用河床式布置。總體布置采用右河床廠房還是左河床廠房方案，主要取決于對(duì)外交通條件?，F(xiàn)有瀝青公路已通往河流左岸，可通大汽車，且工程砂、碎石等材料主要取在左岸沙灘上，如果廠房布置在右岸則材料運(yùn)送相對(duì)困難，費(fèi)用增大，不利于降低工程投資。經(jīng)綜合分析，工程選定右岸布置溢流壩，左岸布置廠房的總體布置方案。
3.3擋水建筑物
3.3.1泄水閘壩
1)溢流閘壩布置
溢流壩全長(zhǎng)50m，設(shè)4扇弧型閘門，閘門的尺寸為：10×7.5m(寬×高)，堰頂高程為84.8m，堰高4.7m，閘門頂高程為92.30m。
本水電站為徑流式水電站，根據(jù)電站的壩上Z-Q關(guān)系曲線圖查得，設(shè)計(jì)洪水位為92.00m，校核洪水位為94.60m。
2）壩頂高程
壩頂高程的確定，是在各種運(yùn)行情況水庫(kù)靜水位加對(duì)應(yīng)風(fēng)浪高程和安全超高中選取最大值。
壩頂至水庫(kù)靜水位的高度的計(jì)算公式為：
Δh=2hL+ho+hc
Δh――閘墩頂距水位的高度m；
Hc――閘墩安超高，設(shè)計(jì)洪水位時(shí)取0.3m校核洪水位時(shí)取0.2m；
Ho――交通橋梁高(m)，取0.8m；
其中風(fēng)浪要素按《水工建筑物》(高校教材第三版)公式計(jì)算。公式如下：
2hL=0.0166V5/4D1/3
式中：D――吹程，取為550米。
V――設(shè)計(jì)風(fēng)速，在正常水位及設(shè)計(jì)洪水位情況用最大風(fēng)速的1.5倍，校核洪水位于情況用最大風(fēng)速。
波浪中心線至水庫(kù)靜水位的高度ho按下式計(jì)算：
4лhl2лHo
ho=--------cth--------
2LlLl
式中：2Ll――波長(zhǎng)，2Ll=10.4(2hl)0.8；其它符號(hào)的意義同前。Ho――閘前水域的平均水深。安全超高h(yuǎn)c：正常運(yùn)行情況取0.3m，非常運(yùn)行情況取0.2m。(h-壩頂距水庫(kù)靜水位的高度(m)即為風(fēng)浪高+安全超高)上述成果表明，壩頂高程由校核洪水位控制，定為95.60m，最大壩高15.50m，壩頂長(zhǎng)度62.00m。
3)消能設(shè)計(jì)。根據(jù)下游水位較高的情況，采用底流式消能。參照重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范的補(bǔ)充規(guī)定：“對(duì)消能防沖設(shè)計(jì)的洪水標(biāo)準(zhǔn)，原則上可低于大壩的泄洪標(biāo)準(zhǔn)，鑒于本樞紐攔水建筑物的建基面建在弱風(fēng)化巖石上，本工程的消能防沖按10年一遇洪水進(jìn)行設(shè)計(jì)。消能計(jì)算采用水利水電工程設(shè)計(jì)程序集中的D-3程序進(jìn)行計(jì)算。消能按10年一遇洪水計(jì)算。根據(jù)計(jì)算，消力池的長(zhǎng)度為33m，高程為80.10m，護(hù)坦的長(zhǎng)度為15m。岸坡采用護(hù)坡處理，其護(hù)砌長(zhǎng)度33m，護(hù)坡頂高程為10年一遇洪水位。
4)基礎(chǔ)處理。壩的建基面均開挖至弱風(fēng)化層下0.3～1.0m,由于地基內(nèi)沒有規(guī)模較大的斷裂構(gòu)造，無須特殊處理。由防滲計(jì)算可知，對(duì)基礎(chǔ)的防滲措施采用在溢流壩上游與下游端均設(shè)齒墻，齒墻深1.5m，厚為1.5m，前端順坡度延伸到與高程80.10m齊平處，下游齒墻厚1.5m，成梯形狀，上游閘底板與消力池間設(shè)置止水。
5)穩(wěn)定計(jì)算。(1)計(jì)算荷載。①壩體自重及固定設(shè)備重；②水重；③靜水壓力；④揚(yáng)壓力；⑤風(fēng)浪壓力；⑥側(cè)向水壓力；⑦土壓力(或泥沙壓力)；(2)荷載組合。①上游正常蓄水位，下游無水；②上游設(shè)計(jì)洪水位，下游設(shè)計(jì)洪水位；③上游校核洪水位，下游校核洪水位。(3)抗滑穩(wěn)定及地基應(yīng)力計(jì)算。
抗滑穩(wěn)定計(jì)算：攔河壩建基面高程為79.80m，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，該高程巖性的風(fēng)化程度為弱風(fēng)化，參照地質(zhì)報(bào)告力學(xué)參數(shù)建議值，取f=0.55。
