時間：2023-03-13 11:26:07
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懸索橋適用于大跨度的橋梁結構。橋面是由鋼纜和吊索來承受，作為橋面主要結構物的加勁梁的跨度相當于吊索的間距．成為一個小跨度的彈性支承連續梁，所以主跨的大小與加勁梁剛度沒有很直接的關系。而作為承受橋面的關鍵構件的銅纜是由塔支承著并由強大的錨碇錨固著，只有塔和錨碇的穩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、水文和地質條件下都可以建造，只是造價比較高。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爭力，有好的地質條件，錨往比較容易建造，如汕頭海灣橋和鵝公巖長江大橋；有時有特殊要求，如廈門海滄橋和日本東京灣的彩虹橋．航空的限高和航運要求的通航凈空，迫使他們選用懸索橋，因為懸索橋的塔高是斜拉橋的1/2；在施工過程中，懸索橋始終在一個靜定穩定結構狀態下，容易控制，風險小，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。
橋梁總體設計是一個很復雜的問題，首先要適應地形、水文、地質等自然條件的限制，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行分析，因為它們充分吸取Tacoma大橋被風吹毀的教訓，以下討論的參數僅僅是一般情況的參考值，對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，主纜在塔兩側的水平力相等，要求主纜與塔兩側的傾角相等，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系。
從結構特性方面來考慮，假設主孔的跨度以及垂跨比等皆為定值，在用鋼塔時懸索橋單位橋長所需的鋼材重量隨跨度比減小而增大；當用鋼筋混凝土塔時，跨度比減少增加的延米用鋼量很小，當跨度比由0．5～0．3時，增加用鋼量約5％，跨度越大時，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的垂度和主孔跨度的比值，垂跨比的大小對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、結構整體剛度、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結構整體剛度有影響以外，它對結構振動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；懸索橋的扭轉固有頻率；將隨垂跨比的加大而增高；懸索橋扭轉與堅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構的梁度（或主纜中心距）與主孔跨度的比值，對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，對于特大跨度橋梁就很難保證這個要求了。在統計的懸索橋資料中1000m以上跨徑的寬跨比都小于1/30，甚至達1／60，雖然有些橋梁為了增加抗風穩定性，在風嘴外側再增加挑板或在中央分隔加寬并透風。從表面上來看是加了梁寬，但實際是改善氣流條件，增加抗風穩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的兩個指標，由于加勁梁的受力狀態是多跨彈性支承連續梁，看來梁高和主孔跨徑不是那么密切，但是從風動穩定性來看，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，它對布置雙層橋面的適應性較好，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，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，在不大的風速下被風吹得扭曲失穩而破壞。1966年塞文橋首次采用了箱梁為加勁梁，80年代，英國亨伯橋成功地建成，以后單層橋面的加勁梁多數采用箱梁。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寬都為22m，梁高達4．5～4m。
實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，有利于風動穩定，但高度太小會導致加勁梁的抗扭剛度削弱太多，容易導致渦振和抖振的發生產生結構疲勞，人感不適及行車不安全。為此還要控制高跨比。在設計中初選加勁梁斷面方案后，對于特大橋應做風洞的節段模型試驗，修改斷面、測定各種參數進行抗風驗算和各類風振分析。特別要注意風向帶有一定攻角時，加勁梁斷面的流線型"鈍化"，風動穩定性要差一些。對于特大跨度的橋或高風速地區的橋梁，采用如同墨西拿海峽大橋方案，做成左右兩個能適應風流線型的橋面系，利用寬的中央分隔帶透風解決風動穩定。
綜合材料課程分三個階段，采用課題式授課方式進行。第一，研究材料與視覺傳達關系；第二，探討綜合材料形式語言，包括綜合材料感知、審美、形態語言、符號意義以及精神文化內涵等；第三，綜合材料形式表現與實踐，通過解構、重組、異化等方式進行限定材料的命題創作。材料本身富有情感屬性，如同書籍設計選擇不同材質的紙張會帶給讀者不同的心理感受，通過材料感知的訓練可以讓學生體會到材料選擇的細微變化，進而從視覺傳達角度進行把握。材料的表達還應考慮某種材料的文化內涵，就像西方人體會不到中國人所感受到的玉石之美，對材料的選擇應充分考慮不同受眾人群的文化背景。在材料的表現方式上，引導學生突破對于某種材料的傳統化、經驗化認知，幫助學生提供無限的創作表現空間，從而形成關于材料表現的更多體驗，為進入課題設計專業創作打下基礎。教師在課題設計這一環節，要求學生利用材料表現一些具體的命題，學生首先要針對命題做出個人的詮釋。對于同一個主題，個人的視角和理解力的不同，所給出的觀點也是有差別的，也直接反映了課題設計中真實情感、個性化的語言。學生在教師的啟發下展開思維，從無規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。然而在設計中不能讓材料“先聲奪人”，使材料的外在形式遮蔽了創作者所要表達的內涵。對材料的分析及創作的構想、草圖、實際的過程采用圖片記錄的方式，并對最終的結果進行總結。
在這個練習中，學生對材料的認識已經上升到了新的高度，不再單一是為了材料而材料、為了表現而表現，而變成了一項根據主題需要有目的的課題設計任務。材料的美是豐富的，對設計具有很好的啟發作用。開發一材料為主富有創意的視覺語言是教學過程中的一個重要部分。在實驗教學過程中，學生們從傳統的具體設計方法到打破形和色的束縛，通過解構重組等方法去演繹材質本身所蘊含的內在精神，嘗試著材料表達的各種無限可能性。一些新思維、新想法在實驗過程中不斷涌現，學生在這個過程中不僅能逐步培養自己分析和解決問題能力，還能從創新性角度加深對設計基礎的理解，在和同學們對新知共同探索的過程中建立起良好的團結協作精神。
二、課程展覽
