加固设计论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇加固设计论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

（1）水闸墩裂缝表面宽，向水闸墩内逐渐变小。

（2）混凝土碳化深度最大为6.0mm。

（3）未碳化的混凝土抗压强度为37.6MPa~53.7MPa。

（4）混凝土碱骨料反应特征不明显。

（5）混凝土裂缝以外的钢筋无锈蚀现象。

2工程加固设计方案

通过技术经济比选，采用水闸后建水闸的方案。经论证分析，新建水闸的规模可将原老水闸两边孔封闭，只保留中间一孔。

3工程地质

新建涵水闸地质勘探揭示，工程区为汉江一级阶地。从上往下依次为：18.2m~17.40m，为淤泥质粉质粘土，灰黑色，呈软塑状。该层在新水闸洞身以下，建老水闸时进口铺盖时已完全挖除。17.40m~16.20m，为黄褐色粘土，含锰铁斑点，呈可塑状态，标准承载力fk=150kPa，压缩模量Es=5.63MPa，钻孔桩桩周摩阻力标准值qs=25kPa。16.20m~14.60m，为含淤泥质粘土，灰黑色，云母片比较多，呈塑状，标准贯数5击，标准承载力fk=110kPa，压缩模量Es=1.8MPa，钻孔桩桩周摩阻力标准值qs=20kPa。14.60m~5.40m，为粉砂层，灰黑色，饱和，稍~中密实，质地均一，上部夹薄层粉质粘土，下部时见细砾石，标贯数8~25击，标准承载力0.00m高程以上fk=180kPa，0.00m高程以下fk=200kPa，钻孔桩桩周摩阻力标准值qs=30kPa。钻孔桩桩端承载力标准值qp=750MPa。

4水闸工程加固设计

4.1设计标准

设计水位组合情况：设计防洪工况：内湖水位23.50m，外江水位31.69m；校核防洪工况：内湖水位23.50m，外江水位32.19m；排涝工况：内湖水位25.14m，外江水位18.97m。

4.2设计指导思想

（1）新建涵水闸所有部分独立受力挡水，紧挨老水闸但与老水闸断开。

（2）工程布置充分考虑水闸区环境建设。

（3）充分利用现有消力池及海漫的消能防冲功能。

（4）充分利用原有建筑物的防渗功能。

4.3工程布置及设计

（1）洞身布置。新建涵水闸为涵洞型式，洞身中心轴线与老水闸中心线一致，孔口尺寸为5.5m×4.8m，底板高程由于受到现有内湖侧铺盖的限制，最低只能定为19.50m。与老水闸底板18.30m的联接采用1：3.5的坡度衔接。洞顶高程25.00m，顶板上部高程26.00m。洞身长度根据城区建设及防渗要求，为36.00m，防洪工作门设在靠外江侧。洞上部填土至31.30m与老水闸水闸顶高程一致，以便于配合城市建设。31.30m以上采用钢筋混凝土防水墙，防水墙顶部高程为33.00m，高于校核洪水位0.81m。新水闸启闭室与老水闸启闭室一起组成新水闸生活管理设施。堤顶由公路面14.00m宽及两边1.50m人行道组成，公路面暂采用沥青路面，人行道采用混凝土预制块铺设，堤坡与环境绿化建设一致。

（2）老水闸两边孔的封堵工程布置。由于对于老水闸桩基础的实际承载力不尽详细，故对于两边孔的封堵建筑物的布置基本原则仍然同洞身布置一样，在老水闸内湖侧采用扶壁式挡土墙型式。

（3）内湖侧联接建筑物。内湖侧进口联接建筑物采用R=10.00m的圆弧型扶壁式挡土墙型式。挡土墙顶高程与涵顶板上部高程一致，为26.00m。

篇（2）

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。

3设计方案比对

针对前述桥梁病害以及现行桥梁规范，为彻底消除隐患，保证现有桥梁的正常使用，本文拟定了两个加固设计方案。

篇（3）

中部某城市西二环路过路箱涵B3600H1800，建于20世纪90年代中期，箱涵顶板为钢筋混凝土预制盖板，侧墙为砖砌体，底板为钢筋混凝土结构。市政管理部门2014年汛前检查发现:该砖混箱涵部分混凝土盖板混凝土保护层开裂脱落、钢筋锈蚀，侧墙表面砂浆严重碳化。随后委托一家工程检测单位对盖板及侧墙进行了检测和评定。

1．2检测评价与建议

外观检测描述:混凝土、砂浆表面均严重碳化;快车道段过路箱涵38块混凝土盖板，有7处存在混凝土大面积剥落、钢筋外露锈蚀严重;盖板板缝间有明显水痕迹存在、局部有砌块下坠露出;墙体砂浆部分剥落露出砖墙，砖间砂浆被冲蚀，部分砖块破损开裂。检测结果:钢筋混凝土盖板的混凝土强度实测值为C18．8，小于设计值C25;砌筑墙体强度实测值为8．1MPa，小于设计值10．0MPa;混凝土的保护层厚度实测平均值为28．4mm，小于实测的平均碳化深度33．5mm，钢筋易锈蚀。评价与建议:根据实测结果与设计图纸比较，箱涵盖板、砖砌墙体强度已达不到设计指标，且碳化腐蚀严重，外观破损严重，存在安全隐患。建议对箱涵进行修补、加固或改建等措施，以排除隐患、满足防洪排涝及安全使用要求。

2原因分析

2．1车辆超载的影响

现状二环路为城市主干道，是过境车辆的主要通道。道路的通行车流量超出原设计标准，车辆超载现象严重，重载车的冲击力对箱涵的破坏较大。超载会增大箱涵结构疲劳应力幅度，引起盖板开裂，危害箱涵的安全性和耐久性。

2．2盖板的保护层厚度不足

由检测报告知，部分盖板的混凝土保护层厚度未达到设计要求(30mm)，这样在长期的车辆动荷载作用下，盖板底部的裂缝会不断加宽、加深，造成混凝土脱落，钢筋锈蚀，导致盖板承载力降低。

2．3环境的影响

该箱涵长期处于高湿环境，涵内污水中释放出的腐蚀性气体，会加速盖板和砖墙的碳化，加快盖板裂缝中钢筋的锈蚀，进而促使裂缝进一步变宽变深，造成箱涵顶板钢筋锈胀，裂缝不断扩大，引起钢筋保护层脱落，严重影响到盖板的承载能力。

