第一篇： 水利枢纽厂加固设计研究论文
[摘要]介绍了京南水利枢纽工程及厂房尾水渠左侧护坡、挡墙的结构概况，分析了202_年5月厂房尾水渠左侧护坡发生坍塌的原因，提出了在坍塌段抛填石块的应急处理方案，并论述了模袋混凝土护坡永久修复加固设计方案及施工措施。
[关键词]厂房尾水护坡；坍塌；应急处理；模袋混凝土护坡；设计；施工；京南水利枢纽
1工程概况
京南水利枢纽位于梧州市苍梧县京南镇上游约800m处，下游距梧州市68km，为桂江综合利用规划中的倒数第二个梯级，是一座以发电为主，兼有航运、灌溉、水产养殖、旅游等综合利用效益的水利工程。水利枢纽拦河坝坝址以上集水面积17388km2，水库总库容2.55亿m3，电站装机容量2×34.5MW。京南水利枢纽船闸布置在左岸，右侧为发电厂房，闸室右侧与厂房之间采用回填砂卵石或回填土形成30m高程平台，以平衡或改善船闸结构受力。平台外侧即为厂房尾水渠左侧护坡，坡度1∶2.5，在20m高程设宽1.5m马道。厂房尾水渠左侧护坡坡脚设置R28150混凝土挡墙，其中0+057.634～097.034段挡墙顶高程为14m，底高程为4.24～12m；0+097.034～0+155.000段挡墙顶高程为14m，底高程为12m。挡墙与船闸闸室右闸墙之间回填砂卵石，两者之间形成的边坡表面以75#浆砌石衬护。0+057.634～097.034段挡墙顶浆砌石护坡坡比为1：2.5，护坡20m高程处设置1.5m宽马道，20m高程以上浆砌石护坡坡比为1：2.25，护坡顶部30m高程处设置5.87m宽平台；0+097.034～0+155.000段挡墙浆砌石护坡坡比为1：2.5，护坡顶部20m高程处设置干砌石平台。
2应急处理方案
[1]2.1应急处理方案202_年5月4日，京南水利枢纽厂房尾水渠左侧护坡发生坍塌，坍塌长度约50m。当日晚，梧州市桂江电力有限公司派人潜水探摸水下护坡受损情况，判断该段护坡脚的混凝土挡墙没有被淘刷破坏，无异常状态。202_年5月8日，经现场勘查，厂房尾水渠左侧护坡约0+070～0+127段范围内，20m高程以下的护坡已出现坍塌破坏，并在厂房发电尾水水流持续冲刷、波浪拍打作用下，护坡回填的砂卵石不断被水流带走，冲刷坑附近河水浑浊，呈黄色。现场照片见图1。图12014年5月8日现场照片根据现场实际情况，经研究，建议对尾水渠左侧护坡坍塌修复提出如下应急处理方案：为防止尾水渠护坡损坏进一步扩大而影响到船闸安全运行，采用在毁损护坡范围内先抛填块石应急防护方案处理，避免冲刷坑进一步扩大。应急处理方案主要技术要求如下：
（1）应对电站厂房尾水渠左侧护坡坍塌范围、深度进行勘测，必要时须水下确认护坡挡墙受损情况。
（2）在护坡坍塌范围内先抛填块石，抛填形成表面与原设计护坡坡面基本相同，超填不应超40cm；抛填块石范围应超出护坡冲刷坑边缘1～2m。
（3）用于抛填的块石必须新鲜完整、无风化，块石粒径要求20～40cm之间。
（4）在施工中尽量避免抛填块石进入尾水渠。
（5）应急防护方案（抛填块石护面）完成后，要求密切注意观察护坡的变化情况，如果出现新的险情，则应立即实施进一步的抢修措施。2.2应急处理方案实施按照上述应急处理方案，广西水电工程局基础工程公司随即组织施工人员进场、备料，于5月23日对厂房尾水渠左侧护坡坍塌范围进行抛填块石作业。应急处理方案实施后，据梧州桂江电力有限公司相关技术人员反馈，经连续观测，护坡坍塌范围未继续扩大，抛填块石表面呈稳定状态，坍塌部位附近河水也未出现浑浊现象。202_年9月3日上午，梧州桂江电力有限公司向上级主管部门申请停机半天，聘请潜水员对厂房尾水渠护坡坡脚混凝土挡墙、尾水渠底板进行了损毁情况探摸，经过详细探查，潜水员报告未发现混凝土挡墙、尾水渠底板出现损毁，基本维持原状，仅发现抛填块石作业时掉落在尾水渠内的少量块石。应急处理方案实施后现场照片见图2。
3永久修复加固设计
3.1设计依据本工程主要永久性挡水建筑物混凝土拦河坝、电站厂房、船闸上闸首为3级建筑物，其余次要建筑物降为4级建筑物，临时建筑物降为5级建筑物。京南枢纽主要挡水建筑物采用的洪水标准为50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-202_）确定工程区地震动峰值加速度为0.05g，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。
3.2水文资料
（1）水库正常蓄水位30.0m；电站下游最低尾水位15.45m；
（2）水库设计洪水位35.42m（P=2%）；
（3）水库校核洪水位38.29m（P=0.2%）；
（4）船闸上游最高/最低通航水位30m/26.2m，船闸下游最高/最低通航水位25.9m/15.45m；
（5）洪峰流量（见表1）。
