加固设计论文范文精选

1桥梁现状及病害成因

桥址区地形较平缓，跨越的沟渠中部局部地段为负地形，大致呈锅底状，雨季排水较为不畅通，并经常存有死水滩，随后几日，缓慢下渗至地下深处。根据原始勘察资料，桥址区0～10.0m范围内黄土（粉土）具Ⅱ级非自重湿陷性（中等），湿陷系数δs=0.023～0.080，自重系数δzs=0.015～0.034，自重湿陷量Δzs=6.19cm，总湿陷量Δs=56.88cm，桥台基础持力层位于该地层上，虽采用0.5m厚灰土垫层进行地基处理，但处理范围仅在基础之下局部范围内，对基础周围地表水的下渗未起防水作用，从而使地表水扩散运移至基础以下湿陷性黄土之中，在荷载作用下，产生湿陷下沉。其下沉速度较为缓慢，且随季节具有一定的规律，在雨季期间，下沉较迅速，雨季后地下水下渗至地表深处时，下沉较为缓慢或停止。根据地勘报告,基底附加应力为203kPa，第一层土的平均附加应力+自重应力约为124.5kPa，大于9.4m以上土层的湿陷起始压力，故第一层土在上部荷载作用和浸水状态下，0～9.4m范围内将会产生附加湿陷变形，变形量为56.88-2.46=54.42cm。据以上综合分析，桥台地基沉降量主要由湿陷变形量和土层压缩变形量组成，其总的变形量为54.42+8.223=62.64cm，目前已沉降约33cm，完成总沉降的52.7%，以后还会继续下沉，因此对其进行加固是非常必要的。

2桥梁的加固设计

本文针对其出现的桥台整体沉降的病害提出了两个具体加固方案。

2.1方案一

a）在原两侧桥台前1.35m加设双柱式桥墩，形成（1.7+12.6+1.7）m跨径的双悬臂板结构,桥台的支撑作用慢慢消失，新的柱式墩主要起支撑主梁作用，b）铲除后期养护逐年增加的沥青混凝土，以减轻上部恒载，利用液压顶升设备将空心板抬升，恢复原桥面的设计标高。c）在墩顶原铺装层增设一层直径25mm的钢筋网用以承担墩顶负弯矩。d）墩盖梁达到设计强度后，顶升主梁，落梁于墩顶支座上，形成双悬臂结构，完成体系转换。e）将原桥的背墙和侧墙均相应进行加高，原桥台基础周围需做防水封闭处理，以防止其继续渗水下沉。

2.2方案二

a）先采用直径为127mm的钻头钻孔，钻孔按梅花型布置，孔间距为1m，钻孔深度为7m，要求钻孔必须穿透原桥的扩基底部，用直径为127mm的PVC管做护壁。b）通过PVC管将直径为110mm，长度为8m钢管桩垂直击打到原桥扩大基础底以下8m处，利用钢管桩加固原有桥位处的地基，通过桩土复合作用共同承担桥梁的上部荷载。c）为了减轻上部的自重，铲除原桥面沥青混凝土铺装25cm，利用液压顶升设备将主梁进行顶升，梁下垫增高度为25cm焊接好的槽钢，同时更换原桥支座。d）待主梁放下与支座紧密结合好后，需对桥台处进行桥面连续的施工，浇筑钢筋混凝土和沥青混凝土，重新摊铺沥青混凝土铺装层。e）原桥台基础周围需做防水封闭处理，以防止其继续渗水下沉。

1工程概况

南阁大桥主桥为双塔双索面稀索斜拉桥，中间设置挂梁，挂梁为预应力钢筋混凝土工字梁。桥跨组合为:2×35m+108m+3×35m，其中吊梁36m，桥梁全长283m。设计荷载为汽车－20级、挂车－100，于1994年建成通车。上部结构:主梁采用先简支后连续的组合式部分预应力混凝土连续梁，恒载的绝大部分为预制A类部分预应力工字梁承受。横桥向设四片工字梁，工字梁间距3.2m。索塔为H型，不设上横梁。斜拉索为双索面稀索体系，每塔设置5根拉索，分两种类型，分别由1457mm和2117mm平行钢丝组成。下部结构:主墩基础为81.5m的钢筋砼钻孔灌注桩组成的高桩承台，过渡锚墩基础为21.5m的钢筋砼钻孔灌注桩组成的高桩承台。