3盖板加固设计方案的比选

3．1粘贴碳纤维复合材法

粘贴碳纤维复合材法是将碳纤维复合材粘贴在要补强的原混凝土结构表面，形成一个新的复合体，使增强粘贴材料与原有钢筋混凝同受力，以增大结构的承载力。其优点:抗拉强度高，方便快捷，施工效力高，没有湿作业，不需要大型施工机具，无需现场固定措施，施工占地少，材料质量轻且薄，基本上不增加原结构自重及原构件尺寸。其缺点:对环境要求较高，适用于无化学腐蚀环境。本箱涵是预制钢筋混凝土盖板，其底部结构修补平整难度较大，不易保证质量，如钢筋有重大锈蚀，存在向外膨胀力，粘贴碳纤维布很难约束，修复不平整也起不到相应加固设计效果。且进行加固时应采取措施卸除或大部分卸除作用在结构上的活荷载。另外，箱涵内壁处于高湿环境，涵内污水中释放出的腐蚀性气体对粘贴的碳纤维布会产生不利影响。

3．2喷射混凝土法

此法是通过植筋将钢筋网片固定在盖板底面，利用压力枪将配比好的混凝土施加压力均匀的喷涂于箱涵盖板底面。准备工作包括检查锚筋、喷涂面、喷浆机和防护服等安全性，以喷头均匀分阶段和层次喷射，并及时处理掉落的混凝土残留。由于箱涵内可操作空间有限，施工难度大，且喷射混凝土强度难控制，强度高，来不及施工，强度低无法保证质量;另外，由于预制盖板板缝间的渗水使得喷射的混凝土层易滑落流淌，不易粘结，施工时在重力作用下脱落量大，很难达到加固设计效果。

3．3钢丝绳网片—聚合物砂浆加固法

钢丝绳网片—聚合物砂浆外加层加固技术是将钢丝绳网片固定在被加固构件上，并用紧线器对钢丝绳进行预紧，在被加固构件表面涂刷一层粘结剂后，再采用喷涂或抹压方法将渗透性聚合物砂浆粘合于原构件的混凝土表面，使之形成具有整体性的复合截面，以提高原构件承载力及延性的一种直接加固技术。加固后的截面尺寸增加不大，但能有效地提高结构整体的承载力、刚度、抗裂性和延性。聚合物砂浆是一种聚合物水泥类增强抹面砂浆，具有良好的柔韧性及粘结性能，抗冲击、耐久、防水性能好，施工方便，无毒、无味、不燃，属绿色环保材料，其耐久性接近普通混凝土，是一种广泛的理想加固材料。通过综合比较，确定本箱涵盖板采用钢丝绳网片—聚合物砂浆加固。

4箱涵盖板加固设计

1)应先清理、修补原构件:盖板底面旧混凝土应凿毛、充分湿润，钢筋锈蚀处应除锈，对已松散、剥落等缺陷的部分应予以剔除，清洗冲刷干净后涂刷界面剂，再用聚合物砂浆进行修补整平，经修补后的基面要适时进行保湿养护。2)钢丝绳网片安装:钢丝绳网片下料钢丝绳网片的端部用固定结固定在固定板上顶板端部下面钻孔胶粘螺杆植入混凝土中作为固定板的支点钢丝绳网片调整、定位钢丝绳网片绷紧、固定。3)基层清理养护:清理、修补后的基层要注意养护并保持湿润。4)界面剂配制、涂刷:基层养护完成后即可涂刷界面剂，界面剂应做到随用随搅拌，涂刷应均匀，特别是被钢绞线网片遮挡的基层。5)聚合物砂浆抹灰施工:聚合物砂浆配制第一层聚合物砂浆抹灰后续聚合物砂浆抹灰。6)养护:应采取可靠的保湿养护措施，养护时间应大于7d。

5加固设计应注意的事项

1)采用钢丝绳网片—聚合物砂浆加固，对市政构筑物工程要合理采用该技术，对受弯构件和大偏心受压构件较为适用。2)在加固前应对基层混凝土的抗压强度进行检测，基层混凝土的抗压强度实测值不应低于C15，并采用实测值进行计算。3)对板底钢丝绳网片张紧时，其预张紧力要适度，本工程预张紧应力取0．3frw。预张力会使板截面偏心受压，产生反向弯矩，其作用效应应小于原板截面上恒载引起的效应，否则板顶面会因张拉发生反向挠曲而发生开裂。4)加固完成的构件在养护期内不得有外力扰动，并尽快施工保护面层。

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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

2.1旧桥加固方法的选取原则

桥梁加固的方法有多种。对于具体的、不同的工程如何选用，应依照以下的原则:(一)经济适用性原则，采用加固方案应考虑耗费少、功效快、不中断交通、技术上可行、有较好耐久性等方面的要求。（二）安全美观性原则，补强加固是通过加大或修复桥梁构件来提高局部或整座桥梁承载能力的措施。

2.2旧桥加固过程

旧桥的加固必须遵循科学的设计方法和步骤：（一）旧桥的评价鉴定。要保证新旧梁桥最大程度的温和，需细致做以下工作：了解桥梁结构的尺寸、截面、钢筋的直径及布置；了解构件的材料性能，混凝土的强度；了解该桥过往车辆类型、吨位、实载率以及交通量，并考虑城市改造后，其交通量的变化。（二）确定加固方法。基础工作是对经济效益和地下结构做出判断。其次的工作室确定加固的方法，不同的桥梁，有不同的加固方法，以等截面悬链线钢筋混凝土双曲拱桥为例，其加固过程就可以分为［3］：①拱上建筑和桥面加，如可以拆除有腹拱圈、侧墙并挖除所有拱腔填料，以减少拱上恒载的作用，提高桥的承载力；②桥台加固，可以在两岸桥台上分别拆除部分侧墙，并现浇横挑梁与整体式钢筋混凝土桥面；③主拱圈加固维修，如在跨拱肋下缘粘贴碳纤维布，以增强拱肋的抗弯能力等；④桥墩、桥台加固，如对对桥墩墩身外侧设置一层钢筋网，并浇筑一定厚度的厚混凝土，以提高桥墩的强度和抗风化能力，或在桥台两侧侧墙设置一层钢筋网，并浇筑厚混凝土，以改善侧墙的受力性能等。

3结束语

旧桥加固和拓宽，根本上是为了适应经济的发展。但是在加固和拓宽之前，必须有充分的调研，在进行经济优化分析之后，进行详细的分析设计，如地理条件，旧桥的相关因素，并根据这些而设计不同的拓宽和加固方法，保证新旧桥的安全稳定使用。

参考文献：

［1］孟广文.关于公路旧桥拓宽设计问题的思考［J］.公路交通技术.2004(6):72~75.