課程結束以課程展覽的形式展示學生作品，提前將畢業展的形式引入了課程中，是一種很好的嘗試。課程展覽是對教學效果進行評價的一種有效方式，可以讓學生和觀眾也能參與到評價的過程中，使得評價的角度更為全面。教師應鼓勵學生將過程中每個階段的體驗記錄下來，從具體的個案探索過渡到理論研究的高度。課程記錄是一個知識積累的過程，通過文字、圖片、視頻等多種方式記錄課程的進程，能夠引導學生總結設計經驗，由實踐探索上升到理論高度。藝術院校的校園文化是感性的，但是課題設計還需要理性的修養，因此，養成上課過程對各個環節的體驗進行記錄整理、理性分析問題的思維習慣十分重要。課程的過程往往比結果更具有價值，學生應在學習過程中通過包括影像、網絡、音畫等多種形式記錄創意心得以及專業實踐的過程，這會使學生對材料的體驗和嘗試更為豐滿。綜合材料這一課程還需要綜合的、開放性的實驗空間來完成教學任務，這樣既能打破不同院系之間基礎課教學完全隔閡的狀態，也有利于整合全校實驗室資源，建立共通性的實踐教學平臺。學生綜合材料課中好的作品應在實驗教學空間進行長期展示，引發學生進行更多關于材料表現的思考，讓學生不出校園就能獲得新材料的信息，增加對材料的直觀認識。
2構建“宜商宜居”商住空間功能
高層商住綜合體建筑的功能構成復雜，通常有兩種建筑外觀形態：①整個建筑成整體式組合在一起，商住單元上下結構貫穿到底，這種布局形式土地利用率高，容積率大，布局緊湊，底部的商業部分多為小空間，對于城市的開放性較差，可在外界面在顏色、材質或線腳上作功能視覺分割處理。②高層商住樓商業區域連續覆蓋整個底部面層，高層居住凸現在商業單元平臺之上，具有規模較大的裙房，商業外界面表現為通透、開敞、明快的外觀以吸引人流，商業環境連貫完整，購物環境安全、寬敞、舒適，商業服務規模大，開放性強，與城市的整體環境關聯緊密，商業人流及噪聲對上部居住單元干擾較小。對于高層商住綜合體商住空間的設計，建筑設計師需注重功能空間協同性與多功能交叉特點，使商住兩種功能空間在綜合體中協調互補；注意商、住功能配比及各功能系統的相對獨立性，各功能部分交通流線分開、互不干擾。建筑設計師結合建筑功能布局、商業規模、商住比例等方面綜合考慮，根據建筑交通流量的變化和使用時間的分布，通過空間分區、合理流線的組織可將商、住使用上的相互干擾降到最低。建筑設計師要充分考慮到高層建筑中功能的多樣性，適當將部分營業空間利用為公共活動或服務性空間，增加人們交往空間的隨機性和便捷性，從而創造舒適和諧的商業環境氛圍。設計師對住宅部分的設計首要考慮的是室內空間要規整，使采光充足，視野開闊；創造多層次多領域的半公共空間，可用來增加居民的公共活動空間。
3構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計需要周邊城市空間規劃的配套，形成集聚的多功能復合交通平臺，提高建筑的可達性與可識別性。在寒冷的北方地區，高層商住樓入口在設計上首先要做的就是避開冬季迎風面，減少入口散熱；而在炎熱南部地區，則會首先保證底層的通風。高層商住綜合體入口可與城市交通聯合為一體，使城市交通生活化，可采用商業街的形式引入商住綜合體內部，使商業交通便捷化。根據高層商住綜合體交通流量的各種影響因素及交通結構等要素，準確估算高層商住綜合體各種人流、車流及貨物流的活動規律和實際流量，并將交通空流線間結合建筑總體的功能與空間布局統一進行規劃和設計。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，開發利用高架立體交通和地下空間資源，是高層商住樓疏散、擴充基礎設施容量、達到人車立體分流、節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結，保證車流的快速疏散；人行道也可直接與室內相連，形成交通流線的立體組織，緩解交通壓力；無障礙環境的設計，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，現行的零換乘理念已經深入人心。通過與地面的公共交通換乘點、自行車換乘點以及具有大規模集散區域點的零距離銜接或者是同臺換乘，提高了公共交通的效率，也增強了區域地塊的可達性。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了這一點。
1．2進一步增加功能復合度
軌道交通站點是人流的高度集中點，大量的人流為商業、服務業以及其他類似業態的發展創造了條件。隨著發展，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、服務業、休閑業等商務功能方面轉變，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進一步加快BOT開發
通過學習和借鑒成功的BOT開發模式，上海、南京、廣州在積極推進軌道交通綜合體的開發上積累了一定的成功經驗。鄭州桐柏路、西三環城市綜合體兩個項目在吸取這些成功經驗的同時，采用“統一主體，統一規劃，同步設計，同步實施”的策略，解決軌道交通綜合體在建設和運營中面臨的各類問題，下面將具體闡述綜合體在應對環境問題方面的設計策略。
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的地理位置、周邊建筑、城市空間、城市交通等因素。根據周邊地段的環境特點，將城市軌道交通站域綜合體項目分為兩個類型:一個是中心商務復合類，另一個是城郊交通樞紐類。
2．1中心商務復合類: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西路和桐柏路交叉口，兩條路是東西向和南北向的交通動脈，地鐵1號線與3號線在此處設有出入口及換乘樞紐站點。桐柏路綜合體周邊的發展已較為成熟，西側為鄭州市第二十四中學，東側與大商超市隔街對望，北側有綠城數碼大廈、河南工程學院鄭州校區、五一公園、鄭州工會大樓?；匚挥诒躺硩徤虡I圈的范圍內，商業氛圍濃厚，東側的五一公園、碧沙崗公園以及周圍良好的社會人文環境提升了該項目的層次及消費水平，充分體現了公共中心區商務辦公型綜合體的功能特色。根據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商務辦公型綜合體。
2．2城郊交通樞紐類:西三環綜合體西三環綜合體(近郊區交通樞紐型綜合體)基地位于西三環和建設西路交叉口，建設西路為城市主干道，西三環為鄭州市三環快速通道，地鐵1號線在此通過并設有出入口及換乘樞紐站點。西三環綜合體靠近西三環立交橋，有很強的交通區位優勢，距西流湖公園僅700m，自然環境比較好?；刂車拈_發強度較低，主要以居住用地為主，商業布局較為零散。該項目的特征主要表現在兩個方面:一是綜合換乘需求強烈，二是交通功能帶動地區發展。根據以上分析，西三環綜合體符合城市近郊區交通樞紐型綜合體。
3環境設計策略
城市軌道交通綜合體，既要強調綜合體與其周邊建筑功能的關聯，又要強調建筑功能與城市功能的系統性，以期達到更好的資源組合及共享。因此，城市站域綜合體的開發類型需考慮軌道交通站點區域的位置，根據城市綜合體的功能布局、交通組織和空間塑造進行環境設計，使城市綜合體便捷、高效地滿足現代城市居民快節奏的生活需要，同時也能提升土地資源的利用價值。根據以上的要素，鄭州市桐柏路、西三環綜合體設計項目在應對環境設計方面有如下策略。