2病害分析

2.1表观病害

该斜拉桥技术状况评定为4类桥，影响桥梁的正常使用。主要病害有:挂梁受到过往船只的不同程度撞击，存在严重的安全隐患;全挂梁边梁出现严重纵向裂缝，局部有少量斜向裂缝;最大缝长2100cm，最大缝宽0.58mm;纵梁多处露筋锈蚀。

2.2验算和试验

在承载能力极限状态组合下，斜拉桥挂梁跨中、塔根处纵梁、35m工字梁截面抗力不满足汽车－20级和公路Ⅱ级荷载要求;在正常使用极限状态下，斜拉桥挂梁跨中、塔根处纵梁、13#－14#墩梁、35m工字梁截面缝宽度验算不满足规范要求。静载试验各工况下，主桥跨中挂梁、主桥第二跨工字梁主要测点挠度校验系数均大于规范允许值1.00，不满足规范要求;主桥纵梁主要应变测点及主桥第二跨工字梁主要应变测点校验系数均大于规范允许值1.00，也不满足规范要求;且主桥跨中35m简支挂梁裂缝测点有明显变化。综上，桥梁的刚度、强度及抗裂能力差。动载试验条件下，斜拉桥主桥和36m挂孔工字梁动载的实测值均大于理论计算值，结构整体刚度满足设计要求。

3复核模型与加固方案

1、开展水库项目除险加固工作的目的

良好的水库项目，不仅能够实现水资源的有效利用以及可持续发展，同时还可以维护当地的生态环境，起到保护环境的作用，另外还能够提升防洪工作的效果，保护了当地的人民群众，推动了社会经济的不断前进、发展。但是现在有部分水库出现险情溃堤问题的频率越来越高，再加上水库大多建于城镇或者是村庄的上游地区，以及各个交通沿线，所以如果水库质量下降，防洪蓄水功能减弱，将会导致水库下游城镇、村庄的安全受到严重安全威胁，严重时甚至会导致当地的社会经济发展受阻，就此有必要开展水库项目的除险加固工作，提升除险加固设计质量，保证除险加固施工质量。另外开展除险加固工作不仅能够降低汛期时期的危险程度，提供给水库下游群众更多的人身安全保障，实现水库的防洪作用;另外除险加固工作还能够增加蓄水强度，降低水资源的浪费情况，更好的满足人民群众生产、生活的需求，能够达到兴利的目的。

2、水库项目除险加固设计问题探析

2．1水库存在质量隐患

水库如果已经存在施工质量及安全隐患问题，将会导致水库在使用过程中出现大坝损坏情况，同时这种损坏情况将会随着时间的延长而增加，直接影响到水库的蓄水功能以及使用年限。水库质量隐患的出现主要是由于相关施工企业在施工过程中，用劣质材料替换优良材料，或者是为了降低施工成本而偷工减料，或者是只顾施工进度而忽略施工质量，这些问题均会导致水库出现各种隐患，严重时还会直接威胁到人民的生命财产安全。再加上水库在前期运行阶段，其施工质量问题以及安全隐患问题几乎不会凸显、出现，但是随着水库的使用年限不断增长，水库主体受到水的侵蚀以及冲刷，水库的各种问题才会逐渐凸显出来。水库的施工质量问题以及安全隐患问题主要有:上下游坝体的抗滑稳定系数不达标、土坝的干密度不达标以及坝体稳定性能不达标等等。