［2］关土华.市政桥梁整体加宽中的新旧桥协调问题浅析［J］.科技资讯.2008(16):86.

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2主要病害原因分析

2．1通行车辆

该桥修建于20世纪80年代，已经运营27年。原桥梁设计为一级公路桥梁，按照交通部《公路工程技术标准》(JTJ001-97)的规定，一般能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量为15000～30000辆。免费通行前交通量已经超过了原设计交通量的60.2%，免费通行后，交通量较免费通行前又增加19.8%。按照交通部《公路工程技术标准》(JTGB01-2003)，免费通行后平均日交通量是四车道一级公路能适应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量上限30000辆的1.92倍，平均日交通量已经达到六车道高速公路能适应的年平均日交通量标准(45000～80000辆)。由上可见，限载前，该公路大桥车流量远超过当初设计标准，再加上超载车的数量和超载重量都越来越多，对桥面铺装、T梁、支座、盖梁、桥墩等各个承重部位均造成不利影响。

2．2T梁病害

(1)混凝土施工质量较差，施工完成后，混凝土表面出现蜂窝、麻面;保护层较薄，箍筋外露;底板混凝土剥落、钢筋外露锈蚀，翼缘板间渗水。此类病害短期内不会引起桥梁承载能力的降低，但对结构耐久性影响较大。如表层混凝土剥落导致内部钢筋锈蚀，继而引起混凝土更大面积的锈蚀开裂，长期作用会降低截面刚度、减小钢筋的有效直径，对于预应力混凝土桥梁，如果钢绞线锈蚀后果将很严重。

(2)在主梁跨中1/4L～3/4L之间，腹板产生大量由下而上的竖向、斜向裂缝和对称贯通裂缝。该裂缝的主要成因是:主梁1/4L～3/4L跨附近承受较大弯剪导致梁体腹板混凝土主拉应力超过允许值，进而产生裂缝。而在主梁支点附近，梁体腹板上产生斜向裂缝。该类裂缝的主要成因是:主梁支点附近位置承受较大剪力，当主拉应力过大或腹板抗剪能力不足时会导致斜向剪切裂缝的产生。主梁斜截面强度不足会导致结构产生剪切性破坏，该类破坏属于脆性破坏，在桥梁结构中不允许发生。

2．3盖梁病害

由于桥梁运营时间较长，伸缩缝橡胶条破损漏水，盖梁上建筑垃圾堆积，排水不畅，加上盖梁混凝土施工缺陷，环境中的水及侵蚀性介质就可能渗入混凝土内部，导致了混凝土碳化和钢筋锈胀，影响结构的受力性能和耐久性，部分盖梁的整体承载力降低。

2．4支座病害

桥梁支座已经使用27年，橡胶开始老化，钢板严重锈蚀，支座已经接近使用寿命。

3加固设计

针对此现状，考虑到原设计T梁抗裂安全储备较小，T梁间横向联系偏弱，考虑进行全面加固。除对出现病害的部位进行维修加固外，另从两个方面加强桥梁的横向联系和承载力:①对尚未出现但未来最可能出现病害的T梁进行整体性加固，提高T梁的承载能力;②对全桥T梁横隔板进行整体性加固，提高桥梁横向刚度;③将原有桥面铺装凿除，采用双层钢筋网片或并筋桥面铺装，加强桥梁的整体性。主要加固方案如下:

(1)对全桥已出现裂缝的所有T梁全部进行加固，考虑到桥梁西半幅未来通行重车的可能，有必要对西半幅未出现裂缝的部分T梁进行整体性加固，如西半幅单跨有2片及2片以上T梁出现裂缝需要加固的，则西半幅4片T梁全部加固。加固基本方案为裂缝封闭、破损修复后进行梁底粘贴钢板。腹板粘贴钢板。对梁体竖向裂缝严重的T梁增加体外预应力。本次加固中，考虑到20mT梁梁体未出现斜向裂缝，不采用腹板粘贴钢板加固;40mT梁腹板有竖向裂缝或斜向裂缝，采用腹板粘贴钢板加固，加固范围为2～6号横隔板之间的腹板，其中，跨中6.5m范围腹板粘贴水平钢板，其余粘贴斜向钢板，另1～2和6～7号横隔板间腹板出现裂缝，则对1～2和6～7号横隔板间腹板粘贴斜向钢板加固;50mT梁腹板有竖向裂缝或斜向裂缝，采用腹板粘贴钢板加固，加固范围为2～7号横隔板之间的腹板，其中，4～5号横隔板间腹板粘贴水平钢板，其余粘贴斜向钢板，另1～2和7～8号横隔板间腹板出现裂缝，则对1～2和7～8号横隔板间腹板粘贴斜向钢板加固。T梁自东向西依次为1#、2#、3#－7#T梁。腹板粘钢除116－1#、123－1#、124－1#、133－1#134－1#、135－1#梁采用方法1加固外，其余均采用方法2。而对于20mT梁、40mT梁和50mT梁梁体出现4条或4条以上竖向裂缝，或梁体出现2条或2条以上竖向贯通裂缝，则对T梁采用体外预应力加固，其余计划加固的T梁采用梁底粘贴钢板加固。

(2)对全桥未加固的所有横隔板进行加固，增大横隔板截面，加强横向联系，避免单梁受力。具体方案为对全桥尚未加固的20m、40m、50m跨T梁横隔板采取粘贴钢板加固或整体性加固，钢板材质采用Q345B，钢板厚度6mm，钢板外露表面进行防腐涂装。并对40m、50m跨T梁横隔板镂空的部分植入钢筋，浇筑快速修补料增大横隔板跨中截面。

(3)对出现裂缝和大面积锈胀的盖梁进行加固，对盖梁出现严重锈胀的部位进行处理，首先将锈胀部位混凝土凿掉，其次对发生锈胀钢筋进行除锈处理，后浇筑环氧混凝土(在破损区域过大处使用)进行修补，对病害严重或出现受力性裂缝的盖梁进行粘贴钢板加固。