3.3修复加固方案拟定电站下游最低尾水位为15.45m，而厂房尾水护坡坡脚混凝土挡墙的墙顶高程为14.0m，尾水护坡有局部斜坡段位于水下。考虑这种情况，本次修复加固设计选择“模袋混凝土护坡”和“水下混凝土+常规混凝土护坡”两种方案进行比较。“模袋混凝土护坡”方案不需设置围堰及模板，施工简单方便，尤其是水下部分护坡成型容易，整体性好，施工速度快，对电站发电运行影响较小，非常适合于工期要求较高的护坡加固工程，但造价高于常规混凝土。“水下混凝土+常规混凝土护坡”方案浇筑水下混凝土时，需要立模浇筑，施工工期相对较长，对电站发电运行影响较大，同时由于水下混凝土成型困难，很难控制水下混凝土的浇筑质量，而且造价高于模袋混凝土。两方案经综合比较后，因“模袋混凝土护坡”方案施工速度快、施工质量好的优势明显，本次修复加固设计推荐“模袋混凝土护坡”方案。
3.4修复加固方案设计
3.4.1模袋混凝土厚度确定因模袋混凝土厚度是不均匀的，本工程所称模图22014年9月3日现场照片袋混凝土厚度均指模袋混凝土平均厚度。根据《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》（SL/T225-1998），抗漂浮所需厚度按下式计算：δ≥0.07cHwLwLr3γwγc-γw1+m2m经计算，并根据其他工程经验，确定本工程模袋混凝土厚度为300mm。
3.4.2模袋混凝土护坡抗滑稳定分析根据《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》（SL/T225-1998）6.4.4条规定，模袋混凝土护坡抗滑稳定安全系数按下式计算：Fs=L3+L2cosαL2sinαfcs经计算，厂房尾水渠模袋混凝土护坡抗滑稳定系数Fs=1.25>1.20，满足规范要求。
3.4.3厂房尾水渠护坡修复加固设计本次护坡修复加固范围为桩号0+076.5～0+155.0段。14～17m高程段护坡（含20m高程马道）采用模袋混凝土加固，首先按照原设计坡比，对应急处理已抛填块石进行平整、理坡；抛填块石平整完成后，在其表面顺坡预埋充填灌浆50PVC花管，间距2m，接着铺设150mm厚粒径20～40mm的碎石找平层，通过人工摊铺、压实，使碎石充分填充块石间缝隙；随即施工模袋混凝土面层，厚度300mm，混凝土强度等级为C25
（1）；最后待模袋混凝土达到设计强度的85%及充填灌浆完成后，用手风钻在模袋混凝土面板表层钻φ50孔至碎石找平层底部，钻孔按梅花形布置，间距3m×3m，在钻孔内填塞φ50塑料盲沟排水管。
（2）17m高程以上至距离20m高程马道内侧水平距离5.3m范围内的护坡采用现浇C25混凝土加固，理坡、预埋充填灌浆管、铺设碎石找平层施工顺序及技术要求同14～17m高程段护坡，且要求同步进行；待14～17m高程段护坡模袋混凝土面层施工完毕后，方可施工17m高程以上现浇混凝土面层，厚度300mm，混凝土强度等级为C25，混凝土面层沉降缝按5m间距设置，缝内填充沥青木板；在混凝土面层浇筑前，将预埋的50PVC排水管固定到碎石找平层底部，排水管按梅花形布置，间距3m×3m，排水管预埋端用铁丝绑扎土工布反滤袋150mm×150mm×100mm。模袋混凝土、现浇混凝土护坡施工均完成后，混凝土强度达到设计强度70%以上时，即可对护坡面层以下回填料进行充填灌浆。厂房尾水护坡损毁修复加固设计图见图3～4。
4模袋混凝土护坡施工
（1）抛填块石平整、理坡。坡面抛填块石平整、理坡采用汽车轮渡装载长臂挖掘机整平，局部人工配合。用于铺设找平层的碎石料，由20t自卸汽车运到京南镇码头，使用货船转运至厂房尾水护坡处由汽车轮渡上的长臂挖掘机直接卸料、摊铺，再通过人工摊铺、蛙式打夯机压实。
（2）模袋混凝土浇筑。模袋铺展由人工自上而下顺坡滚铺，水面上采用定位船进行定位，模袋展开平整到位后，在搭接处进行缝合。在厂房尾水护坡下游20m高程平台布置0.4m3搅拌机集中拌制混凝土，人工胶轮车输送至集料斗，混凝土泵送至模袋灌口，人工配合混凝土充灌、找平，水下施工由潜水员在水下负责连接模袋充灌口和混凝土软管口、混凝土踩压。
（3）充填灌浆施工。充填灌浆施工在混凝土强度达到设计强度的70%后进行，充填灌浆通过预埋的φ50PVC花管、HB80型灌浆泵灌浆。
（4）塑料盲沟排水管施工。待护坡混凝土强度达到设计强度的85%后，使用手风钻造孔，人工填塞塑料盲沟排水管。
5结语
厂房尾水护坡损毁产生原因是护坡在厂房发电尾水水流持续冲刷、波浪拍打作用下，浆砌石护坡局部产生破坏，致使回填的砂卵石不断被水流带走，坍塌范围不断扩大。鉴于桂江正处在汛期，电站尾水位较高，先进行抛填块石临时应急防护处理，避免护坡坍塌进一步扩大，待枯水期再全面永久修复加固处理。应急处理方案实施后，经反馈，护坡坍塌范围未继续扩大，抛填块石表面呈稳定状态，也未发现坍塌部位附近河水出现浑浊现象。模袋混凝土护坡永久修复加固方案不需设置围堰及模板，施工简单方便，尤其是水下部分护坡成型容易，整体性好，施工速度快，对电站发电运行影响较小，对工期要求较高的护坡加固工程是非常好的设计方案。