3．1出入口臨近周邊人流集散點:有效銜接桐柏路綜合體東側和北側為對外界面，位置醒目，場地寬敞，主出入口設在此處較為有利，便于吸引和疏導人流，其他出入口在考慮功能分區和空間界面的銜接上進行合理布局。桐柏路綜合于城市公共中心區，用地集約、交通復雜?；刂苓吺侨丝诿芏容^高的地段:西側是走讀式中學———鄭州市第二十四中學，應考慮鐘擺式交通在短時間內產生大規模的交通量;南側是辦公與居住用地，人流較穩定?；谌肆鱽碓捶治?，方案在東、北兩面做成廣場，運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，且位于地塊紅線內的東南部，以減少對人流線路的干擾。在綜合換乘體系上，利用軌道交通出入口結合人行道、廣場，做到在地面進行換乘與銜接，使軌道交通與公交進行有效接駁;軌道交通與非機動車的接駁，利用出入口結合車站外部空間邊緣，形成停車空間，使軌道交通與非機動車進行有效的接駁;借助綜合體的地下停車場，結合地下步行系統，完成人流的換乘與銜接，使軌道交通與私家車進行有效接駁。西三環綜合于西三環與建設西路交叉處，是鄭州西部重要的交通樞紐，主要的人流是交通換乘客流，需要較大的場地發揮近郊區交通樞紐的作用?；卣w分為5個部分: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，西北部是一處小型公交站場，西南部是地鐵站前廣場。各部分的人流相對獨立，通過中間的廣場把各個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，在東北角設置地下車庫的出入口，直接聯系地上行車路線與地下兩層停車庫。
3．2功能布局融合周邊功能主體:整合補充作為結合軌道交通市中心站點開發的城市綜合體，桐柏路項目涉及的主要功能塊有辦公、居住、商業三大類。首先，靠近城市主干道建設西路，適宜作為辦公用地，考慮建設路站點的門戶形象，打造區域標志性建筑;其次，居住區應遠離噪聲大、人流多的建設西路，設立單獨分區;再次，軌道交通帶來大量的人流，從而形成了商業的最佳分布點，商業以中高端為主，與東側大商購物廣場錯位發展，引入更多的人流。這樣，地鐵出入口所產生的大量人流與商業場所需要的大量人流互為補充。西三環綜合體作為城市近郊型的城市綜合體，承擔著交通的換乘功能，在空間上主要體現交通樞紐型的場地布局;不同于中心區城市綜合體業態，它是以商業和辦公為主的復合形式。近郊型站域綜合體的交通站場及換乘空間相對獨立，人流也相對分離，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、地下車庫的復合形式，合理組織人流、車流和換乘方式，同時考慮遠期大型P+R駐車換乘機動車停車場、公共汽車和出租車接駁站等交通接駁設施的設置。西三環項目涉及軌道交通區、建筑綜合體區、原有住宅區，設有軌道交通的出入口，中間穿插公共交通站場，還有地下停車庫，提高了地塊的利用價值;建筑綜合體采取商業和居住結合的復合形式，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;商業裙房作為購物廣場，吸引城市人流，增強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:互為對話無論是城市公共中心區還是城市近郊區，綜合體四周的界面屬性不同，對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，還包括與建筑相關的銜接空間。
1)銜接空間細化處理的對話。銜接空間承擔著聯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，表現出更強的公共性及復合性，具有功能的復合化、邊界的模糊化等特征。例如，標識系統是將外部空間與綜合體內部空間銜接的一種重要途徑，而綜合體內部商業空間與居住、辦公空間通過垂直交通和入口大廳等公共空間進行銜接。桐柏路綜合體的軌道交通空間結合商業大廳，利于發揮軌道交通與商業之間的互惠互利作用，也是整個綜合體的核心與重點空間;西三環的軌道交通空間與商業空間并列且緊鄰，分區明確，增強了空間的流動性，還合理利用廣告、色彩等元素，暗示相鄰空間的功能。
2)建筑形體的對話。桐柏路綜合體在形態上采用新古典風格，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，結合自身體量，成為桐柏路和建設西路沿街界面的城市節點。西三環綜合體通過簡潔、清晰的體塊組合，彰顯力量和氣勢;建筑采用造型三段式處理，既增加了商業氛圍，又照顧到了原有的住宅風格，和周邊環境無縫銜接。
4結語
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，應對周邊環境設計的策略和措施主要包括以下幾點:
1)注重換乘系統的建設，出入口的設置要綜合考慮周邊的人流集散點。
商業綜合體外部交通的過渡空間包括：建筑外部的停車場、出租車的上下站、項目入口廣場、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綜合體外部空間車流、人流的混亂，保持外部環境秩序美，同時創造出靜謐的休息和購物空間，使城市環境和建筑外部環境和諧的相處，設計者就必須要慎重并且合理的對交通過渡空間進行規劃，城市綜合體與公共交通的銜接如圖1。
1.2商業綜合體外部商業空間
商業綜合體不僅是商業與城市復雜的關系，在當展脈絡中的一個節點，而且將人們在處理商業與城市的關系的過程中積累下來的經驗進行了復合。我們在考慮商業綜合體外部商業空間時，必須注意到同時它也是城市公共生活重要的承載空間。在今天，伴隨商業化的發展，消費漸漸已經變成了一種特殊的體驗城市公共生活的方式。對商業綜合體商業空間的設計，一般都繼承了大型購物中心與傳統商業街的特點，同時還嘗試將適宜的商業空間的尺度與夸張的商業空間的大尺度相結合，這樣可以在原來的經驗基礎之上，創造出新的復合型的商業空間。
2設計要點及設計原則
2.1交通便利性
2.1.1交通空間的設計上文已提到過，商業綜合體外部交通的過渡空間包括：建筑外部的停車場、出租車的上下站、項目入口廣場、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。事實上，商業綜合體的交通便利性與這些設施的組織和規劃關系非常密切，我們必須設計好商業綜合體的外部交通環境，以達到交通暢通無阻，同時還要維護秩序，將商業綜合體的其它功能和交通活動互相干擾降到最低的目的。2.1.2導視系統的設計導視系統，其建立在空間規劃的布局之中，它由使用者的心理和生理的感受出發，在空間的內部營造這樣一種體感，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綜合體外部環境，它的導視系統不但要求完整，而且必須系統，其中又可分為：文化休閑、辦公交通、商業場所導視系統等等。對北京華貿中心實際設計的過程中，橫向百葉窗元素因其富有現代感而被提煉了出來，經過抽象和歸納，用現代的手段、方法在導視系統的設計中得到了體現，不僅發揮了自身功能，同時還很好的與項目整體設計元素相配合，也體現了這一區域的特色，北京華茂中心導視設施如圖2。