2．2水库防洪设备性能不达标

溢洪道作为水库主要的防洪、泄洪设备，其防洪以及泄洪能力必须要通过精确计算，并确定满足工程需求之后才能够投入使用，这样除险加固设计的作用才能够体现出来，水库加固质量才能有保障。如果溢洪道的防洪以及泄洪数据不精准，会导致后期施工变更问题出现的几率大增，所以保障溢洪道的防洪以及泄洪数据的正确是非常重要的。但是现在仍旧有一些计算人员不能准确计算防洪以及泄洪能力，在计算过程中得过且过、马马虎虎，甚至部分计算人员在没有调查、确定水库的真正防洪以及泄洪情况时，就确定防洪以及泄洪数据，从而直接的影响到水库的施工质量以及使用年限。

2．3水坝设计要求与相关规定、需求不符

1桥梁桩出现存在的难题

上个世纪末我国公路建设高速发展，而在全国进行大范围公路建设中因为桥梁桩承载力好，节省用料和人力的优点得到广泛运用。桥梁的桥体的承载力主要就是靠桥梁桩来承担，因此桥梁桩的基础加固是公路工程建设的基本保障。尤其是在我国这种地形地质条件相对复杂的山区，公路桥梁路段多且承载量要求较高。但是，我国大范围的桥梁桩基本上是钢筋混泥土进行建设的，很容易出现一些问题。1）水分的自然侵蚀。首先是钢筋混凝土中的钢筋极容易被渗透的水分侵蚀，破换钢筋的支撑力。当水分的侵入混凝土中的时候还会因为同碱性的水泥融合产生膨胀力，甚至导致混凝土裂开从而破坏掉整个桥梁桩，这个时候就会影响到整个桥梁的稳固，因此仅仅是自然的长时间的侵蚀就会造成整个桥梁桩的不稳定。2）极端气候的破坏作用。除了水分的渗入会导致桥梁桩被破坏，低温作用到水上会导致混凝土结构桥梁桩小孔中的水分结冰膨胀。而长时间的气温变化作用的不断循环，就会导致混泥土结构的逐渐剥离甚至瓦解，事实上这个过程并不长，尤其是在地质和气候比较复杂的地区，因此要特别注意防范和处理这种情况的发生。

2加固桥梁桩方法

桥梁桩对整个桥梁乃至整个公路的运行的重要作用不言而喻。因此在防范桥梁桩的损害问题上，必须迅速采取积极的应对处理方法，而这些方法必须是科学地针对桥梁桩的特点和问题，能够切实地保障桥梁桩的稳固，主要从以下三个方面坚持：1）做好防范工作。为了保障桥梁的稳固性，除了针对进行桥梁设计之外，桥梁桩的本身质量要进行较为严格的鉴定并且明确后期追加的加固的方案。加固设计方案无外乎三个方面：硬度方面，强度方面和持久度方面。首先在硬度方面就是桥梁桩建造的稳固性；强度方面就是确定保证桥梁桩的整体性的稳固；持久度方面就是在建造的时候采用耐性良好的同时还要方便之后进行损伤部分的修复。从这三个方面着手，可以比较全面的做好桥梁桩的稳固性的防范工作。2）坚持效益最大化。在工程设计和建造中最基本的原则除了安全稳固之外就是经济，以最小的原料和人工投入获得最优的经济效益，这就要求工程建造人员在桥梁和建设的时候做到效益最大化。3）务求实事求是。在公路建设前桥梁桩做好各项加固工作之外还必须实事求是，不能盲目加固浪费工程建设。合理的加固技术必须在原有的公路建设基础上不仅起到实际加固的效果还可以有效控制工程再建的风险，降低工程建设的成本。

3桥梁桩加固设计的基本方案

3.1增加桩基进行加固

为了保证公路桥梁的整体的安全性，增加桥梁桩和扩大整个承台的承载范围和作用力，可以在桥梁桩基的载重能力不足采用。准确来讲就是将原来的桥梁桩的承重进行扩大并且可以增加新的桥梁桩，这样就可以提高桥梁桩的承载能力并且增加整个桥梁工程的稳定性。这项方法不仅能够节省工程工作量，并且有着较为明显的加固效果，但是它的局限性就在于为了达到加固效果会对原有的交通运行情况有所影响，因此也要考虑到它的实际操作性。