参考文献
[1]广西水利电力勘测设计研究院.广西桂江京南水利枢纽厂房尾水护坡损毁修复加固工程初步设计报告（报批稿）[R].南宁：广西水利电力勘测设计研究院，202_.[2]刘峰,徐婷婷.三峡水利枢纽右岸尾水渠护坡强制式滑模施工[J].西北水电,202_,[3]林聪俐,黄柏洪,胡凡.模袋混凝土护坡在水利工程中的应用[J].水利建设与管理,202_,28
[4]周日仔.理想的护坡结构-模袋混凝土[J].华南港工,202_,(1):24-25.[5]刘红波,张开新.鲁地拉水电站地下厂房尾水出口围堰设计与施工[J].云南水力发电,202_,2
第二篇：桥梁加固设计研究论文
摘要：交通行业近年来随着我国社会经济的不断发展而得到了快速的提升。桥梁作为交通行业中的重要部分，其承载能力直接决定了交通工程的安全性以及工程的使用寿命。本文就主要分析了桥梁承载能力的检测评定以及加固技术。
关键词：桥梁承载；加固设计；能力检测；评定技术
1桥梁承载能力系数的影响因素
1.1结构完整性
桥梁经过长时间的运行，部分构件会出现一定程度上的损伤，受力结构发生变化导致失去其合理性，从而产生缺乏整体性以及结构局部受力过大的现象，这些现象大幅度的降低了桥梁的承载能力，也就削弱了桥梁的安全性。
1.2裂缝
裂缝在钢筋混凝土桥梁结构当中属于常见的一种病害现象。裂缝的存在和发展会降低钢筋混凝土材料的承载能力、抗渗能力和耐久性，从而影响桥梁的使用寿命。一般情况下我们都将混凝土桥梁裂缝分为两种，即非结构裂缝以及结构裂缝。非结构裂缝只要就是指混凝土桥梁自身并不能够满足周围的环境的要求或者是自身性能不达标等原因而导致的一种裂缝。而结构裂缝则是由于桥梁结构的整体承载力明显下降而导致的裂缝。桥梁裂缝问题大多是在其结构受力之后出现，因此在处理桥梁裂缝的过程中要先通过其实际的情况来判断其属于哪一种裂缝问题，之后再采取合理的措施来进行处理。
1.3钢筋锈蚀
桥梁钢筋混凝土结构的钢筋锈蚀严重的损坏了其构件的承载性能以及抗压能力。钢筋锈蚀的原因有多种，但其主要原因为混凝土密实性不足和钢筋保护层厚度不足。钢筋锈蚀对结构构件的损坏主要表现为降低了构件的截面面积、降低了钢筋与混凝土的咬合力以及桥梁结构的承载能力等。
1.4混凝土施工质量
桥梁施工过程中，如对水泥品种的选取、混凝土水灰比和保护层厚度的控制不严格，浇注完成的钢筋混凝土构件内部会存在着严重的质量问题，从而降低了混凝土结构的抗侵蚀能力，尤其是抗锈蚀能力，从而降低了其桥梁结构的承载能力。
2桥梁承载能力检测的评定方法
2.1经验法
经验法主要指的就是在评定桥梁承载能力时，需要具有丰富的工作经验的专家对结构抗力效应考虑引入不超过1.2的结构检验系数，并根据对桥梁现象调查的裂缝、桥台沉陷、挠度以及水平位移等缺陷和病害情况来对桥梁结构的强度以及稳定性进行验算。该方法主要应用于我国“十二五”之前。随着经济以及科学技术的发展，由于该方法受专家主观因素影响较大、其评定指标较为单一、难以把握其检算系数和评定标准以及无法定量化应用检测结果等缺点，其应用频率不断的下降。
2.2承载能力衰减时变模型法
变模型法要根据工程所处的地域以及桥梁结构的类型来确定是否使用，并且该方式对于钢筋强度、混凝土的强度和粘结性、碳化深度等方面的取值较为粗糙。但是该方式的应用为预测桥梁寿命以及旧桥承载能力的评定提供了有力的依据。应用该方式来建立不同损伤程度的桥梁承载能力的衰减模型时要对其混凝土强度、结构的耐久性参数以及钢筋的锈蚀程度进行充分的考虑。
2.3荷载试验方法
荷载试验方式能够直接获取在荷载作用下的桥梁结构的校验系数，并且能够保证系数的客观性以及准确性，从而准确的推断出桥梁的安全储备区间。但是在实际的应用过程中，该方式的耗时较长，并且其试验场地规模相对较大，同时还需要大量的试验资金，因此该方式适用于大型的、资金较为充足的桥梁工程当中。在桥梁承载能力的评定当中应用该方法可能会对其结构造成新的损伤，并且其结果反应的都是结构短期内的现象，若想要检测结构的疲劳特桥梁承载能力检测评定技术在桥梁加固设计中的应用赵鹏山东东泰工程咨询有限公司山东淄博256140性以及耐久性指标等就不能够使用该方法。
2.4基于动测参数的评定法
其承载能力的评定主要是通过结构在激振、荷载以及振动的作用下桥梁结构出现的反应来进行的。动测参数评定方式能够将结构在动力荷载的作用下的力学性能以及受力状况准确的反映出来，其结果与桥梁实际的状态较为切合。但是由于技术的限制，该方式还未形成一个较为完善简便的方法，并且也需要建立于承载能力和动态测试参数相关的计算模型。
2.5基于检测结果定量化的评定法