2.2商業價值性
在商業綜合體外部空間設計的綜合效益中，取得直接的經濟效益的前提就是商業氛圍。想要達到良好的商業氛圍效果，必須考慮的內容是多方面的，比如：消費的舒適度、景觀的藝術形象、環境要素控制、休息娛樂等活動便利情況等等。營造商業氛圍，既要運用傳統建筑設計的方法，還要與現代科學的方法相結合，比如：行為心理學、人體工程學、現代信息的處理方法等等。2.2.1典型商業空間的設計商業綜合體的室內部分一般為室內步行街，采用的是天光頂，由于受到建筑形態的限制，無法對整個商業區大空間形象集中的展示與宣傳。而由于室外廣場本身具有外向性，再加上強烈的空間感、較大的規模，自然而然的擔負起項目總體的商業形象對外的展示與宣傳的功能。其中可以采用的方法有：LOGO塔的設計，沿街設施的布局等。在設計廣場時，廣場空間應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，大小應以人為本，不可太小，否則人們會覺得自己處于一個私密的房間，并且對已經在那兒的人造成了侵犯；也不能太大，人們會覺得孤獨和疏遠。而星巴克室外空間咖啡座的布置非常合理，如圖3。2.2.2貫穿環境的商業空間的處理我們對商業綜合體的外部商業空間的考慮時，要想營造良好的商業氛圍，應該從空間角度進行梳理，處理的主要手法包括：空間動態化的處理、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，亞洲地區混合用途的發展物業最成功的之一。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，通過商場的屋頂花園、地下超市與酒店公寓的底層架空等，使之達到了立體空間的通透效果，香港太古廣場的鳥瞰如圖4。
2.3空間藝術性
2.3.1建筑形體組合秩序建筑形體組合秩序包括：軸線關系、圍合關系、中心關系、線性關系；混合關系等。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：類比調和、對比調和、漸變調和、謙讓保護等方式。2.3.3自然景觀設計自然景觀設計有綠化、水體。其中綠化的最大的特點就是必須要具有景觀效應，并且還能夠改善人們所在的物理環境；水體的塑造在多數情況下以各種噴泉、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功能完備性對一個商業綜合體的室外環境衡量的標準，不僅僅要看它是否交通便利、是否組合美觀、是否景觀優美，還應該看它的輔助功能設施，是否經過精心的設計，是否使用便利，是否齊備，是否能夠烘托商業氛圍，是否強化了項目的主題，甚至還要看這些設施，是否與當地文脈一致，是否獨具一格。從城市的角度出發考慮，商業綜合體外部空間功能完備的程度，直接對所在城市區域的整體環境的質量等級有重大影響。
2.4設計原則
2.4.1人性化原則設計，是人的設計，人是設計活動的使用者與實施者，設計的標尺和目的是人，沒有一個設計活動不是以人為中心，否則，就不能將之稱為設計。因為設計的目的是滿足人的使用的需要，所以在設計師進行設計的時候，就必須時刻關注人的使用功能和審美要求，把握住審美風潮的動向、社會心理的需求，以人在使用中的體驗作為最高指導，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目功能的準則；從視覺方面來講，劃一性也是與設計的美學特性相關的重要原則。商業綜合體和城市之間將要構成什么關系，這不僅僅是城市規劃者要關注的問題，也是商業綜合體的設計者必須面對的問題。從單體建筑，到建筑的外部空間，再到城市的環境，商業綜合體的外部空間在商業綜合體和城市環境的相互作用中起的是承上啟下的作用。商業綜合體外部空間和建筑、商業綜合體外部空間和城市環境，它們之間的劃一性都是建筑師所必須面對的問題。
一、軟土路基成因
所謂軟土,比規范中的定義廣泛,包括強度達不到設計要求的濕粘土。路基強度及穩定性與路基干濕狀態密切相關。路基干濕狀態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時間。由于路面寬、路基低、排水設施不全或失效,使得雨水和生活污水向路基內滲透、地下水位升高,路基長期處于潮濕狀態,加上土的水穩定性差等原因,導致路基軟化。
二、軟弱地基變形特點
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。它主要有三大特點:變形量大;壓縮穩定所需的時間長;側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土,其自身的含水量較大,水份不易自流出來;壓縮穩定所需的時間長:軟土主要以粘粒為主,盡管孔隙比大,但單個孔隙教細,孔中的水很難流動,透水教低,飽和土受荷載作用后,水不能盡快排出,變形也只能慢慢進行,其變形過程要持續數年或數十年;側向變形:比一般土體大,而且側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之后,結合平日的實際施工情況,重點介紹幾種軟弱地基的處理方法,供有關技術人員參考。下面重點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,用輪式壓路機或拖式壓路機振動壓實,直到淤泥被擠出路基坡腳外,沒有明顯的再下沉現象為止;如果拋填深度較深,一定要分層拋填壓實,其每層厚度控制在50—80cm,整段處理完后,在其上面鋪一層10cm厚的碎石有必要時加鋪一層土工格柵,再進行填筑土石方。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堅硬的骨架結構,并在大石塊間填筑了小的石塊,通過壓路機振動碾壓,石塊與石塊間嵌固的更緊,整體承受荷載的能力增強,對今后承受路堤的整體壓力能起到很好的作用。
2.敷設盲溝
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:通過敷設盲溝,能大大降低土體的水位,能將土體內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,使土體達到比較干的狀態。
盲溝的結構形式有兩種:矩形盲溝和梯形盲溝。
處理方法:首先沿公路橫向每10米間距用人工或機具挖成矩形溝或梯形溝,對軟土層在1.5米以上的采用150╳150cm的盲溝;對軟土層在1.5米以下的可根據情況采用其他幾種形式。其次,沿公路縱向設置縱向盲溝,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10cm的碎石,并在碎石上鋪一層土工布,防止盲溝內水上溢,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米以內的軟土地基段。
處理方法:將深度在1.5米以內的軟土挖掉運往棄土場堆放或傾倒,然后利用挖方出來的好料或從借土場取來的好料進行分層回填壓實直至合格。施工時要特別注意天氣的變化,要求每個換填段必須在同一個工作日完成,對面積大或長度長的段落要求必須分段進行換填,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,經過壓實達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,是最簡單的施工方法。