抗滑穩(wěn)定采用抗剪強(qiáng)度公式計(jì)算：K=f(W-u)/∑P
式中K――按抗剪斷強(qiáng)度計(jì)算的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；f――壩體砼與壩基接觸面的抗剪摩擦系數(shù)，取0.55；∑W――作用于滑動(dòng)面以上的力在鉛直方向投影的代數(shù)和KN。∑P――作用于滑動(dòng)面以上的力在水平方向投影的代數(shù)KN。
地基應(yīng)力計(jì)算
壩基應(yīng)力采用材料力學(xué)公式計(jì)算：
бy=∑w/B±6∑M/B2
式中бy――壩基面垂直正應(yīng)力；∑W為――作用于計(jì)算截面以上全部荷載的垂直分量的總和；∑M――為作用于計(jì)算截面以上全部荷載對(duì)截面形心力矩的總和；B――為壩體計(jì)算截面面積。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在各種運(yùn)行情況下，計(jì)入揚(yáng)壓力影響，壩體上游面不得產(chǎn)生拉應(yīng)力。計(jì)算分兩種情況考慮，計(jì)算結(jié)果表明，各種情況均能滿足規(guī)范要求。壩體尺寸由溢流面體型和滿足應(yīng)力需要控制。
3.4發(fā)電廠房
廠房布置在河床左側(cè)，為河床式廠房，廠房基礎(chǔ)座落在微風(fēng)化基巖上，地基無需進(jìn)行特殊處理。進(jìn)水口設(shè)主閘一道，由固定式啟門機(jī)啟閉。檢修門與攔污柵共門槽，由門機(jī)啟閉。進(jìn)水口長(zhǎng)度由設(shè)備及交通要求確定。廠房進(jìn)水口前設(shè)攔沙坎一道。升壓站布置在廠房的左側(cè)。主變壓器1臺(tái)，布置在廠房升壓站的右側(cè)。進(jìn)廠公路由下游進(jìn)入廠房，進(jìn)廠坡度為2%。
4結(jié)語
通過對(duì)汶水一站水電站工程的總體布置方案比較及主要建筑物設(shè)計(jì)，對(duì)于低水頭電站來說，設(shè)計(jì)水頭非常重要，在水工建筑物布置設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)(引)水?dāng)嗝嬉_(dá)到設(shè)計(jì)要求，尾水段流態(tài)要保持平穩(wěn)暢順，這樣才能使電站機(jī)組運(yùn)行工況和出力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
參考文獻(xiàn):
[1]《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000
[2]《混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SDJ21-78(試行)
[3]《溢洪道設(shè)計(jì)規(guī)范》SL253-2000
Probing into some problems on teaching of spacecraft systems engineering
Wen Xin, Xiong Wu, Wang Yazhou, Jin Zhecheng, Zhao Yang
Nanjing university of aeronautics and astronautics, Nanjing, 210016, China
Abstract: Spacecraft systems engineering is an integrated course that combines multi-disciplines and technology development. according to the characteristics of the course and the valuable teaching experiences of other universities, the paper analyzes the existing problems of the lesson on teaching contents, teaching methods, evaluation methods and bilingual teaching were proposed. Some of the reformative schemes have been put into practice and obtained good teaching results.