结果定量化评定法是在我国旧桥承载能力检定方法的基础上进行了修订。该方式能够在评测的过程中对桥梁的缺损状况、自振频率以及材质强度等方面的影响进行综合考虑，提高了评定结果的客观性。但是该方式的应用仍有部分的不足，主要有以下几点：（1）通过回弹法、钻芯取样法以及超声回弹法等方式来判断构件材质的强度，其结果与实际的差异较大。（2）由于工程计算模型的尺寸、边界条件以及施工原因等，通过实测自身频率和理论计算频率的实测值来确定分项标度的时候，其结果与实际的差异相对较大。（3）其规程针对的主要都是钢筋混凝土桥梁，对于钢筋混凝土的组合结构还有许多地方未得到明确。（4）在评测过程中考虑到了耐久性的影响，因此其构件强度、钢筋锈蚀程度以及电阻率的测区等方面的真实性是否能够代表构件的情况还有待证实。
2.6基于原始指纹评定法
原始指纹指的就是在桥梁刚建成时，通过对桥梁进行细致的检测而得到的资料，可将检测的桥梁状态作桥梁的初始状态。在进行桥梁承载能力的评测时可以将桥梁的原始指纹作为其结构的参照标准，并且能够将原始指纹与检测的结果进行对比。采用该种方式要以参数随着时间的衰减模型为参考来判断桥梁的剩余承载能力。原始指纹评定法能够使其检测结果与桥梁的初始状态进行对比，以此来获得结构的损伤程度。其思路相对明确，在评定的过程中能够避免计算模型与实际差异的影响，能够保证计算结果的真实性。但是该方式的主要缺点就在于其初始状态的调查需要大量的精力来进行测评，并且其承载能力的检测参数衰减关系不明确。
3基于桥梁承载能力的加固设计措施
3.1加装钢板
在桥梁加固工程当中，将钢板加装在桥梁外能够大幅度的增加桥梁的抗承载能力，而且桥梁横截面也不会大量增加。目前这种加固方式并未得到广泛的应用，其主要原因还是钢板的加工工作难度较大，在加装的过程中需要一定的支护设备，在其投入使用后还要不断的进行钢板维修与保养。当前加装的钢板的主要方式是在桥梁表面进行玻璃钢的粘贴。这种方式由于其材料的弹性模量不能够满足混凝土的要求，因此在加固之后一旦受力就极易产生变形。因此只能够在应用于临时加固以及没有大客车通行的桥梁当中。
3.2加装钢筋
加装钢筋的方式就是在桥梁的表面进行二次钢筋加装，固定桥梁表面，从而达到在不增加桥梁自身的重量的前提下有效的提高桥梁的抗弯性。该方式通常不用于城市的桥梁加固工程中，主要是因为该种方法会对桥梁的外观造成一定的影响。
4结束语
在桥梁工程当中，其承载能力的测评以及加固设计是重要的组成部分。在进行桥梁工程加固设计过程中要对其影响承载能力的因素进行充分考虑，同时要选择合理的测评方式，这样才能够保证加固设计以及措施的合理性。
参考文献：
[1]赵魁魁.刘波.桥梁加固设计中桥梁承载能力检测评定技术的应用探析[J].建筑建材装饰,202_(19).[2]张劲泉.我国公路桥梁承载能力检测评定技术的现状与发展[C]//202_中外桥梁病害诊治大会.202_.
第三篇：水闸除险加固设计研究论文
摘要：特别在北方地区，出现的灌溉以及排涝等现象影响了交通的正常运行。近几年已经建立了多种水闸对水流量进行制约，在各个地区的经济变化上具有重要作用。但水闸在设计方式上，也存在着不同程度的损害现象，所以就要进行水闸除险加固设计。文章根据对水闸相关设计的研究，阐述几种水闸除险设计的有效方案。
关键词：水闸；除险；加固；设计
水闸在水力工程建设中已经广泛应用，随着我国在科技力量下的推动，水闸设计水平也得到较大提高。在设计水闸期间，要根据当地水力的生态变化、周围环境、水系变化以及自然条件的影响进行分析，然后在设计结构上实现创新设计，并保证在施工期间运行管理的稳定性，从而实现水力工程建设的新挑战。
1水闸设计
1.1结构设计
水闸工程在整个结构布置期间，水闸的中心线要与河道中心线保持在同一水平上。建筑物在建设期间，要保证合理、美观，并在整体设计上保证一定的成本效益和经济效益。不仅在结构形式上保持美观形式，闸孔以及宽度还要形成统一形式，从而实现水闸在运行期间的合理性。在水闸整个结构设计形式上，首先对闸顶高程进行设计。该高程主要为水闸门在上游闸墩顶部的高程设计。它不仅要考虑挡水现象，还要考虑泄水现象。在挡水期间，闸顶的高程一般低于水闸所在的正常蓄水水位。对于泄水，水闸顶部高程一般要保证低于水闸在洪水位上的设计。还要对底板高程进行设计，如果底板高程设计的比较高，在枯水期，就会影响河道流量。如果下游河床子在高程上没有一定变化，闸底板设计的太低就不会影响水闸流量，一般会增加闸墩以及闸门的高程。对水闸闸孔在总净宽以及孔数设计方式上，一般的水闸流态分为两种，一种是泄流期间水流由于不受阻，形成堰流现象；一种是泄流期间由于闸门的阻挡现象，出现孔流状况。所以，根据不同水位的设计要求，就应利用不同比值进行设计。
1.2消能防冲设计
因为影响池水力的因素条件比较多，实现的情况比较复杂，所以要控制消力池的变化因素，就要分析水闸在上游、下游之间的水位差、过闸流量宽度、下游水深以及孔数、宽度等因素。一般利用低流式消能设计[2]。首先，在设计形式上，应先考虑上游与下游的水位差、过闸期间的流量宽度等水力存在的条件，然后再控制消力池的池深度，底板厚度等相关组合。这样不仅能够增加调度期间的灵活性，还能保证一定安全性。