4.碎石樁
適用范圍:軟土深度在15米以內且路基處于高填方地段。
作用:(1)擠密作用,對土體產生兩個方向的橫向擠壓力。一個是成樁過程中沉管對周圍土層產生較大的橫向擠壓力;另一個是在填入孔內碎石振動擠壓時對土體周圍產生的橫向擠壓力,使樁周圍的孔隙減小,增加密實度;(2)消散孔隙水,加快地基固結。碎石樁的材料可使樁因土體的滲透能力高出很多的優勢,能形成豎向排水管,讓土體內的水排出地面,排出路基外,加快路基排水固結。
施工方法:
(1)碎石樁的幾大控制指標:
平面位置——應按正三角形或梅化形部置
樁的直徑——多數采用50-100cm
樁的長度——其長度不能大于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按照事先部置好的位置進行鉆孔,并清除孔內的泥漿或水,邊倒入碎石邊進行振動使碎石達到密實;
工程總承包可以說是目前國際上開展工程較多使用的一種通用項目組織方式，這一方式不僅能夠滿足業主對工程項目的風險規避及投資控制，同時可以在很大程度上降低工程成本，提高工程質量。經過近30年的實踐，工程總承包在我國取得了飛速的發展，但仍存在很多方面的問題。以設計院為主體的工程總承包，即從事工程總承包的設計院受有關業主的委托，根據合同的相關規定對工程項目的勘察、設計、采購以及施工，包括后期的試運行等過程進行若干階段或者全過程的承包。
一、設計院開展國外工程總承包（EPC）的重要性
（一）響應國資委對中央企業“走出去”的戰略要求
隨著國家經濟的發展以及全球經濟一體化的趨勢，中國也開始積極參與到世界經濟運轉過程中，國資委響應世界經濟趨勢發展的要求，倡導中央企業堅持“走出去戰略”，提升國際化現代企業經營水平，實現可持續發展的戰略導向。各設計院也積極響應號召，與國外先進的工程總承包項目進行合作，吸收先進的管理與實施經驗，不斷促進中國關于國際工程總承包的實施與發展。
（二）傳統設計院轉換思想，提高綜合實力大勢所趨
設計院積極開展國外工程總承包項目，能夠在很大程度上了解世界一流工程總承包的設計與管理方式，了解先進的工程總承包管理思想，不斷提高自身的綜合實力。國外工程總承包普遍認為設計是承包商工作的重要內容，是工程的重中之重。因為設計工作不但牽涉到采購、施工等環節的如何開展，還在很大程度上影響試運行等階段的正常運行。設計質量的優劣對工程的總體質量與效益有很大的影響，同時設計的緊湊與否也會直接決定資源的有效配置狀況。因此設計院參與國外工程總承包能夠有效轉變傳統設計院對工程總承包的單方面認識，突出對設計工作的重視及各程序的綜合實施與管理，一定程度上提高設計院的綜合實力。
二、設計院開展國外工程總承包的特點及優勢
（一）發揮設計對工程整體的主導作用
國際EPC項目中，設計管理工作貫穿于項目的全過程，是工程建設的靈魂，是總承包商項目管理的重要組成部分。國外項目設計施工一體化程度較高，而中國的建筑業結構長期以來設計與施工脫節，故中國承包商在運作國外這種以設計為先導的EPC總承包合同時很被動，往往只能采取聯合運營或設計分包的形式進行項目總承包。
因此，如果由國內大型綜合設計院擔當工程項目管理的主體，將工程項目的管理工作與設計工作進行有效融合，突出設計與管理結合所產生的綜合效益；并從設計源頭角度考慮，突出設計在整個工程承包項目中的作用，控制單方面設計與單方面管理工作所產生的整體承包工作的脫節，充分展現并把握整體設計理念在工程總承包管理與實施中的作用；并利用設計院獨特的設計與管理結合的優勢，結合項目承包實際狀況，構建出具有系統性、科學性，同時集管理與設計為一體的現代化設計體系與模型，促進工程總承包項目的科學發展。
（二）設計院的資源優勢
由于工程總承包模式在中國及海外的不斷發展，很多設計院都看到機遇，紛紛加入到工程總承包的設計與管理中來，而設計院本身也擁有工程總承包得天獨厚的條件：不論是在各專業技術人員配置、還是在科技研發、設計專利、造價預算、質量保證、項目管理等方面，均具有其他單專業承包商所沒有的優勢。
設計院擁有大量的高素質專業性人才，包括中高級工程師、設計研究人員、國家注冊師等。同時技術力量也相當雄厚，配有專業的設施，能夠保證建設實施工程項目的高端技術應用，避免因技術性的缺乏而導致工程延期或者其他安全性問題。另外，設計院的設計工程師還參與到采購、施工及調試等工作的全過程中，更加清楚施工的技術要求，并提高采購及施工工作的質量，保證工程項目的整體技術水平。
（三）施工現場的優勢
設計院有大批專業的技術人員與管理人員，因此能夠在很大程度上有效了解業主的要求和設計意圖，從而有針對性的對設計及管理工作進行科學規劃，保證設計與施工的順利搭接，進而加快工程進度，快速處理現場出現的問題、控制設計變更，并進行概算控制，節約了施工勞動時間，降低了施工成本，控制了工程建設造價。換句話說，設計院工程師若參與到工程總承包項目，會更加重視對建設工程項目成本、有效性及投資等方面的關心，合理優化總圖方案，使之更具有科學性及針對性；另外還能通過對方案進行優化降低工程造價、節約投資、縮短周期，促進項目的又好又快發展。
（四）質量保證優勢
設計院開展國外工程總承包，可以將設計、采購、施工各環節都匯集到一起進行，使設計、采購、監理、施工各技術工程師之間溝通更為方便直接，相互交流技術與疑問，從而較好地解決問題，保證方案設計的科學性，同時還能突出方案的工藝性價值，滿足制造與施工的要求，并能有效避免因為不理解設備采購及施工而造成的錯誤及問題。設計院對工程進行整體布局，有效克服有關設計、采購、施工等環節相互獨立的狀況，從而提高整個工程的建設質量與水平。
三、設計院在國外工程總承包中可能面臨的問題
（一）項目立項決策階段、投標報價階段的風險
項目立項階段主要包括對資料的收集工作及現場的勘查，以了解國外工程的相關具體情況，包括社會發展、資源分布、價格水平、人力成本以及國外政治制度、戰爭、相關法律規定、宗教、習俗、外匯、保險、信用、勞務、金融、設備維護、技術、材料、儀器、環境、污染等狀況。通過分析總結這些狀況的綜合影響，對項目的可行性、風險承擔等進行充分的論證，以保證項目未來的正常實施。另外通過對當地實際環境條件的調查與分析，對施工過程中可能存在的風險，包括可控風險與不可控風險等的敏感程度與自身的承擔能力進行有效分析，衡量工程實施的效益及必要性。但在實際進行國外工程總承包的過程中，前期準備工作往往受種種條件限制，并不能進行充分的調研與分析，導致前期對工程潛在風險及自身風險承擔能力的評估不準確，為日后工程的安全進行埋下隱患。
另外在項目投標報價階段也存在一些風險。包括是否能夠有效滿足當地特定建設標準與技術規范的風險；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險等。
（二）合同談判階段FIDIC條款風險