Key words: spacecraft; system engineering; teaching methods
1 航天器總體設(shè)計(jì)課程的內(nèi)涵
航天器總體設(shè)計(jì)中的“總體設(shè)計(jì)”一詞是“中國(guó)航天之父”錢學(xué)森給出的定義，英文是“System Engineering”，所以學(xué)術(shù)界又稱“航天器總體設(shè)計(jì)”為“航天器系統(tǒng)工程”。
什么是“總體設(shè)計(jì)”或“系統(tǒng)工程”？錢學(xué)森說它是一種科學(xué)方法，美國(guó)學(xué)者說是一門科學(xué)，還有專家說它是一門特殊工程學(xué)，但大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為是一種管理技術(shù)。
航天器總體設(shè)計(jì)課程以航天器系統(tǒng)為基礎(chǔ)，主要論述航天器系統(tǒng)級(jí)方面的問題，它所涉及的對(duì)象是工程大系統(tǒng)，所涉及的知識(shí)深度局限于設(shè)計(jì)最優(yōu)大系統(tǒng)需要，所涉及的知識(shí)領(lǐng)域包含“機(jī)、光和電”等十幾個(gè)技術(shù)的交叉學(xué)科。所以，“航天器總體設(shè)計(jì)”課程是培育航天器設(shè)計(jì)領(lǐng)軍人才的專業(yè)課。
2 航天器總體設(shè)計(jì)課程的特征
從理論角度看，航天器總體設(shè)計(jì)屬于系統(tǒng)工程范疇，涉及的對(duì)象是工程大系統(tǒng)。從航天任務(wù)角度看，航天器總體設(shè)計(jì)是探索、開發(fā)和利用太空以及太空以外天體的綜合性工程技術(shù)，是集諸多科學(xué)領(lǐng)域之大成，它的發(fā)展又反過來促進(jìn)各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域向前發(fā)展。
航天器總體設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容包括航天任務(wù)分析、航天器環(huán)境分析、總體設(shè)計(jì)概述、總體方案設(shè)計(jì)、姿態(tài)與軌道控制系統(tǒng)、軌道動(dòng)力學(xué)、運(yùn)載器、地面測(cè)控站、通信系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)、電磁兼容性、地面測(cè)試和產(chǎn)品可靠性等。所以，不難看出，航天器總體設(shè)計(jì)課程的目標(biāo)是使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，基本了解航天器總體方案設(shè)計(jì)的方法，初步具備在任務(wù)分析基礎(chǔ)上構(gòu)思航天器總體方案的能力，如有能力和信心去挑戰(zhàn)中國(guó)航天五院舉辦的“超越杯”競(jìng)賽。
3 航天器總體設(shè)計(jì)課程的教材
鑒于世界上最著名的自然科學(xué)方面的教材，幾乎都是在劍橋、牛津和麻省理工學(xué)院這樣的名校誕生的，所以，我校航天器總體設(shè)計(jì)課程選用的教材是由Peter Fortescue等人編寫、WILEY出版的“Spacecraft Systems Engineering”[1]。該書從航天器系統(tǒng)級(jí)角度分析和論述了總體設(shè)計(jì)問題，包括航天器環(huán)境、任務(wù)分析和系統(tǒng)工程，以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的核心子系統(tǒng)，如機(jī)構(gòu)、電氣、推進(jìn)、熱、控制、裝配集成和測(cè)試試驗(yàn)等。
“Spacecraft Systems Engineering”最初源于歐洲Southampton大學(xué)的短期培訓(xùn)講義，該講義是20世紀(jì)70年代為畢業(yè)后希望成為航天器系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師的學(xué)生而編寫。該書至今已經(jīng)修訂再版4次，每次都組織近30位專家和專業(yè)教師參加修訂和編寫。第一版是在“航天器系統(tǒng)”講義基礎(chǔ)上編寫而成；第二版是在廣大讀者反饋意見基礎(chǔ)上，進(jìn)行修改完善；第三版是在新技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，特別是在小衛(wèi)星的“重量輕、性能好、研制周期快、造價(jià)低”的理念技術(shù)推動(dòng)下，為了適應(yīng)先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的需要，進(jìn)行修訂；第四版是在原來基礎(chǔ)上，每章內(nèi)容都有所刪減和增加，另外還增加了《航天器裝調(diào)、集成和試驗(yàn)驗(yàn)證》一章。顯而易見，在過去40年的時(shí)間里，由于作者的不斷修訂和更新，該書始終保持內(nèi)容新穎和技術(shù)先進(jìn)的狀態(tài)。
“Spacecraft Systems Engineering”一直是國(guó)外著名大學(xué)航天器系統(tǒng)工程課程的教材或主要參考書，如麻省理工學(xué)院、高等航空航天學(xué)院(法國(guó))、和帝國(guó)理工學(xué)院(英國(guó))等[2]。
對(duì)于我校的航天器總體設(shè)課程來說，選擇該書的理由有三點(diǎn)：第一，能從總體上反映課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)，包括各方面的知識(shí)點(diǎn)和拓展的需要；第二，有助于學(xué)生的學(xué)習(xí)，知識(shí)的來龍去脈交代清楚；第三，符合48學(xué)時(shí)的授課需要。
4 航天器總體設(shè)計(jì)課程的研討式教學(xué)