1.3防渗排水设计
由于闸基的上部为砾石层，下部的基石为已经风化的花岗岩，不仅受风力影响比较强烈，而且岩石质量也比较软弱，所以水闸地基处容易出现渗透等现象。为了防渗排水，在设计期间，首先在离闸室上游存在的钢筋混凝土加固防渗墙，然后在上游墙的两侧以及混凝土挡墙下设计高压旋喷防渗墙，并保证防渗效果的稳定性。而且，由于渗透压力的影响，所以应根据上水闸在地基上的深度以及渗透水力进行计算，从而保证渗透期间的稳定效果。
2水闸除险加固设计方案
2.1溢流坝除险
由于原来的水闸溢流坝的表层都会存在较强的混凝土，不仅不能满足一定的抗冻性，还产生一定的碳化深度。所以在溢流坝进行除险设计期间，应凿除一部分的混凝土。首先实现消能方式，在原溢流坝下游实现防冲措施时，要利用低流消能，一般在设计期间针对巨大洪水进行的。还要对堰型进行调整，因为消能方式与洪水产生的标准会不断变化，所以对溢流坝的堰面形状就要进行调整。这期间，应利用复核计算，由于该坝体中的基地应力不能实现一定的规范要求，所以就要利用计算方式将坝体基础下顺流方向的长度进行加长。对溢流坝结构进行设计期间，为了保证地基在承载力以及应力上的规范要求，为了对除险加固形式进行设计，就要对溢流坝的顺水流方向长度进行计算，使它能够满足一定的要求标准。特别在溢流坝基础，首先，应将原坝体的高程进行凿除，然后将已经凿除后的形成为新的浇筑坝体，最后将新的混凝土与原坝混凝土进行结合，并保证原坝体内的浆砌石以及基岩相互连接。在确定好溢流坝的前缘长度以及顺流方向长度期间，还要保证上游坝面的垂直现象，并加宽下游的坝基础，从而实现一定的灌溉要求。对于新浇筑的溢流坝，要保证体内混凝土在外包设计形式上具有一定厚度，将溢流坝的坝段进行分组、编号，并保证它在冲沙闸形式上的长度。溢流坝与冲沙闸之间还有用墙过渡开，如果在下游处设计了过河交通桥，在上游就不能设置交通桥。
2.2冲砂闸除险
对原拦河闸进行复核计算能够看出，冲沙闸原设计比较小，不仅在排砂形式上不能满足，汛期中产生的河水砂量比较大，在上游，还会出现比较严重的淤积现象以及河床抬高现象。而且，冲沙闸的金属结构以及相关的机电设备也不能满足相关要求，冲沙闸也不能实现消能防冲作用。冲沙闸在结构设计上，对于地基承载力以及应力比的设计要求，如果冲砂闸的垂直水流方向为13m，为了除险加固，就要对冲砂闸底板的水流方向长度设计为5m。闸底板一般利用原冲砂闸底板，首先应对原冲砂闸底板进行凿除，然后利用混凝土进行浇筑，并形成合理的冲砂闸底板。新浇筑的混凝土要保证与原有的浆砌石底板、基岩进行接触，并保证底板的浇筑厚度以及混凝土厚度。一般情况下，冲砂闸底板的高程与原冲砂闸底板高程以及河床低高程保持一致。由于冲砂闸孔数一般都保持不变，在孔的净宽以及水断面设计上，要保证在设计期间的相关设计标准，就要选择溢流坝在河道产生的水断面积。对于冲砂闸的闸门，一般为平板钢闸门，并利用手摇螺杆方式进行启动、关闭。冲砂闸的闸门在顶部一般分为两层，下层闸门是专门检修平台，能够实现人行通道。而上层闸门一般为开关相关设备平台，不仅能够对开关设备进行布置，还能检查出闸门的层高要求。
2.3进水闸除险
在原拦河闸实施复核计算形式上，如果出现较大洪水变化，原进水闸就不能保持正常运行形式，所以就要对进水闸进行增高。因为进水闸为金属结构，原进水闸在墩的厚度上根本不能满足该金属的相关结构。原进水闸在不断利用其间，经过长期间的运行，它表面的混凝土以及粗骨料都已经滑落，在闸墩以及闸墙上都出现混凝土裂缝现象。尽管利用水毁进行修复，但内部结构还无法消除。其次，混凝土本身就具有较大强度以及抗冻性，进水闸混凝土结构根本不能实现。所以在设计期间，就要对拆除掉进水闸的启闭机以及闸墩。进水闸的结构设计，为了使基地应力能够满足一定条件，实施的除险加固行为一般是增加水闸底部中水流的流向长度，首先将水闸底板进行凿除，然后增加混凝土的高程变化，在新形成的进水闸底板处，要保证石底板与基岩之间的接触形式，并保证底板的组合厚度。一般在进水闸顶部也设计两层平台，下层为人员检修平台，上层为开关设备平台。
3结论
实施除险加固设计主要能够保障原工程在建设期间实现安全性，并能够以最小的经济成本获得最大经济效益。所以在原工程建设中，不仅要做出该设计的深度研究，还要找出水闸在变化中存在的问题，对存在的问题进行解决，这样才能保障水闸除险加固行为的有效实施。
参考文献:
[1]毛新强.沩水水闸除险加固设计及研究[D].南昌大学,202_.[2]樊静.对病险水闸除险加固初步设计中一些问题的思考[J].新疆水利,202_,01:49-51.[3]姚久经.苏家吉水闸除险加固设计方案探讨[J].水利规划与设计,202_,06:97-99.[4]都兴洋,唐振华,孙利,常万军.抚顺市冷口子水闸除险加固设计[J].东北水利水电,202_,08:9-11.[5]白子昕.水库除险加固之水闸设计探究[J].水利技术监督,202_,02:50-51.