4加固前后结果对比分析

经体外索加固后，虽然边梁的抗力值未变，但由于体外预应力索改善了结构的受力性能，边梁跨中弯矩值降低了4.9%。40mT梁经过粘贴钢板加固后，中梁的跨中承载能力较设计时提高了8.39%;50mT梁经过粘贴钢板加固后，中梁的跨中承载能力较设计时提高了53.2%。且加固后所有梁截面抗力R≥计算弯矩Mj，中梁、边梁的持久状况和正常使用状况的各项指标均满足《公路桥涵设计通用规范》(JTJ021-89)及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85)的要求。

篇（6）

水闸在水利工程中应用很广，底板部位易出现问题，长期以来困扰着工程界。一直未能很好解决。该问题的出现，给水闸工程带来了多方面不同程度的危害，所以在进行水闸设计时，一定要根据闸址附近的地形、地质条件和水文、施工、管理等因素，认真研究，合理布置。

一、底板混凝土配料的控制

混凝土生产系统在使用前要进行保养、校核，确保计量准确性，材料配合比允许偏差必须控制在水泥、水、混合料为±2%；砂、石为±3%；外加剂为±l%。除粉煤灰、水、砂、石用自动计量系统控制外，对减水剂要先用天平称量每盘料的用量，然后装袋备用。根据现场工地试验室提供的混凝土施工配料单严格配料，机械搅拌时料斗投料顺序为：先加碎石，后加水泥、减水剂、粉煤灰，最后加砂和水，混凝土搅拌时间从投料完毕组成材料，在搅拌机内延续搅拌时间不得少于2分钟，掺入抗裂防渗纤维混凝土搅拌时间不得少于2.5分钟。

混凝土出料时随时测定坍落度和拌和物温度、观察混凝土拌和质量，严禁生料输送，确保混凝土浇筑质量。由于底板混凝土仓面较大，混凝土用量多，可采用混凝土输送泵泵送混凝土。泵管安装时不得直接支撑在钢筋、模板及预埋件上，每隔一段距离要用钢管支架固定，管道卡箍处不得漏气漏浆，泵管尽量少用弯管和软管，预防堵管，确保混凝土顺利出料。混凝土泵送前要用清水湿润管壁，然后拌制1：2水泥砂浆混凝土泵和输送管内壁，用的水泥砂浆要分散布料。

混凝土浇筑过程中，前场和后场均须布置管理人员随时指挥协调。现场可用对讲机联系来控制混凝土浇筑速度及拆布管时间，以确保混凝土整个浇筑过程紧张、连续、有序地进行。同时要安排专人测定混凝土入仓温度、坍落度，并留置规定制取的试压块组数。混凝土浇筑前，要保证仓内无杂物，模板、钢筋、预埋件符合规范要求，一切准备工作就序，并做好质量自检记录。经现场监理验收后方可进行浇筑。底板浇筑前要在仓面平均划分施工区域，混凝土浇筑自西向东、由远而近。混凝土按一定厚度、顺序、方向分层进行，上下层之间的混凝土浇筑间歇时间不得超过混凝土初凝时间。开始布料，两管同时进行，采取“斜面分层”法施工。

振捣混凝土应从浇筑层的下端开始，逐渐上移，以保证混凝土施工质量，在底层混凝土初凝前安排一台泵进行面层防渗抗裂混凝土施工。混凝土灌筑后用插入式振动器振捣，振捣时与混凝土表面垂直，操作时做到快插慢拔，上下略为抽动，插点均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，使混凝土达到均匀振实。插入式振动器在每一插点上的振捣时间以混凝土表面呈水平而且水泥浆不再出现气泡为准。

二、水闸底板混凝土的分析

目前在对待混凝土底板结构问题上，一般是允许出现裂缝，而对其宽度进行一定的限制，不同国家和地区对不使用环境和要求下的混凝土建筑物的裂缝宽度有不同的控制标准。我国《混凝土结构设计规范》允许裂缝宽为0.2-0.3毫米，在对待裂缝问题上提出限制与允许的两种方法。变形变化引起的约束应力首先要求结构所处的环境能给结构以变形的机会，即变形得到满足，则不会产生约束应力。

在全自由状态下，结构可以有任意长度、任意温差不产生约束应力，因此给结构创造自由变形的条件就是允许原则。在实际工程中，全自由的理想状态不易做到，但是可减少约束，释放大部分变形，使之出现较低的约束应力；当结构处于全约束状态，要让任意长度不设伸缩缝亦不开裂，则只须所选用的结构材料具有足够的抗拉强度和极限拉伸即可。该设计原则称为限制原则。一般说来，对于限制原则，必须有足够的强度储备；采取允许原则，必须有充分的变形余地。现在一般认为，混凝土建筑物不出现裂缝是不可能的，或是很困难的。防止裂缝出现，在材料、设计、施工、运行和维护等方面均有一定的研究，但还不够完善或效果不是十分明显。在水工结构工程中，以限制原则为主，力求工程各部位都不裂缝。

三、水闸底板外部环境的控制

水泥水化产生大量的水化热，在1～3d内可放出热量的50%，甚至更多，当混凝土达到最高温度后随着热量的散发又开始降温，直到与环境温度相同。底板为大体积混凝土，热量传递的同时更易在内部积存，导致了内部温度高于外部温度，内部出现峰值温度。升温阶段结束后，是散热阶段。内外混凝土散热条件不同，外部混凝土和外界环境接触，散热条件好，热量容易散发，内部混凝土散热条件差，于是在降温阶段又造成了外部混凝土温度低于内部混凝土温度。这样在升温和降温阶段都使底板内外混凝土形成了同一方向的温度梯度。导致了其变形的不一致。内部膨胀受到外部的限制，或相应地外部收缩受到内部约束，于是在外部混凝土中产生了拉应力。当外部混凝土拉应力达到其极限拉应力，裂缝就会产生。裂缝初期很细，随着时问发展继续扩大、变深，甚至贯穿。除了混凝土水化引起的温度作用外，运行期环境温度变化也会产生作用。特别是遇到寒潮袭击、表面温降特别大时，裂缝发展更为严重。从以上分析可以看出，影响内外温差的主要因素有混凝土水泥用量、水泥品种、浇筑入模温度及环境温度等。