FIDIC條款因受英美法律傳統等方面的影響，出現了許多與中國目前相關規定不相符的問題。如FIDIC是單價合同，這與國內通常采用項目概預算的方式不同，工程量清單中的單價才是支付價款的法律依據；又如FIDIC合同中“工程師”享有充分的授權，工作開展相對獨立，這與目前國內建設單位對作為“工程師”的第三方工程咨詢與監理不信任的情況大不相同。因此在與國外業主進行合同談判時，對“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行；同樣工程擔保作為FIDIC規定的重要內容，涉及到了投標保函、工程保留金保函、工程款支付保函、履約保函等規定，而國內行業內較多只采用履約保函與投標保函。與國內擔保形式相比，FIDIC相對兼顧了業主與承包商的擔保公平，如工程款支付保函，約定了業主如果未按主合同向承包方支付工程款，則由擔保方在代為支付，一定程度上保護了承包方的權利，促進了工程建設行業的健康發展。因此，設計院在進行FIDIC合同談判時，一定不能只沿用國內的思維習慣，忽視有利擔保的條款細則。
（三）項目管理中的風險
國外工程總承包項目的開展存在一定的風險，包括合同的有效管理、施工現場的安全運行、物資供應的科學管理、財務管理及人事管理風險等內容，這些風險都會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行中是否按照嚴格的規定進行；施工現場有無不規范操作；物資供應是否有序合理；財務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格的規范進行，是否有無資質人員參與等。
四、改善措施
（一）重視對工程總承包進行風險管控
工程項目從開始到結尾都會存在形形的風險。因此，對不同類型的風險，要考慮采用不同的應對措施。工程總承包對風險的控制主要有風險自留、風險轉移和風險規避三種處理方式：根據風險的成因，選擇“自留控制方式”的往往是一些可預見的，可避免的風險，比如海外工程總承包施工過程中的材料采購風險，建筑質量風險等。對于已經自留的風險，一定要加強控制，使風險降到最低；風險的“轉移控制方式”，是根據成因，選擇一些不可預見、不可避免，甚至在風險發生時不能通過采取一定措施進行損失減免的重大風險（比如海嘯、地震等引起的風險），通過保險、保價、政府擔保等手段將這些風險轉嫁到保險公司或政府的頭上；“風險的規避”，則是針對一些明顯預見或者正在發生的重大風險，避免在具有此類風險的地區承包工程，或者要求工程在可行的范圍內進行轉移，從而來規避這些風險，降低其發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，要特別注意與國內習慣不同的條款和模糊不清的條款，比如索賠條款，變更條款，單價條款等等，以有效保護自己，贏得索賠先機，降低風險，避免損失。
充分利用FIDIC條款中關于會員的基本職業道德要求，要求對方及同行接受行業對全社會的責任，不斷尋求可持續發展的解決辦法，只承擔能夠勝任的任務，提供咨詢建議公正且客觀；明確條款的主要內容及基本原則，包括雙方合作的基礎、變更與補救條款等，尤其應明確條款中的一些敏感點，如責任承擔、風險分攤等，避免模糊條款應用于工程實施后對自身造成的損失。
此外，在簽署FIDIC合同時，還要特別注意“書面為準”原則。即凡事不論巨細，皆要在合同上清晰的寫明，添加注釋，切不可輕信口頭承諾，不能把商業道德與法律依據混為一談，法律上嚴密準確，無懈可擊，以避免未來由于條款疏漏而引發爭執，降低損失。同時要堅持商務封閉原則，不做開口支付，涉及到時間和數量的條款堅持“有上限即有下限”的封口原則，以避免業主可能出現的因沒有上下限而隨意決策侵害承包方利益的行為，既保障自己的權利，也保障項目的順利進行。
五、結論
隨著市場經濟的發展，工程項目建設的總承包方式有效滿足了項目建設需求并逐漸成為工程建設的主體模式。設計在工程總承包中的地位十分重要，因此以設計院為主體的承包方式能夠在很大程度上提高工程建設的技術與質量，從而縮短工期，節省資金。以設計院為主體的國外工程總承包需要在國際市場中不斷發展并壯大自己，更好的發揮自身特長，促進自身的持續發展。
參考文獻:
[1]潘小穎.對設計院開展工程總承包業務的思考[J].陜西電力,2007;35
2實驗流程
藻膽體分離、純化以及性質分析實驗的具體操作步驟在相關文獻中均有詳細介紹，在此只給出實驗流程及所用到的實驗技術。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構完整的關鍵，這兩個條件也是分離藻膽體實驗操作的特殊之處，完整的藻膽體經蔗糖密度梯度離心后形成明藍色區帶，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，藻膽體自動解體。
3藻膽體作為實驗材料的優勢
3．1實驗材料容易獲得
藍藻培養方法現已非常成熟，且藍藻在旺盛生長時，藻膽體占可溶性蛋白含量的80%左右，因此完成以上實驗流程每組只需要30～50g藍藻細胞。
3．2綜合性強
該實驗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常用生化技術。
3．3實驗結果明顯、成功率高
實驗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果均可直接觀察，增加了學生實驗過程中的興趣度，且各組往往是得到藻膽體和藻膽蛋白量上的差異，基本不會出現無實驗結果的問題。
3．4難度適當
在進行充分準備后，高年級本科生均可完成整個實驗流程，該實驗流程約需要24～36學時。該實驗靈活性強，既可作為綜合性實驗，也可作為分步實驗，隨講隨做，將每個實驗結果凍存備用，因此各院?？筛鶕n時情況、學生基礎以及具體實驗條件對該實驗流程進行適當修改。此外，有條件的學校還可以在此基礎上，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熒光激發/發射光譜分析以及連接肽的分離純化等實驗，以增加實驗難度。
3．5實驗費用較低
完成實驗操作，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實驗存在的問題
(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驗大規模開展的重要因素，完成該實驗流程需至少收集2管的藻膽體(每管容量50mL，上樣5～10mL)，而每臺超速離心機只能同時放置6支離心管。由于我院擁有1臺超速離心機，因此該實驗每次開設均不超過6個小組。
(2)藻膽體結構與功能的研究始于上世紀70年代，現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，因此該實驗設計基本屬于驗證型，相比而言創新性稍顯不足，但無疑是訓練學生蛋白分離純化相關技術不可多得的實驗材料。
中圖分類號： S611 文獻標識碼： A 文章編號：
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，為古水河梯級開發的第7級水電站。電站以發電為主，總裝機容量2500kW，設計水頭8.0m，年發電量945萬kW.h。
2 設計依據
2.1工程等別及建筑物級別以及相應的洪水標準
汶水一站水電站以發電為主，裝機容量為2500kW，校核洪水位時的總庫容為280.0萬m3。按照《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000的規定，工程屬Ⅳ等工程，小(1)型規模。電站的永久建筑物(泄水閘、泄水建筑物、廠房)均按4級建筑物設計，導流圍堰等臨時工程按5級建筑物設計。