第四篇：刚架拱桥病害分析及加固设计研究论文
1工程概况
某刚架拱桥位于福建省一县进出城口，属国道上桥梁。桥全长59．6m，桥宽21m。上部结构:净跨3．0m钢筋混凝土矮肋板梁+净跨50m钢筋混凝土刚架拱+净跨3．0m钢筋混凝土矮肋板梁，主跨横向布设7片刚架拱片，拱片间距3．2m。桥面铺装连续，两侧桥头各一处简易伸缩缝。桥面系采用矢跨比为1/16、厚6cm的微弯板及现浇混凝土填平层。桥面宽度为3．35m(人行道)+14．3m(车行道)+3．35m(人行道)。下部结构采用钢筋混凝土组合式桥台。为配合道路改造工程，该桥将在桥面上直接加铺10cm沥青路面，同时业主要求该桥改造后能够满足公路－Ⅱ级、人群3．5kN/m2的荷载要求。但是该桥无设计和竣工资料，需要对桥梁进行整体进行详细的现状调查、分析后进行相应的处理。
2桥梁现状调查
2．1主要病害
1)桥面铺装存在大量横向裂缝、纵向裂缝;伸缩缝不平顺;人行道板、栏杆、路缘石多处破损缺失;桥面排水不畅、积水;桥头沉降造成搭板凹陷。
2)跨中拱顶附近存在较多裂缝，大小节点附近弦杆段存在个别裂缝，所检裂缝最大宽度测读值为0.25mm，未超过规范限值;拱肋有露筋锈蚀现象;部分拱肋局部存在孔洞、蜂窝麻面等表观病害。
3)微弯板存在开裂现象，主要集中于跨中附近，所检裂缝最大宽度测读值为0.73mm，超过规范限值;微弯板存在大量露筋锈蚀、裂缝、孔洞病害，严重的微弯板混凝土碎裂，导致桥面塌陷，详照片。
4)横系梁存在较多裂缝，车行道下部横系梁尤为严重，所检裂缝最大宽度测读值为0.72mm，超过规范限值。并有露筋锈蚀、混凝土表面蜂窝麻面、剥落现象。
5)下部结构盖梁受水侵蚀严重，有较多竖向裂缝，所检裂缝最大宽度测读值为0.35mm，超过规范限值。
2.2荷载试验
1)静载试验静载试验按公路－Ⅱ级(考虑10cm沥青铺装层)荷载等级进行，静载试验荷载效率为0.86～1.01;在各工况荷载作用下，控制截面应变校验系数在0.14～0.94之间，满足校验系数小于1.00的要求;所测测点的最大相对残余应变小于残余应变限值要求(20%);在各工况荷载作用下，各控制截面挠度校验系数在0.39～0.94之间，满足校验系数小于1.00的要求;所测测点中的主要测点相对残余变形基本满足的残余变形限值要求(限值20%)。
2)环境振动试验实测振动响应信号经试验模态分析，该桥竖向实测基频为5.00Hz，理论基频为3.07Hz，实测基频大于理论值，表明现状桥梁实际刚度较大。
3)桥梁承载力评定结果根据桥梁缺陷状况检测结果、材质状况与状态参数检测结果和荷载试验结果对桥梁承载能力进行核算，该桥承载能力不满足公路－Ⅱ级、人群3.5kN/m2(加铺10cm沥青铺装层)荷载等级的使用要求。
3结构计算分析
为了解桥梁结构提载后受力情况，本工程结构分析采用桥博3.0程序建立平面杆系模型分别对边拱肋和中拱肋进行计算。单片拱肋划分为70个单位，其中三角刚架区24个单位，桥面单元为46个单位，拱角采用完全固结，边支点采用竖向支撑，纵向滑动约束。
4病害原因分析
近几年该地区交通量急剧增加，该刚架拱桥经过长时间运营，构件混凝土的开裂呈普遍现象，裂缝的产生有着各种各样的原因，内部和外部不同原因的裂缝和不同类别的裂缝对结构的安全性和耐久性也有着不同的影响。
4.1微弯板
车轮荷载通过桥面铺装层作用于微弯板上，形成较为直接的受力构件，原设计的微弯板计算模型为将微弯板两端简化为弹性约束的变截面板进行承载力验算，该假定方法与实际受力状态相差甚大，且微弯板厚度仅设为60mm，因此大大降低了微弯板在实际工作中的可靠性。由于桥梁多年的使用，桥面铺装的破损，拱肋下挠、横向偏移等，均造成微弯板支座端偏位，严重者使得微弯板变成两端铰结的简支板，从而微弯板实际受力大大增加，超出设计范围，造成微弯板的破坏。本桥微弯板存在大量裂缝，且部分微弯板的塌陷，正是设计缺陷引起的。
4.2横向联系