混凝土内的水分，少部分提供了水泥水化的需要，少部分泌出流失，大部分水分是在浇捣完毕后慢慢蒸发掉的。随着水泥的凝结、硬化，混凝土中的水分在未饱和空气中慢慢散失，引起混凝土体积缩小、变形，这种变形称为干缩。由于混凝土的水分蒸发及含湿量的不均匀分布，形成湿度变化梯度。其水分蒸发总是从外向内，由表及里。表层混凝土的水分蒸发程度和速度总是大于内部，表层混凝土收缩的程度亦大，其变形会受到内部混凝土的限制，在表层混凝土中也产生拉应力，使得表层混凝土总的拉应力加大，产生干缩裂缝，但干缩一般只发生在表层。混凝土的配合比和组成是影响干缩的主要因素，一般水泥用量多，水灰比大，则干缩也大。骨料密度大，级配好，弹性模量高，骨料粒径大，可以减小混凝土的干缩。其次，混凝土的养护和环境对干缩也有很大的影响。

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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。

1.2土石坝坝坡稳定性处理

（1）当土石坝坡稳定性不足时，要综合考虑大坝建筑形式、建筑构成现状、就地取材情况、地形气候条件等多方面因素，在放缓边坡、坝坡培厚等主要解决方案中，统筹兼顾，科学分析经济合理性，确定恰当的加固方案。

（2）对于抗震能力不足的中小型水库，首先要进行适当的放坡处理，加固防渗墙，改造排水；若坝体或地基有存在液化的可能，在采取置换坝体（基）夯筑材料的同时，进行振冲加固。

（3）对于坝体结构存在问题的水库。若土坝坝坡不稳定，建议对坝坡进行放坡处理或加厚坝体；若坝坡裂缝或塌陷，可采取灌浆或一般回填处理；但如果大坝上游坝面出现呈现水平方向的明显裂缝，要特别给予关注，一定要认真研究，妥善处理。

1.3护坡及坝顶结构

（1）护坡。原有的浆砌石、混凝土护坡若破换面积不大，程度不严重，应在原有护坡的基础上进行局部的翻修、加固，不宜更换原材料重建；上游护坡要根据坝型、气象、施工工艺、建材保障条件和稳定性的要求，从经济耐久的角度出发科学合理选择护坡形式和具体范围；对于下游的护坡应以种草绿化为主，尽量简化。

（2）坝顶。如若水库出险加固后不以发展库区旅游为目的，则坝顶路面应以满足防汛功能的最低要求为主，也无必要设置任何人员防护设施，坝顶路面铺设泥结碎石即可，以节约投资。

1.4观测、检测、机电设备及金属结构

（1）由于病险水库水库一般建设时期较早，基本上无任何大坝安全观测检测仪器设备，本次出险加固一定要予以配备，资金充足或水库等级较高的尽可能配备坝上自记水位计、雨量计等自动化程度较高的设备，资金捉襟见肘、水库等级不高或人力资源较为丰富的建议采用人工观测水尺等人工检测观测设备。

（2）选择机电金属结构操作设备应以安全可靠、简单耐用、便于操作为原则，建议优先选用螺杆式启闭机、电动葫芦等设备。启闭设备宜选用手动和手电动两用形式。

（3）无论选择何种检测观测、机电设备及金属结构，一定要加强对水库管理人员的相关培训，保证科学、合理的使用以上设备，延长使用寿命。

1.5泄水建筑物出险加固

根据溢洪道的病险情况，结合实际选择治理办法，尽量在原有溢洪道基础上进行维修改造，不能满足防洪要求的，力求通过加宽和加深过流断面，从而增大下泄洪流量。如果由于各种原因在原址改造比较困难，确需新建的，应尽量选择正槽式溢洪道，以避免大范围挖坝体和山体，减小工程量。中小型水库建设溢洪道时要力求简单可靠，便于管理，增建溢洪道时应考虑离岸式正槽式溢洪道，对于溢流堰建设，考虑采取无闸控制开敞式宽顶溢流堰，设计蓄水位即为堰顶高程，校核洪水位为溢洪道最大过流量。

1.6输水建筑物出险加固

小型水库涵管主要用于灌溉用水，埋设涵管水流方向尽量与大坝轴线垂直，设置在下游耕地较多的大坝一侧，为防止坝体沉降引起涵管断裂，涵管应放置在稳定岩石地基上。如果涵管破坏不严重的，可制作相应尺寸的钢衬涵管，将钢衬涵管和原有涵管之间的缝隙用砼浇筑，使新旧涵管之间结合紧密，形成整体。当前生产的钢衬结构强度较高，材料更加耐腐蚀、耐磨损，钢衬桶壁厚度较薄，内壁光滑，一般情况下过流量不会减小太多，而且在具体施工中也便于操作。

2中小型水库完建后管理应注意的问题

2.1未通过验收不得蓄水

新疆联丰水库，在2012年11月29日，天气寒冷工程停止施工了，放水涵洞两侧上游坝坡60m宽的土工膜和上游水平铺塑尚未铺设，防渗体尚未形成，不具备下闸蓄水条件，未进行投入使用验收，在这种情况下违规蓄水，致使坝体和放水涵洞接触面发生渗漏破坏，最终导致溃坝，是一起责任事故。

2.2严格按《水库工程管理设计规范》和“水库调度运用计划”执行

管理单位应正确认识工程安全和蓄水的问题，制定水库日常检查观测、维修养护、水库度汛方案、抢险应急预案、安全检查等各项制度。水位控制是关键，禁止超标准蓄水运行。

2.3第一次高水位运行时，应注意观察水库各部件的渗流逸出点

除险加固以后的水库，蓄水运行初期应密切观察水位情况，特别要观察下游坝坡、溢洪道、输水洞与土坎连接处有无渗流溢出，若有渗流溢出，应迅速作抢险准备，以防止高水位时由于渗流冲刷导致破坏。

2.4水库安全与利益发生冲突时强调安全

有些水库，承包给个人经营管理，为了追求效益，超标准蓄水；在坝前修付坝搞养殖，这些都对水库安全造成了极大的威胁，水行政主管部门要坚决制止，不能手软。同时做好冬季坝前破冰工作，避免冰推力带来的安全隐患。