根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》規定，電站建筑物的洪水標準如表2-1-1所示。
表2-1-1洪水標準
2.2設計基本資料
1、水文氣象
古水河流域自上游至下游主要氣象參數為：多年平均氣溫20.8℃,最高氣溫39.1℃～39.4℃,最低氣溫-3.9℃～4.2℃.多年平均相對溫度81%，多年平均風速0.9～1.1m/s，最大風速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時上游正常蓄水位銜接,選擇Ⅰ線和Ⅱ線兩個方案比較。
3.1.1Ⅰ線方案
(1)地形、地質條件。Ⅰ線內無較大的斷層通過，未見次級褶皺，地質構造較不發育。(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，開挖方量不大且對主要交通線沒有造成破壞；河床相對較寬，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、地質條件。壩軸線兩岸植被茂密，自然邊坡基本穩定，物理地質現象不發育。
（2）工程型式、布置
Ⅱ線的河床段修筑攔河壩和發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，屬河床式開發方案。
3.1.3壩軸線比較和方案選擇
I線壩址區基巖均屬硬質巖石，巖面埋深和巖石風化均較淺，無較大的不良地質現象，工程地質與水文地質條件較好。II線壩址區左岸邊坡較緩，右岸邊坡較陡，巖面埋深和巖石風化相對1線均較深。下游有一小型滑坡體不利于壩體的穩定及防滲。綜上所述，Ⅰ、Ⅱ線的工程地質與水文地質條件均可滿足建壩的要求，但從施工安排及對環境的影響考慮，I線優于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，主要取決于對外交通條件?，F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送相對困難，費用增大，不利于降低工程投資。經綜合分析，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50m，設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，根據電站的壩上Z-Q關系曲線圖查得，設計洪水位為92.00m，校核洪水位為94.60m。
2）壩頂高程
壩頂高程的確定，是在各種運行情況水庫靜水位加對應風浪高程和安全超高中選取最大值。
壩頂至水庫靜水位的高度的計算公式為：
Δh=2hL+ho+hc
Δh――閘墩頂距水位的高度m；
Hc――閘墩安超高，設計洪水位時取0.3m校核洪水位時取0.2m；
Ho――交通橋梁高(m)，取0.8m；
其中風浪要素按《水工建筑物》(高校教材第三版)公式計算。公式如下：
2hL=0.0166V5/4D1/3
式中：D――吹程，取為550米。
V――設計風速，在正常水位及設計洪水位情況用最大風速的1.5倍，校核洪水位于情況用最大風速。
波浪中心線至水庫靜水位的高度ho按下式計算：
4лhl2лHo
ho=--------cth--------
2LlLl
式中：2Ll――波長，2Ll=10.4(2hl)0.8；其它符號的意義同前。Ho――閘前水域的平均水深。安全超高hc：正常運行情況取0.3m，非常運行情況取0.2m。(h-壩頂距水庫靜水位的高度(m)即為風浪高+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，壩頂長度62.00m。
3)消能設計。根據下游水位較高的情況，采用底流式消能。參照重力壩設計規范的補充規定：“對消能防沖設計的洪水標準，原則上可低于大壩的泄洪標準，鑒于本樞紐攔水建筑物的建基面建在弱風化巖石上，本工程的消能防沖按10年一遇洪水進行設計。消能計算采用水利水電工程設計程序集中的D-3程序進行計算。消能按10年一遇洪水計算。根據計算，消力池的長度為33m，高程為80.10m，護坦的長度為15m。岸坡采用護坡處理，其護砌長度33m，護坡頂高程為10年一遇洪水位。
4)基礎處理。壩的建基面均開挖至弱風化層下0.3～1.0m,由于地基內沒有規模較大的斷裂構造，無須特殊處理。由防滲計算可知，對基礎的防滲措施采用在溢流壩上游與下游端均設齒墻，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置止水。
5)穩定計算。(1)計算荷載。①壩體自重及固定設備重；②水重；③靜水壓力；④揚壓力；⑤風浪壓力；⑥側向水壓力；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上游設計洪水位，下游設計洪水位；③上游校核洪水位，下游校核洪水位。(3)抗滑穩定及地基應力計算。
抗滑穩定計算：攔河壩建基面高程為79.80m，根據地質報告，該高程巖性的風化程度為弱風化，參照地質報告力學參數建議值，取f=0.55。
抗滑穩定采用抗剪強度公式計算：K=f(W-u)/∑P
式中K――按抗剪斷強度計算的抗滑穩定安全系數；f――壩體砼與壩基接觸面的抗剪摩擦系數，取0.55；∑W――作用于滑動面以上的力在鉛直方向投影的代數和KN?！芇――作用于滑動面以上的力在水平方向投影的代數KN。
地基應力計算
壩基應力采用材料力學公式計算：
бy=∑w/B±6∑M/B2
式中бy――壩基面垂直正應力；∑W為――作用于計算截面以上全部荷載的垂直分量的總和；∑M――為作用于計算截面以上全部荷載對截面形心力矩的總和；B――為壩體計算截面面積。
根據設計要求，在各種運行情況下，計入揚壓力影響，壩體上游面不得產生拉應力。計算分兩種情況考慮，計算結果表明，各種情況均能滿足規范要求。壩體尺寸由溢流面體型和滿足應力需要控制。
3.4發電廠房
廠房布置在河床左側，為河床式廠房，廠房基礎座落在微風化基巖上，地基無需進行特殊處理。進水口設主閘一道，由固定式啟門機啟閉。檢修門與攔污柵共門槽，由門機啟閉。進水口長度由設備及交通要求確定。廠房進水口前設攔沙坎一道。升壓站布置在廠房的左側。主變壓器1臺，布置在廠房升壓站的右側。進廠公路由下游進入廠房，進廠坡度為2%。
4結語
通過對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計，對于低水頭電站來說，設計水頭非常重要，在水工建筑物布置設計時，進(引)水斷面要達到設計要求，尾水段流態要保持平穩暢順，這樣才能使電站機組運行工況和出力達到設計要求。
參考文獻:
[1]《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000
[2]《混凝土重力壩設計規范》SDJ21-78(試行)
[3]《溢洪道設計規范》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 航天器總體設計課程的內涵
