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摘要：社会经济的发展推动了水利设施的不断完善，水利工程数量与日剧增。水利工程建设的特点有规模大、消耗时间长，实际投入各项成本过大、建筑实际成本多、施工困难等，在建筑施工时常会产生各类的质量问题。
关键词：水利工程；混凝土结构；优化设计
引言
如今，为适应经济快速发展需要，水利水电工程数量与规模越来越大，在现代工程建设产业发展中，水利工程建设已经成为了其行业的重点内容，是直接关系到了民生发展的基础市政工程建设。
1水工混凝土结构设计要求
水工建筑，其修建任务主要是防洪、发电、灌溉等，类型众多，包括挡水、泄水、输水、取水、整治以及专门建筑物等，主要建筑材料为混凝土和钢筋混凝土。水工建筑物的工作环境较为复杂，其往往处于大江、大河之中，对周边水资源进行科学调控，以达到防洪、抗旱的效果，同时不少水库大坝还承担着发电的重任，一旦出现运行事故，后果严重，因此对其设计、施工均提出了较高的要求。在进行水工混凝土结构设计时，必须严格执行现行规范，科学选用设计方法、计算软件，切实保证设计结果精确、可靠。
2水利工程中混凝土结构的优化设计
2.1混凝土结构之间的连接优化设计
第一个方面即为从优化的角度分析和认识混凝土结构优化设计中的一些有效方法。第二个方面则是从科学设计的角度，对如何更科学、更有效地进行优化设计进行合理、全面的分析。而第三个方面是通过信息咨询或互联网应用，系统地了解结构工程中混凝土结构优化设计的发展形式，使结构工程的最终施工设计更加经济合理。混凝土的优化设计已成为国内外许多学者所关注的热点问题。结构的优化设计可以有效地开放资源和减少支出，以及混凝土结构也有许多视觉优势，如工程造价低、灵活的平面布局，良好的强度和刚度，和便于标准化建设，使最终的水利工程结构稳定的优势性增强。因此，找寻科学合理的设计混凝土优化结构的方法并且保证结构安全可靠是现代社会必要且迫切的。
2.2结构设计与各专项设计间的碰撞检查
设计过程中的错漏碰缺是导致设计质量不高，现场返工的重要原因。又是传统二维设计难以完全避免的顽疾。采用传统二维设计时，碰撞检查往往凭设计人员设计经验对重点部位进行重点复核，但往往效率低下，且难免疏漏。通过采用BIM技术，对各专业设计内容进行整合，通过程序进行碰撞检查，并输出碰撞检查报告，再根据报告对碰撞点逐一排查并逐个解决。不仅提高设计效率，更有助于提高设计质量，有效减少因设计错漏碰缺带来的大量设计后期服务工作。
2.3破损阶段设计法
此种设计方法下，将钢筋混凝土弹塑性性能纳入考虑范畴，其设计要求结构最大内力不超过结构承载能力，如式（1）。M≤Mμ/k（1）式中：M为截面内力；Mμ为截面极限弯矩；k为安全系数。基于此公式分析可知，其安全系数的界定依旧需要依靠人为经验，属于定值设计方法，其主要进步点在于考虑了弹塑性性能，因此可适用于水工混凝土结构设计，主要优势在于使用简便、利于试验检验。
2.4强化混凝土材料的配合比例
对混凝土施工而言，搅拌是关键的环节，需要保障混合料搅拌的均匀性与充分性。有关施工人员需要结合水利工程混凝土施工的要求，进行混凝土材料的科学配比，保障配合比设计的科学性。在冬季施工时，混凝土需要具备良好的抗冻性能。与一般的水泥材料相比，硅酸盐水泥的热化性能较好，在施工中的应用，能够大大提高水泥的强度。
此外，硅酸盐水泥与普通水泥的抗压性能大致相同，为保障混凝土的整体性能，需要工程人员在配合比设计上，尽量降低水灰比。在混凝土配合比的设计方面要注意，施工环境也会对混凝土性能产生一定的影响，因此，在施工过程中，需要结合工程现场的具体情况，做好配合比优化设计，保障混凝土的各方面性能。