航天器總體設(shè)計(jì)課程在我國(guó)高校開設(shè)多年，隨著很多高校多媒體教學(xué)條件的完善，航天方面的紀(jì)錄片和故事片走進(jìn)了課題[3]，當(dāng)然也走進(jìn)了航天器總體設(shè)計(jì)的教學(xué)中。實(shí)踐證明，由于航天器總體設(shè)計(jì)內(nèi)容龐雜，傳統(tǒng)的教師講、學(xué)生聽以及看電影的灌輸式教學(xué)方法，造成學(xué)生食而不化。鑒于航天器總體設(shè)計(jì)課程的性質(zhì)和特征，現(xiàn)采用目前國(guó)外比較流行的“研討式教學(xué)方法”與“基于問題的授課方式”相結(jié)合的方式，在教學(xué)實(shí)踐中取得較好效果。在研討式教學(xué)過程中，教師給出問題及答案，讓學(xué)生積極地尋找中間的解答過程，教師和學(xué)生共同以研究探討的形式完成課程教學(xué)任務(wù)[4]。航天器總體設(shè)計(jì)涉及的學(xué)科范圍非常廣泛，帶著問題教和學(xué)，通過互動(dòng)教學(xué)環(huán)節(jié)，可以引導(dǎo)學(xué)生圍繞航天器設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行研究型學(xué)習(xí)，如通過航天器電源結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)空間環(huán)境的危害，這些問題無疑會(huì)引導(dǎo)學(xué)生自覺地理解和掌握系統(tǒng)性的知識(shí)，這不僅幫助學(xué)生“學(xué)會(huì)”了一門課程，而且還使學(xué)生掌握了“會(huì)學(xué)”的能力。
5 航天器總體設(shè)計(jì)課程的考核方式
傳統(tǒng)的閉卷考試能夠延續(xù)至今，有其自身優(yōu)點(diǎn)，但針對(duì)航天器總體設(shè)計(jì)課程的特征和內(nèi)容而言，完全采用這種閉卷考試方式，很難評(píng)估學(xué)生的真正水平。該課程除了應(yīng)該檢查學(xué)生了解和掌握其系統(tǒng)級(jí)知識(shí)外，還應(yīng)考查學(xué)生對(duì)總體設(shè)計(jì)水平和系統(tǒng)指標(biāo)的把握能力，以及在多種約束條件下的優(yōu)化設(shè)計(jì)綜合能力、語言表達(dá)和綜述能力。
我校在航天器總體設(shè)計(jì)課程考核方式方面，進(jìn)行了改革嘗試，加大了研究型學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)權(quán)重。考核的總評(píng)成績(jī)滿分為100分，其中，期末試卷重點(diǎn)考查基本概念的理解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與步驟，其試卷成績(jī)占總評(píng)成績(jī)的30％；課外作業(yè)，如方案設(shè)計(jì)、大論文、小論文等，占總評(píng)成績(jī)的50％；口頭匯報(bào)中的表達(dá)能力，即方案設(shè)計(jì)的講演占總評(píng)成績(jī)的20％。這樣的考核方式不僅可以促進(jìn)學(xué)生平時(shí)對(duì)課程的投入，還能提高學(xué)生在總體設(shè)計(jì)方面的綜合能力，保證了課程培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
6 航天器總體設(shè)計(jì)課程雙語教學(xué)
雙語教學(xué)是我國(guó)高等教育與國(guó)際接軌的必然趨勢(shì)，是培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)社會(huì)發(fā)展高素質(zhì)人才的需要。美國(guó)在航天器研究的多數(shù)領(lǐng)域都處于遙遙領(lǐng)先的地位，而我國(guó)航天器研究起步較晚，有許多地方需要向發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)習(xí)和借鑒。所以對(duì)航天器總體設(shè)計(jì)課程，開展雙語教學(xué)是非常必要的。
我校航天器總體設(shè)計(jì)課程的雙語教學(xué)，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際英文水平和開展雙語教學(xué)的不同階段確定在教學(xué)中英文所占的比例，同時(shí)以此為主要依據(jù)調(diào)整學(xué)時(shí)分配。另外，為了幫助學(xué)生理解，在“Spacecraft Systems Engineering”為主要教材基礎(chǔ)上，再給學(xué)生推薦一本國(guó)內(nèi)出版的教材，即《航天器系統(tǒng)工程》。該書由航天五院總師譚維熾和胡金剛主編，他們組織十幾位專家參考國(guó)外教材“Spacecraft Systems Engineering”的編寫模式，并結(jié)合中國(guó)航天器研制背景，編寫出版了本教材。這兩本書的編寫思路和技術(shù)用語基本類似，這樣學(xué)生在閱讀教材的時(shí)候不用把精力浪費(fèi)在學(xué)習(xí)不同稱謂的專業(yè)詞匯上。
另外，我校航天器總體設(shè)計(jì)課程開展雙語教學(xué)的目的，不僅僅是教給學(xué)生英語或者專業(yè)知識(shí)，而是用英語去認(rèn)知航天器專業(yè)領(lǐng)域的前沿知識(shí)和科技發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生接受最新專業(yè)知識(shí)的能力。
參考文獻(xiàn)
[1] Peter Fortescue,John Stark,Graham Swinerd.Spacecraft Systems Engineering 4th Edition[M].WILEY,2011.
主管單位：中國(guó)航天科技集團(tuán)公司
主辦單位：北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部
出版周期：雙月刊
出版地址：北京市
語
種：中文
開
本：16開
國(guó)際刊號(hào)：1673-8748
國(guó)內(nèi)刊號(hào)：11-5574/V
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創(chuàng)刊時(shí)間：1992
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