刚架拱桥的结构内力分析是根据平面杆系理论进行的，基本采用弹性支撑连续梁的方法进行横向荷载分布分析，而后进行纵向桥梁内力分析。在实际工程应用中，往往很难模拟横向联系的实际受力状况，导致结构内力计算失真。弹性支撑连续梁法需要结构必须有足够的横向连接刚度，横向连接刚度是通过横系梁、桥面铺装层及微弯板进行连接，而这种连接通过多年刚架桥的使用可知，其刚度较弱。由于先天横向刚度的不足，桥梁使用一段时间后，横系梁逐渐出现开裂现象，横系梁的开裂弱化了横向刚度，出现更严重的裂缝，其裂缝基本形态为竖向贯通缝或斜向裂缝。同时在汽车荷载作用下出现振动现象，也使得横向连接减弱，导致刚度降低。同时微弯板的侧向水平推力作用也使得横系梁处于横向受拉，对横系梁产生不利作用。因此，由于刚架拱的先天不足，导致桥梁过早的出现不同程度的病害，病害又导致桥梁横向刚度降低，而刚度的降低加剧了构件的损伤、损坏，周而复始，造成桥梁使用年限大大缩短。
4.3拱肋
根据桥涵通用设计规范，进行恒载、汽车荷载、温度荷载等组合，经结构分析可知，拱顶、拱角最大抗力不满足内力需求;跨中、拱腿(与大节点连接处)、拱角、弦杆(与大节点连接处)等部分部位裂缝宽度大大超出规范的最大要求。同时，根据桥梁检测报告可知，拱肋混凝土质量表观差，表面粗糙、不平、局部蜂窝麻面;大小节点部位配筋不合理，缺乏必要的构造抗拉钢筋。因此，在桥梁使用过程在大小节点部位出现不规则裂缝，影响桥梁的结构承载力和耐久性。
5加固对策及验算
5.1加固对策
根据检测结果及上述病害分析，提出了主要处理措施，如下:
1)对拱肋跨中两侧各10m的范围内，拱肋下缘粘贴U型钢板，加配U型压条，粘贴钢板采用环氧树脂化学灌浆湿式外包钢法施工。
2)大、小节点受力复杂，两侧粘贴整体大钢板，在横系梁处断开，方便安装，粘贴整体钢板采用环氧树脂化学灌浆湿式外包钢法施工。
3)将拱腿全部和斜撑根部2.5m段外包混凝土加大截面;拱腿顶面、侧面增加混凝土厚度15cm;在拱脚2.5m段区域内，将拱腿和斜腿连成整体。在拱脚新增截面上加强抗弯受力钢筋，并将新增截面的连接钢筋植入原结构，以保证新增截面能与原结构共同受力。拱腿新增截面纵向钢筋与大节点钢板焊接连接，并将该部分混凝土过渡平顺。
4)对横系梁下表面粘贴钢板条加固，侧面上缘粘贴钢板，在拱肋处植入螺杆连接，增强横向刚度。
5)拱肋弦杆上缘出现较多裂缝，计算也发现该部分结构承载能力富余量较小甚至不足，为此采用在靠近弦杆上缘粘贴钢板条方法加固弦杆。
6)若配合整条路线改造，直接在桥面加铺10cm沥青混凝土，桥梁上将增加共250吨恒荷载，考虑原设计资料缺失，无法判定原基础承载力富裕度，应考虑尽量不增加旧桥恒载;同时，根据检测报告可以看出，微弯板及加劲肋存在较多裂缝，通过计算，原微弯板不满足荷载要求。因此，考虑采用将原桥面铺装层铣剖掉2cm的磨耗层，绑扎钢筋铺设8cm厚C40聚丙烯纤维混凝土铺装层，使得新增钢筋混凝土与原桥面板形成组合受力结构，共同承载受力;同时，对微弯板表观病害进行维修处理，采用压力注胶封闭裂缝、钢筋除锈、聚合物砂浆恢复保护层等措施。再者在桥梁铺装6cm沥青混凝土，桥两端与整体路线平滑过渡。既解决了桥面板承载不足的问题，同时又使得旧桥恒载增加不多。
7)对所有宽度大于0.15mm的裂缝进行灌浆处理，灌浆胶采用优质A级环氧灌缝胶。对所有宽度小于0.15mm的裂缝，无论缝宽大小，在进行裂缝的灌浆过程中一并封闭。
5.2加固验算
1)计算参数
验算按照JTGD60－202_要求进行，汽车荷载采用公路Ⅱ级荷载标准，人群荷载3.5kN/m2。桥面铺装二期恒载为原混凝土铺装层铣剖2cm磨耗层，加铺8cmC40钢筋混凝土铺装层，其上加铺6cm沥青混凝土铺装层。混凝土强度按检测报告实测结果，恒载按改造后使用需要计取。对拱肋、弦杆、及大小节点节点处粘贴钢板的单元将钢板等效为钢筋加入单元截面，等效计算考虑0.9的应力滞后效应。
2)拱肋挠度计算结果
挠度计算结果如所示，计算结果表明，加固措施对桥梁的刚度有大大改善。3)拱肋控制截面强度计算结果经验算现有的桥梁结构跨中强度基本能满足承载能力极限状态要求;拱腿大节点处、拱脚、斜腿脚及弦杆大节点处裂缝宽度不能满足正常使用极限状态要求。比较加固前后的计算结果，对桥梁的薄弱环节进行加强，提高了强度要求，减小裂缝宽度，增加了安全储备，达到了加固效果。边拱肋、中拱肋控制截面强度计算结果如所示;边拱肋、中拱肋控制截面裂缝计算结果如所示。路面加铺沥青混凝土提载后，经加固后桥梁拱肋各截面承载力、裂缝宽度要求等均能满足，并且有较大的富余度。
6结语