2.5混凝土结构优化措施
在正确设计混凝土结构优化设计方案的同时，还要不断优化现有的监督管理体制，科学合理地完善监督管理体制。通过合理的监理制度，监理人员可以使建筑结构设计的全过程完成正确的监理管理，也可以正确地分析和认识结构中存在的问题，从而保证整个工作的科学性和现代化优势。最后，工程设计人员应重视加强结构工程的整体设计工作。通过经验丰富的专业设计师，他们可以规避工作中存在的不足，加强施工过程中的人员的重视程度，并确保整个建筑设计工程的作业质量，同时也努力促进结构工程中混凝土结构优化设计行业蓬勃发展的良好态势。同时，在优化设计和施工的过程中，需要考虑施工本身的环境、地形条件和人文因素。在此基础上，才能够更加合理地促进施工过程的顺利进行，提高最后工程建设的效果，进而既可以很大程度的提高整个工程的整体质量也能有效的完成成本控制。
2.6使用寿命安全系数
使用寿命安全系数与耐久性要求和目标可靠指标直接相关，受业主和用户的要求、结构或构件的重要程度、修复损伤的可能性、失效产生的后果等因素影响。重要程度越高、破坏后可修复性越差、破坏造成损伤越严重的结构，其设计时的耐久性要求越高，允许失效概率越低，目标可靠指标越高，使用寿命安全系数也越大。用耐久性等级来描述对耐久性的基本要求，即结构或构件在可能遇到的各种作用下容许破坏的最大程度。由于结构在发生较为严重的耐久性损伤时会引起人们的重视，会对耐久性损伤进行修复，不会任由其发展至影响结构安全性的程度，因此这里定义的耐久性等级只停留在正常使用的范畴。结构和构件的耐久性等级是在进行耐久性设计前应当明确的内容。类似于安全等级的要求，构件宜与结构整体采用相同的耐久性等级，但允许对部分结构构件根据其重要程度和综合经济效果进行调整。如某一构件在结构中属于重要的受力构件且维修成本较高，则可以将该构件的耐久性水平提高一级；相反，某构件在结构中的重要程度较低，同时维修更换简单且费用较低，则可以将该构件的耐久性水平降低一级。耐久性等级从一级到三级，结构失效的后果越来越严重，维修成本越来越高，因此，目标可靠指标也应该越来越高。不同的耐久性等级下，目标可靠指标具体的取值应考虑结构的重要程度和具体的极限状态来确定。
2.7裂缝控制
（1）保证结构设计科学性与合理性，在使结构具有良好整体性的基础上，设置适宜的变形缝；对结构进行受力分析计算的过程中，需做好断面设计和分析验算，包括抗裂验算、超载验算、施工验算。（2）切实加强施工管理。配合比控制应做到准确无误，混凝土浇筑应均匀、充分。在大体积混凝土浇筑过程中，必须按照适当的顺序分区、分段和分层实施，所选择的具体浇筑方法和振捣方法应合理可行，并对浇筑速度进行严格控制。在浇捣完成后，立即开始养护，避免混凝土产生干裂与温度裂缝。（3）如果水工建筑地基产生较大的沉降或不均匀沉降，也会使上部混凝土结构产生开裂，甚至导致结构发生变形，因此施工中也要充分考虑地基沉降方面的问题。（3）环境因素的持续影响，也有可能使混凝土结构产生早期裂缝，对此，现场技术人员要充分考虑环境条件，然后结合自身经验对工程的技术方案进行适当调整，以此确保混凝土结构能够良好适应环境条件，减少或避免裂缝，保证结构的完整性，并延长结构使用寿命。
结语
综上所述，水利工程项目实施中，混凝土优化设计这一举措不仅可以节约建设成本，还可以提高项目的整体质量，也能逐步实现科学化和现代化混凝土优化设计，完美地实现其桥梁纽带作用，最终不仅达到经济预期的目标，也可以完全不失结构安全。
参考文献：
[1]周荣玲.水工建筑混凝土质量全面控制研究[J].建材与装饰，2019（4）：55-56.
[2]黄业坚.水工建筑的结构设计与处理方法研究[J].工程技术研究，2019（13）：169-170.