3.2桥梁桩基自体加固法

摘要：几十年的改革开放给我们国家的各方面发展带来了翻天覆地的变化，人们物质生活水平提升的同时，对于建筑方面的要求也随之不断增加，这就要求我们的设计工作人员不断更新已有知识，紧跟时展的步伐，在创新的基础上不断提升建筑结构的安全性和稳定性，使我们的建筑不仅美观、舒适、立体，还要具备可以应对各种环境风险的功能，所以，就要在工民建结构加固方面下功夫，保证建筑工程整理质量和安全，基于此，本文笔者在下文主要研究工民建结构加固设计的相关要点，希望带给同行一些启示。

关键词：工民建结构；加固设计；要点

近年来，随着广大人民群众对改进房屋居住条件的要求不断提升，促使工民建建设项目不断扩大，力求全方位满足人们的实际需求，特别是处在当今建筑市场竞争激烈的大环境背景下，企业想要在行业内屹立不倒，获得生存发展的机会，就一定要在质量和安全性能方面做到最好，用实际建造出来的工程项目为本企业代言，因此，需要相关建设单位在满足视觉效果的基础上，做好结构的加固设计，从根本上保证建筑质量的安全稳定性。

1.建筑结构加固概述

1.1建筑结构加固原则

顾名思义，对工民建结构进行加固的主要目的在于提升建筑整体稳定性。在进行结构加固的阶段会涉及到方方面面的内容和一些不稳定因素，所以，具体操作的过程中我们应该遵循下面的原则：第一，首先要勘察了解建筑结构属于何种类型，做好相应的鉴定工作，要需要加固的范围内做好相关设计，判断是加固整体或者局部；第二，加固前要结构施工现场的操作条件，综合考虑，选择性价比高而且操作尽量简单的施工操作方法。因为现在大多数的建筑结构都会选择钢筋混凝土结构，因此，我们需要不断提升混凝土的强度和韧性，才可以起到加固的作用，并且可以很好的协调旧建筑与新建筑混凝土结构的协调性；第三，建筑结构很容易被外界环境因素所影响，像是温度过高、腐蚀、地震等情况的发生都会产生破坏作用，所以在进行加固方案设计的过程中，要把相关的不利因素充分考虑进去，制定出行之有效的加固对策，保证被加固后的建筑结构可以正常投入使用；第四，进行结构加固的时候还要尽可能的控制施工成本，最好在不停产的条件下进行加固施工，尽可能的降低对旧构件造成毁损；第五，在进行加固操作的时候一旦发现结构损坏严重，就要采取停工措施，对存在的安全隐患进行逐个排查工作，保证施工人员的人身安全。

1.2建筑结构加固方案的选择

在选择加固方案的过程中，需要考虑的因素有很多，其中最重要的就是保证安全、高效和经济性施工要点。假如在工程中没有考虑人员的作业安全和使用技术的合理性，不断会使工程进展的不顺利，还会增加不必要的资金开支，不利于节省成本；与此同时，选择加固方案还要特别注意，在保证基本加固要求的前提下，尽可能多的采用新工艺和新材料的使用方案。伴随着科技的进步，社会的发展，在建筑结构中用到的新型材料更加多元化，如此，可以极大的提升建筑的使用寿命。

摘要：本文着重对冯官屯大桥的病害进行详细检测及分析，根据结果提出针对性加固设计方案，并对加固前后结构性能、状况进行了比较。

关键词：桥梁病害检测试验加固设计效益

冯官屯大桥位于104国道河北省沧州市境内，桥梁全长183.9米，桥宽为净7+2×0.5米人行道。桥梁上部构造为13孔跨径14.1米的钢筋混凝土工字梁微弯板组合梁桥每孔5片主梁，中距1.60米，无横隔梁，梁端设沥青油毛毡支座，钢筋混凝土摆柱式支座和弧形钢板支座，桥梁下部为钻孔灌注桩基础，单排双柱式桥墩，T形盖梁墩台。

该桥于1966年建成，设计荷载为汽—13，挂—60，通车运营30年来为当地的国民经济和社会发展作出巨大贡献。但随着交通量的日益增大，重型车过桥增多，桥梁适应度明显不足，技术状况有所降低，至检测加固前已限载限速通行。