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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。

2.工民建的加固设计

2.1直接加固法

想要做到顺利对混凝土建筑结构完成加固操作，我们一般会在表面进行浇筑，如此在提升混凝土截面高度的同时，也会增大截面面积，增大抗剪力。与此同时，考虑到混凝土结构在建筑中运用在存在一些特殊部位，通常会用“环氧树脂化灌浆”法进行操作，此技术的原理为，把型钢和被加固的构件有效粘合在一起，提升内部稳定性。像这种直接加固的方法不胜枚举，它们的操作方法也较为相似，在设计的时候只要根据不同的结构类型做好相应的调整工作就可以了。

2.2间接加固法

我们所说的间接加固方法通常指的就是预应力加固法，其中包含的两种最主要的加固方法为水平拉杆加固法和下撑拉杆加固法。前者加固产生的效果是能够及时有效的抵御外界荷载作用下出现的弯矩，能够有效缓解因为外力产生的荷载效应，实现结构加固；而后者加固的原理是对外力产生的荷载进行抵消，在消除荷载的同时起到加固效果。

2.3砌体结构加固

首先，直接加固。一是，钢筋混凝土外墙加固方法，该方法适用范围极广，可以恰当的应用到不同的砌体类型加固上，并且能够获得显著的加固方法，属于应用最多的加固方法；二是，采用钢筋水泥砂浆外层加固方法，此法应为适用范围广，在砌体墙加固中受到广泛欢迎，但是却无法提升相应结构的承载力，因此，此方法在使用过程中往往会受到诸多局限；三是，增设扶壁柱加固。操作原理与上述相似，除了适应能力强，我们也应看到其本身的劣势，虽然能够进行结构加固，但是面对高等级地震却没有抵御能力，因此，不适用于地震灾害的多发地带。其次，间接加固。上文已经分析过最常见的预应力加固法，下面不在赘述。另外，还有一种比较常见的加固方法就是无粘结外包型加固。这种加固技术也具有明显的操作优势，就是工艺简单、运作灵活、能够适应各种类型的加固要求，一般情况下，运用范围最广的就是在普通砌体柱加固中。之所以其他类型用到的概率不是很高，主要是由于它的造价成本比较高，最消耗一定的资金，不利于节约工程成本。所以，在各种方案进行具体选择的过程中，还要结构建筑结构的实际情况决定。不仅如此，还能够针对具体的施工部位，对构造柱的裂缝和破损位置做好相应的修补与加固措施。此种方法在工民建结构加固操作中经常被用到，占有重要地位。

2.4钢结构加固

首先，对钢结构进行加固的前提是要精确计算架构图形。运用这种加固方法的主要原因，主要是通过观察分布情况，做好细致的调整工作，使边界位置和节点按照正确的轨道走向变化。我们可以通过调整截面内力、提升结构刚度、增加中间支座的方法达到良好的加固效果；第二，对构件截面做好加固措施。当然，并不是所有的截面都要用到这种方法，而且要求平整度与规定内容相符合，最重要的是与截面的具体情况要保持一致；最后，对梁柱节点做好加固措施。目前为止，一般来说可用于进行钢结构连接的方法主要包括焊接、铆钉连接等。在具体应用的过程中，我们要以现场的具体施工情况，制定出具体的加固方案，保证加固效果。

3.结束语

综上所述，工民建工程的结构加固设计的好坏，对建筑的整体质量和安全性具有深远的影响，这就要求相关的工作人员深入分析、了解工民建结构加固设计的重要性，要明白工民建工程对国家和人民生命财产安全方面起到的作用，所以，在设计过程中，必须综合考虑方案的准确性和合理性，结合建设工程的具体特点，施工现场的情况，选择最为科学合理的加固方法和技术，从根本上保证工民建项目的施工质量。

作者:邹建林 单位:吉林省第二建筑有限责任公司

参考文献

［1］王永泉．关于常见工民建结构加固设计的技术［J］．城市建设理论研究(电子版)，2014(4):123－124．

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大刘坡桥位于天津宝坻县境内九园公路的潮白河上。桥全长790.3米，桥面宽度9米（即1+7+1），上部结构为56孔、5片跨径14.1米的普通钢筋混凝土T型简支梁桥，横桥向有3道横隔板。桥面铺装为钢筋混凝土（7.5~11~7.5厘米）和3厘米沥青混凝土面层。每8孔为一道伸缩缝，其间为桥面连续铺装。旧T型梁外形（如图1）。旧梁设计荷载等级：汽-13、拖-60。

下部结构墩柱及盖梁是在原桥位上游侧95年重新设计建造的，为单排双桩（柱）式，荷载等级：汽-20、挂-100。受公路发展公司委托，我院于4月12~13日对该桥进行了检查。由于原有公路的技术标准低（汽-13、拖-60），通行能力差，加之目前交通量的增加和汽车载重的增加，上述旧桥是不能满足承载力要求的。受资金和材料资源及断交时间的限制，也不可能全部拆除并新建，只能考虑投资较少，工期时间短且能增加承载力的各种桥梁加固技术予以改造。这其中采用体外预应力钢筋加工技术，确为一种简单易行且能与新建下部结构荷载（汽-20、挂-100）看齐的有效方法。

体外预应力加固方法的实质是以粗钢筋、钢绞线或高强型钢等钢材做为施力工具，对桥梁上部结构施加体外预应力，以其产生的反弯矩抵消部分外荷载产生的内力，从而达到改善旧桥使用其性能并提高其极限承载力的目的，本桥只涉及粗钢筋的体外预应力加固提高荷载方案。

一、体外预应力构造：主要由四个部分组成

1、水平筋与斜筋：由高强螺纹粗钢筋组成，构造见图2，其作用是施加预应力提高梁的承载能力。

2、梁端锚固：先将梁端部分混凝土桥面板凿掉，将梁端顶面上角凿成与斜筋倾斜方向相垂直的斜面（需剪断局部架立钢筋和箍筋），在端横隔板上开凿与斜筋方向相同的斜孔，然后，将用角钢或槽钢制作的支承垫座用环氧砂浆固定在已凿好的梁端斜面上。斜筋穿过横隔梁和支承垫座的斜孔，用千斤顶进行张拉并用螺母锚固在支承垫座上，最后用混凝土将锚头封闭，见图3。