航天器總體設計中的“總體設計”一詞是“中國航天之父”錢學森給出的定義，英文是“System Engineering”，所以學術界又稱“航天器總體設計”為“航天器系統工程”。
什么是“總體設計”或“系統工程”？錢學森說它是一種科學方法，美國學者說是一門科學，還有專家說它是一門特殊工程學，但大多數科學家認為是一種管理技術。
航天器總體設計課程以航天器系統為基礎，主要論述航天器系統級方面的問題，它所涉及的對象是工程大系統，所涉及的知識深度局限于設計最優大系統需要，所涉及的知識領域包含“機、光和電”等十幾個技術的交叉學科。所以，“航天器總體設計”課程是培育航天器設計領軍人才的專業課。
2 航天器總體設計課程的特征
從理論角度看，航天器總體設計屬于系統工程范疇，涉及的對象是工程大系統。從航天任務角度看，航天器總體設計是探索、開發和利用太空以及太空以外天體的綜合性工程技術，是集諸多科學領域之大成，它的發展又反過來促進各個學科領域向前發展。
航天器總體設計課程的內容包括航天任務分析、航天器環境分析、總體設計概述、總體方案設計、姿態與軌道控制系統、軌道動力學、運載器、地面測控站、通信系統、電源系統、結構與機構、電磁兼容性、地面測試和產品可靠性等。所以，不難看出，航天器總體設計課程的目標是使學生通過本課程的學習，基本了解航天器總體方案設計的方法，初步具備在任務分析基礎上構思航天器總體方案的能力，如有能力和信心去挑戰中國航天五院舉辦的“超越杯”競賽。
3 航天器總體設計課程的教材
鑒于世界上最著名的自然科學方面的教材，幾乎都是在劍橋、牛津和麻省理工學院這樣的名校誕生的，所以，我校航天器總體設計課程選用的教材是由Peter Fortescue等人編寫、WILEY出版的“Spacecraft Systems Engineering”[1]。該書從航天器系統級角度分析和論述了總體設計問題，包括航天器環境、任務分析和系統工程，以及系統設計中的核心子系統，如機構、電氣、推進、熱、控制、裝配集成和測試試驗等。
“Spacecraft Systems Engineering”最初源于歐洲Southampton大學的短期培訓講義，該講義是20世紀70年代為畢業后希望成為航天器系統設計工程師的學生而編寫。該書至今已經修訂再版4次，每次都組織近30位專家和專業教師參加修訂和編寫。第一版是在“航天器系統”講義基礎上編寫而成；第二版是在廣大讀者反饋意見基礎上，進行修改完善；第三版是在新技術發展的推動下，特別是在小衛星的“重量輕、性能好、研制周期快、造價低”的理念技術推動下，為了適應先進技術發展的需要，進行修訂；第四版是在原來基礎上，每章內容都有所刪減和增加，另外還增加了《航天器裝調、集成和試驗驗證》一章。顯而易見，在過去40年的時間里，由于作者的不斷修訂和更新，該書始終保持內容新穎和技術先進的狀態。
“Spacecraft Systems Engineering”一直是國外著名大學航天器系統工程課程的教材或主要參考書，如麻省理工學院、高等航空航天學院(法國)、和帝國理工學院(英國)等[2]。
對于我校的航天器總體設課程來說，選擇該書的理由有三點：第一，能從總體上反映課程的知識結構，包括各方面的知識點和拓展的需要；第二，有助于學生的學習，知識的來龍去脈交代清楚；第三，符合48學時的授課需要。
4 航天器總體設計課程的研討式教學
航天器總體設計課程在我國高校開設多年，隨著很多高校多媒體教學條件的完善，航天方面的紀錄片和故事片走進了課題[3]，當然也走進了航天器總體設計的教學中。實踐證明，由于航天器總體設計內容龐雜，傳統的教師講、學生聽以及看電影的灌輸式教學方法，造成學生食而不化。鑒于航天器總體設計課程的性質和特征，現采用目前國外比較流行的“研討式教學方法”與“基于問題的授課方式”相結合的方式，在教學實踐中取得較好效果。在研討式教學過程中，教師給出問題及答案，讓學生積極地尋找中間的解答過程，教師和學生共同以研究探討的形式完成課程教學任務[4]。航天器總體設計涉及的學科范圍非常廣泛，帶著問題教和學，通過互動教學環節，可以引導學生圍繞航天器設計任務進行研究型學習，如通過航天器電源結構與機構的設計學習空間環境的危害，這些問題無疑會引導學生自覺地理解和掌握系統性的知識，這不僅幫助學生“學會”了一門課程，而且還使學生掌握了“會學”的能力。
5 航天器總體設計課程的考核方式
傳統的閉卷考試能夠延續至今，有其自身優點，但針對航天器總體設計課程的特征和內容而言，完全采用這種閉卷考試方式，很難評估學生的真正水平。該課程除了應該檢查學生了解和掌握其系統級知識外，還應考查學生對總體設計水平和系統指標的把握能力，以及在多種約束條件下的優化設計綜合能力、語言表達和綜述能力。
我校在航天器總體設計課程考核方式方面，進行了改革嘗試，加大了研究型學習的評價權重。考核的總評成績滿分為100分，其中，期末試卷重點考查基本概念的理解、系統設計方法與步驟，其試卷成績占總評成績的30％；課外作業，如方案設計、大論文、小論文等，占總評成績的50％；口頭匯報中的表達能力，即方案設計的講演占總評成績的20％。這樣的考核方式不僅可以促進學生平時對課程的投入，還能提高學生在總體設計方面的綜合能力，保證了課程培養目標的實現。
6 航天器總體設計課程雙語教學
雙語教學是我國高等教育與國際接軌的必然趨勢，是培養適應21世紀社會發展高素質人才的需要。美國在航天器研究的多數領域都處于遙遙領先的地位，而我國航天器研究起步較晚，有許多地方需要向發達國家學習和借鑒。所以對航天器總體設計課程，開展雙語教學是非常必要的。
我校航天器總體設計課程的雙語教學，根據學生的實際英文水平和開展雙語教學的不同階段確定在教學中英文所占的比例，同時以此為主要依據調整學時分配。另外，為了幫助學生理解，在“Spacecraft Systems Engineering”為主要教材基礎上，再給學生推薦一本國內出版的教材，即《航天器系統工程》。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外教材“Spacecraft Systems Engineering”的編寫模式，并結合中國航天器研制背景，編寫出版了本教材。這兩本書的編寫思路和技術用語基本類似，這樣學生在閱讀教材的時候不用把精力浪費在學習不同稱謂的專業詞匯上。
另外，我校航天器總體設計課程開展雙語教學的目的，不僅僅是教給學生英語或者專業知識，而是用英語去認知航天器專業領域的前沿知識和科技發展，培養學生接受最新專業知識的能力。
參考文獻
[1] Peter Fortescue,John Stark,Graham Swinerd.Spacecraft Systems Engineering 4th Edition[M].WILEY,2011.
主管單位：中國航天科技集團公司
主辦單位：北京空間飛行器總體設計部
出版周期：雙月刊
出版地址：北京市
語
種：中文
開
本：16開
國際刊號：1673-8748
國內刊號：11-5574/V
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發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1992
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