为了彻底了解桥梁现有的病害及缺损状况，确定桥梁现有承载能力，为桥梁的适应度改善和维修加固提供确切的技术依据，沧州市交通局委托有关部门对冯官屯大桥进行了全面的质量检测和承载力试验鉴定。现将过程简述如下：

一、质量检测

（一）、现状调查：

检测人员通过目力借助物理量测工具对全桥上、下部构造进行了全面的表观调查，结论如下：

1旧桥拓宽改建方法

梁桥加宽方式有多种，主要根据不同的桥梁结构形式来决定其连接方式。总体上看，城市桥梁中，上部结构基本为空心板、T梁、箱梁的桥梁等连接方式。而从结构特性上，一半又分为铰接和刚接两种方式。

1.1城市旧桥加宽需要解决的问题

以下问题必须考虑：（一）混凝土的收缩和徐变。在应力不变的情况下，混凝土应变随时间增加而增长的现象，为混凝土徐变。混凝土在空气中结硬时，体积会减少，这种现象称为混凝土收缩。显然新旧桥接在一起时，由于两者的收缩和徐变不一致，新桥的混凝土发生收缩、徐变，会对旧桥产生较大的附加应力。［1］因此，在纵缝连接时，合适的连接时间非常重要。而且，对于不同类型的桥梁上部结构，还需要通过实际试验和计算分析，保证预制板存放的最佳时机。一般而言，新桥空心板、T梁、连续箱梁等常规结构均采用结构整体连接方式，可以适当延长预应力张拉前的混凝土养护龄期和存梁时间，成桥后一般需要经过合理的时间后，再进行结构连接。（二）基础的不均匀沉降。和混凝土的收缩类似，旧桥的基础沉降基本定性，如何考虑和计算新桥的沉降量，保证其定型之后两者再同一高度，是很重要的问题。施工时，既要考虑到桩底沉渣，还要考虑到天然基础等，并进行计算分析，确定基础最终沉降量的大小，采取相应的技术措施。

1.2旧桥加宽后承载力和车速等问题的设计

城区旧桥加宽的很多原因在于其流量太小，形成交通瓶颈。一旦加宽，往往意味着流量增大，车速增快。这就必须考虑提升旧桥的承载能力，使得新旧桥能够保持一致。旧桥在整体加宽改造时，其承载能力是反映桥梁使用现状的一个重要技术指标。对承载能力的提高，可以从增强结构整体性入手，并遵从以下设计方法：采用合理的旧桥加固方式，对旧桥进行加固时为了保证新旧桥的承载能力基本一致，否则新旧桥加宽后，其双车道或多车道的功能，会因为旧桥的承载能力而打折扣；桥梁的横向刚度对改善结构受力影响显著，即横向刚度越大，原结构承载能力提高也越大，因此在新桥施工过程中，应注意增大横梁刚度，以期最大程度地提高旧桥承载能力；一般而言，新桥会因为边梁、次边梁及中梁等因素，分担一部分旧桥的承载力，但是必须对旧桥实施横向整体加宽改造，使得两者更协调。

对于车速，新桥可以按要求进行设计，而旧桥会受到汽车荷载等级、汽车荷载冲击力、离心力、汽车荷载引起的土侧压力、制动力等的影响。对于城市中的桥梁，其汽车载荷应充分考虑到经济实用性，不同年代，不同等级的公路，以及可能过往的车辆都是车载符合参考的依据；汽车荷载冲击力，其标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数群。一般而言，提高汽车速度，提高旧桥承载力必然引起汽车荷载冲击力、离心力、汽车荷载引起的土侧压力、制动力的增加。［2］因此，旧桥整体加宽时，必须考虑提高车速的影响，如果经过检测和理论计算分析，旧桥不能满足汽车荷载冲击力、离心力等增加的要求，则必须采取相应的加固措施。