3、水平滑块：由联接斜筋和水平筋的活动滑块支承座和固定在梁底的支承钢垫组成，其构造见图4，其主要功能是通过滑块的水平滑动，以调整斜筋与水平筋之间的内力分配比例，并使表面受力趋于均匀。

二、体外预应力提高荷载等级计算：已知的设计参数如下：

1．T梁混凝土设计标号25Mpa。水平筋极限应力计算时，取，截面强度计算时取混凝土抗压设计强度，取混凝土极限压应变

2.原T梁配筋参数：其T梁截面配筋见图5

跨中截面：,

支点截面：,

,,

.原梁斜截面内受拉纵向钢筋的配筋率：

3.体外索配筋参数：

经加固设计分析，体外索水平筋取为，斜筋取为，均为冷拉Ⅲ级钢（单控）。

两垫板中心之间的水平距离：，上锚固点至垫板中心的水平距离：

,

体外预应力筋至T梁底距离

体外预应力损失：

1）预应力钢筋与水平滑块之间的摩擦：因是水平张拉

2）具变形引起的预应力损失：,因是水平张拉，故，查规范按计,

3)温差引起的损失：。

、：分别为预应力钢筋与混凝土的线膨胀系数,

,Δt:为年最高温度与施工时的温度差；15°

故：

4)分批张拉引起的混凝土弹性压缩损失：因单片梁两根水平钢筋同时张拉，使单片梁间的。

5）钢筋松弛引起的损失：一次张拉

6)混凝土收缩与徐变引起的应力损失

因旧桥混凝土的收缩与徐变在长期使用过程中已基本完成。体外筋加固体系并不会使桥梁恒载增加许多，且使原梁受压区的应力明显减少。因此，即可近似取混凝土收缩、徐变损失。于是，体外筋加固中预应力钢筋总的应力损失为：

预应力水平筋重心到截面上边缘的距离

无粘结预应力筋的有效预应力，滑块与梁底之间的摩擦系数（属于滑动摩擦），反映斜筋与水平筋拉力之比的系数，体外斜筋中的有效预应力

1、计算体外钢筋的极限应力：

由于水平筋和斜筋在材料及其截面面积方面的差别，其有效预应力是不同的，亦即两者的应变量也不同。若以水平筋的应变为准，将斜筋的应变状态换算为水平筋的应变状态，并在此情况下求出体外筋的总长度，即为体外筋的换算长度。式中分别为体外预应力水平筋和斜筋中由有效预应力产生的应变。

，则。令：。梁跨中破坏截面的刚度与极限状态下梁体各截面平均刚度的比值，体外预应力钢筋换算长度与梁的计算跨径之，与支承条件有关的挠度系数对于按均布荷载考虑的简支梁由弹性变形理论可求出，体外水平筋配筋率，原梁受拉钢筋配筋率，原梁受压钢筋配筋率，参照现行公路桥规（JTJ023－85）中对钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件的强度计算方法，按矩形截面试算：体外水平筋的极限应力，Rab’iχ=σAy+AgRg-A’gR’g则，令水平筋极限高度系数ξy为梁发生截面破坏时实际受压区高度χs与体外水平筋重心到梁顶面的距离之比，即，

，再将代入上式，可得，将此式展开并经整理即得矩形截面体外水平筋极限高度系数，为体外水平筋的极限应力增量，其上式中

由图6中假定当最大弯矩截面发生破坏时，两个未破坏的梁段均发生刚性转动，即无挠曲变形的几何关系，三角形的相似比可建立如下几何方程：；：体外预应力钢筋的总伸长值。：梁破坏时的极限挠曲值。：梁发生截面破坏时实际受压区高度。由上式得：，根据总伸长量即可求出体外预应力钢筋的极限应变增量；考虑体外筋中有效预应力的影响后，体外预应力筋的极限应变其中εy为体外预应力水平筋中由有效预应力产生的应变。由于体外水平筋在梁达到极限状态时并不屈服，因此，将上式两端分别乘以预应力钢筋的弹性模量，则体外水平筋的极限应力可用下式表示：此式第二项即为体外预应力水平筋的极限应力增量，又由于与加固梁跨中极限挠度则可导出：将其化简后可得一关于水平筋极限应力增量的一元二次方程。即：；式中系数

解方程：：即：；

解出：：；则水平筋极限应力为：

其体外斜筋极限应力公式为：；由于体外斜筋与水平筋配筋面积不同，取大者，；则

2。计算抗弯强度

由于<

，说明中性轴在T梁的顶板内，即为第一类T形。因而按宽度为的矩形截面计算抗弯强度。在此可忽略受压区钢筋的影响，则由规范公式计算中性轴位置：

受拉钢筋合力作用点到体外索水平筋重心的距离为：

；

再由规范公式计算加固体系的抗弯强度：

该梁提高等级后由汽车荷载控制设计，跨中截面的最大计算弯距；

因此经体外筋加固之后，梁的抗弯强度满足设计。

3.计算抗剪强度

该梁最大支点剪力由挂车-100控制，其值为；作用在梁端部体外筋中的预加力应作为外力考虑，其竖向分量将抵消一部分外荷剪力。假定在极限状态下，体外斜筋中的应力为，考虑材料安全系数后，则其预剪力的竖向分量为：；

；

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中图分类号：TV698.23 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0337-01

1 前言

该水库控制流域面积254km2，水库总库容2.988亿m3，是一座以灌溉、防洪为主，结合供水、发电的综合利用大（2）型水库。水库工程包括枢纽工程和配套工程2部分。枢纽工程包括拦河坝、溢洪道、泄洪洞、发电引水隧洞、发电厂和升压站等建筑物。拦河坝坝顶长435m，宽度6m，坝顶高程59.3m，最大坝高49.3m，坝顶设有1.1m的混凝土防浪墙。大坝为沥青混凝土斜墙砂砾石坝，坝体主要由河床砂砾石填筑而成。大坝防渗体由坝体沥青混凝土斜墙和坝基混凝土防渗墙组成。

2 大坝防渗加固设计分析

2.1 坝顶构造

原坝顶防浪墙拆除，新建“L”型混凝土防浪墙，墙顶。

2.2 坝基防渗

在原混凝土防渗面板上游侧再设一道厚80cm的C20混凝土防渗墙，两墙间的中心距离为2.80m，施工平台高程为12.0m，防渗墙底高程为-5.0m，最大墙深17.0m，防渗墙336.0m，分为42个槽段，每个槽段长8.0m。混凝土防渗墙墙体材料采用C20低弹模混凝土。两道防渗墙间和新建混凝土防渗墙上游侧1.20m范围内、10.0m高程以上的砂卵砾石予以挖除，上游侧开挖边坡为1∶1，新混凝土防渗墙10.0m高程以上墙体凿除。在高程10.0m以上、两道防渗墙之间以及防渗墙上部新设C30混凝土头墙，高2.60m。其余部分用黏土夯实回填，回填顶高程为13.0m，顶宽3.60m。混凝土头墙与每道混凝土防渗墙之间设2道BW-Ⅱ遇水膨胀止水条。2道防渗墙之间砂卵砾石和两岸岸墙基础以及底高程-5.0m以上的两岸防渗墙基础采用帷幕灌浆处理，以形成封闭的坝基防渗系统。原防渗墙头部不凿除，新建的C30混凝土头墙高2.60m，底宽2.00m。原河床段坝面部分圆弧段切除白漆涂层和挖除#60沥青混凝土封闭层，在其上面布置两道宽5.0m、厚35～62cm的C30混凝土趾板。

3 大坝主要存在的问题

经长期检查观测、钻孔取样检测及资料分析，大坝主要存在以下几个方面的问题：

1）坝体渗漏。沥青混凝土斜墙老化严重，其渗透系数、劈裂抗拉强度、挠跨比、弯拉应变值等主要指标均不满足规范要求和原设计要求。其中，渗透系数为0.6×10-6～617×10-6cm/s，远大于原设计渗透系数不大于10-8cm/s指标的要求；小梁抗弯挠度比为0.86%～1.19%；劈拉强度仅为0.33～0.44MPa。运行期中反复发生严重裂缝；沥青混凝土面板老化也较为严重，其防渗能力已大为降低，渗透系数已增大100多倍。反弧段面板防渗底层沿坝轴线方向已拉裂，虽然经过多次修补，但是未能根本解决问题。从1993年的裂缝检查记录与2002年检查记录比较分析来看，裂缝的长度、宽度都在延伸。1993年的缝到2002年，其长度增加了46.8%，0+321.00m桩号裂缝在1993年检查的记录宽度为10mm，2002年己扩展到50mm。

2）坝基渗漏。坝基混凝土防渗墙已有局部损坏，导致防渗墙后砂砾坝体的渗流比降增大，已超过其容许比降而发生局部渗透变形。坝基及坝体砂砾石填筑料为管涌性土，是大坝防渗系统存在的致命问题，将导致渗流稳定的局部破坏和大坝结构失稳。

4 大坝防渗加固方案比选

针对该工程的特点和大坝防渗系统存在的质量问题，需进行防渗加固处理。若对大坝防渗面板只进行局部修补，则可能导致局部裂缝修补不能到位，使修补的裂缝继续开裂。此外，考虑到沥青混凝土面板日后会继续老化，防渗性能会进一步下降，使裂缝的开裂速度和频率加快，将引起大坝的破坏。因此，大坝必须进行全面防渗加固处理。

4.1 大坝防渗加固方案研究

根据该工程的特点和存在的问题，大坝防渗系统全面防渗加固处理，有以下2大方案可供选择：

4.1.1 在原防渗系统上进行全面防渗加固

在原防渗系统上进行全面防渗加固方案，有坝基防渗加固和坝体防渗加固2种方案可分别进行比选。对于坝基防渗加固，可考虑高压喷射灌浆、混凝土防渗墙等方案。若采用高压喷射灌浆，由于坝基松散砂卵砾石层和含泥砂卵砾石层中存在直径大于30cm的卵砾石，施工难度较大且防渗效果难以保证；混凝土防渗墙施工简单，其成墙整体性好，厚度均匀连续，质量可靠，防渗效果好，观测方便，耐久性好。

相对高压喷射灌浆方案而言，混凝土防渗墙是一种稳妥可靠的加固处理方案。因此，在原防渗系统上进行坝基防渗加固处理时，选用混凝土防渗墙方案。对于坝体防渗加固处理，结合该工程的特点，可考虑采用迎水面M40钢丝网水泥砂浆面板防渗加固、迎水面#100沥青混凝土面板防渗加固和迎水面C30常规混凝土面板防渗加固等方案。

4.1.2 建立新的防渗系统进行防渗加固处理

拦河坝建立新的防渗系统进行防渗加固采用混凝土防渗墙方案。并选择悬挂式混凝土防渗墙加帷幕灌浆（墙底高程-20.0m）和非悬挂式混凝土防渗墙2个方案进行比较。

1）悬挂式混凝土防渗墙加帷幕灌浆防渗加固方案。先挖除42.0m高程以上部分上游侧坝体，开挖底宽10.48m（下游侧距离坝轴线7.0m），开挖边坡为1∶1.50。防渗墙施工平台高程为42.0m。防渗墙轴线位于坝轴线（坝顶防浪墙上游面下游3.0m）上游侧32.50m。防渗墙长381.0m，墙厚1.20m，底高程为-20.0m，两岸岸坡段与基岩连接。防渗墙两岸设宽为2.4m的C20混凝土岸墙。对于-20.0m高程以下的坝基泥砾层采用帷幕灌浆处理，帷幕灌浆孔距为2.0m，孔深深入坝基基岩相对隔水层以下5m。防渗墙施工完成后，将防渗墙顶部以下1.0m全部凿除，新建C20混凝土头墙（高2.0m）。

2）非悬挂式混凝土防渗墙防渗加固方案。除要求非悬挂式混凝土防渗墙墙底嵌入基岩内1.0m外，防渗墙施工平台以上坝体和防渗墙结构与悬挂式（墙底高程-20.0m）混凝土防渗墙加帷幕灌浆防渗加固方案相同。经对上述2个方案的布置与计算比较，悬挂式混凝土防渗墙加帷幕灌浆防渗加固方案应力小，可以满足墙体材料的应力要求，渗流稳定可以满足要求，渗流量较大，投资小；而非悬挂式混凝土防渗墙防渗加固方案应力大，不能满足墙体材料的应力要求，渗流稳定可以满足要求，渗流量较小，投资大。

4.2 大坝防渗加固实施方案比选