2旧桥加固技术方法

1.中小型水库加固设计应注意的问题

除险加固设计是针对已有的水库，存在着不同程度的险情，按照现行有效的规范，规程对水库进行复核，提出安全、经济、环保修复方案的过程。除了按正常程序进行设计以外，还应特别强调以下几点：

1.1防渗处理

（1）首先应根据各断面渗漏及坝下游溢出点的位置和范围，重点对坝体和坝基的渗漏量的大小和渗透的稳定性复核，也要对坝下游溢出点的渗透稳定性进行多次复核。

（2）坝体渗漏。对坝体渗漏进行处理时应该结合不同的坝型、现高及渗漏情况，具体问题具体分析，综合比较处理方案。根据近几年我省水库出险加固的一些成熟经验，对于土石坝坝体渗漏不宜使用建设混凝土防渗墙的方法进行处理，对于我省南部地区比较可靠、经济合理的处理方式是采用高压喷射灌浆。

（3）坝基渗漏。截水槽是目前为止最为经济高效而且简单的对坝基渗漏的处理方案，在水库可以排空而且对工期要求不紧张的条件下可以优先选择；由于通常使用的铺盖方法，不能完全截断渗漏，工程量又较大不建议优先使用。对坝后有沼泽化、坝基有承压水的情况时，选用透水盖重或减压井；若存在由于地质破碎严重、有断层现象等地质问题导致的渗流时采用高压灌浆措施。

（4）防渗加固技术土石坝防渗加固措施主要分为水平防渗和垂直防渗两大类，原则是上堵下排，使其渗透坡降不超过允许坡降，保持土体的渗透稳定，若水平防渗出现问题可修补或用垂直防渗替换。

（5）由于水压的作用，土层的透水性在离心墙底部越近除表现为越大，防渗墙出现裂缝的位置越高，出现裂缝对各部位的渗透坡降不利影响越大，因而保证防渗墙在透水性大的砂砾石层内的施工质量尤为重要。随着水位的不同和坝体类型，防渗墙裂缝产生的位置和裂缝宽度对渗流的影响相比，前者对渗流控制的影响更大。防渗墙的完整性比防渗墙渗透系数大小对渗流控制的影响要大。

1除险加固工程的必要性

依据《水闸安全鉴定规定》(LS214—98)，辽宁省水利水电科学研究院对西五官拦河闸进行安全鉴定，并形成了《凌源市西五官拦河闸进行安全鉴定报告书》，将西五官拦河闸安全类别评定为四类，具体鉴定结论如下:

1)工程过流能力不足，无法满足本河段防洪要求。

2)翻板闸闸门、底板、支墩、翼墙等构造物严重损坏，无法正常运行。

3)进水闸闸门全部丢失，无机电设备、无启闭机、无观测设施。

4)闸室渗透稳定未能满足相关要求，消能防冲设施完全损坏。

5)混凝土强度、冻融、炭化、剥蚀局部未能满足相关要求。

6)闸前淤积深度超过1.5m，大部分位置与闸门顶部齐平。总的来说，沉陷变形问题、稳定问题、渗漏问题、闸前淤积问题是西五官拦河闸的主要病险问题，不仅对其使用功能的发挥造成严重的影响，而且对下游地区人民群众的生命财产安全构成一定威胁，急需进行治理。

摘要：结构在长期的自然环境和使用环境的作用下，其功能必然逐渐减弱，我们结构工程的任务不单要作好建筑物前期的设计工作，还要能科学的评估结构损伤的客观规律和程度，并采取有效的方法保证结构的安全的使用，那么，结构的加固将成为一项重要的工作。可以预见的是21世纪，人类建筑物还会以混凝土结构、钢结构、砌体结构等为主，现阶段我认为我们在结构的加固这方面的研究应该还以此为主要突破方向。

关键词：混凝土结构的加固砌体结构的加固钢结构加固

混凝土结构加固篇

混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。

一、直接加固的一般方法有：

1、加大截面加固法

在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，可增加截面有效高度，扩大截面面积，从而提高构件正截面抗弯，斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。

在适筋范围内，混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下，增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面，通过新加部分和原构件共同工作，可有效地提高构件承载力，改善正常使用性能。