本文针对某刚架拱桥的病害特点，结合目前诸多刚架拱桥的病害特点及加固处理经验，进行本桥的病害分析和内力计算分析，找出该桥主要问题所在，提出提载后有效的加固处理措施，最后通过加固验算，加固后桥梁大大提高了承载能力，满足业主单位使用要求。
作者:郑瑞生 詹德勇 黄婷婷 单位:福建省建筑科学研究院 福建省绿色建筑技术重点实验室
第五篇：深基坑加固改造工程施工研究论文
摘要：深基坑加固是指保证地下结构施工与基坑周边环境安全的重要施工措施，以提升建筑工程施工质量与安全为前提。文章从锚杆加固、沙土回填、人工挖孔等多方面，对既有深基坑加固改造工程施工进行了分析，对推动我国建筑行业发展具有重要作用。
关键词：建筑工程；深基坑；加固；改造
在建筑工程施工的过程中，深基坑加固是其中最为关键的环节，为了对施工环境周边以及地下结构的安全进行保障，必须要合理安排深基坑加固。
1工程概况
某市中心工程，总面积为22508m2，建筑物分别包含主楼、商场两部分，基坑底绝对标高是23.570～26.051m，基坑深度周围土层分别是粉土填土层、粘质粉土、中砂以及砂质粉土，其中砂质粉土为持力层。此工程基坑开挖是原项目基坑支护结构，并于202_年停工，现今对其进行加固改造。
2深基坑加固改造检测
在进行深基坑加固改造施工之前，必须要实施鉴定，使其能够符合改造标准，才能保证建筑物日后的使用安全。鉴定内容：①不可抗因素。施工中面临的不可抗因素主要包含了泥石流、山体滑坡、洪涝等自然灾害。对于这一类灾害的预防需要通过搬迁来解决，短时间内无法完成搬迁的建筑物可以采取相应的灾害预防建议；②灾害预防水平。面对地震、爆炸等自然灾害时必须要有一定的预防能力，鉴定人员要根据相应的标准对各个方面进行评定，计算评定值，从而了解建筑面对自然灾害时的抵抗能力；③结构承载力。对结构承载力进行鉴定时，可以通过材料强度特征值等储备进行评定，以此提升结构的稳定性。只有保证了基坑各项数据与要求相符，才能落实接下来的加固改造施工，提升深基坑结构承载力与变形抵抗力，从而增强建筑整体结构的稳定性。
3既有深基坑加固改造设计与施工
3.1锚杆加固
新设计的基坑在原来的基础上扩大面积，破除原基坑中局部破损部位，在原基坑的南部与西部-8～-12m部位保证原结构不变。基坑中部该位置将原支护土钉墙破除，重新进行锚喷支护，将下部-12m以下完全破除，并运用桩锚支护。基坑北部的边坡需要重新增加一个新的锚杆进行加固，而支护体系仍保持不变。其余东部与南部基坑因为在影响范围以外，所以可以运用桩锚支护。
3.2沙土回填
在拆除原土钉墙之前，需要进行基坑回填，将土方回填至与拆除顶标高平齐部位，逐步分层依次回填。另外在加固改造中，降低土台高度，并按照级别将土钉和锚杆拆除，拆除的时间间隔保证在4h以内。施工人员在施工的同时要对锚杆应力释放所形成的影响加以注意，将释放锚杆应力、新锚杆植入同时操作，悬挂钢筋网片并喷射混凝土。这时土钉墙若已经拆除到与顶标高平齐，那么即可停止拆除，对地面进行清理。测量人员对改造部分进行测量并放线，为之后的护坡桩施工提供准备工作，在换填新土约为4m深度时，将土体压实并打桩。
3.3人工挖孔
由于原基坑中的南部存有一些旧锚杆，导致旋钻机无法操作，这时便可以运用人为挖孔的方式，先使用小钢锯将其拆除，人工挖孔至10m左右时，进行沙土回填，运用旋钻机设计挖孔深度。但是人工挖孔存在很大的风险性，也是一项分项工程，必须事先论证。例如正式施工前准备好所有防护工具，并对孔内的气体进行通风检测，挖桩时不能连续挖，要采取挑挖的方式。在钻孔时，如果混凝土压实之后出现钢筋笼灌注桩堵塞的问题，那么要即刻将堵塞部分拆除，将该部分混凝土进行清理之后重新放回原位置。但是需要注意的是，这一操作必须要在短时间内完成，如果处理难度系数较大，时间增加便会提高混凝土强度，使其无法重新插回设计深度中。另外，锚杆钻孔时如果存有不明障碍物，便会对成孔造成阻碍，进一步降低锚杆插入的深度。可以降低锚固长度与锚固力，从而满足成孔要求。
3.4处理渗水
在基坑开挖之后，发现帷幕的局部出现渗水现象，导致个别桩间没有全部咬合，经过分析可能是以下原因导致：①砂层与粘土层二者之间的旋喷桩所形成的旋喷效果不统一，导致局部旋喷桩和护坡桩临边处没有完全咬合；②旋喷桩和护坡桩在开挖初始阶段的变形缺乏协调性，导致临界处留有细微的裂缝；③局部旋喷桩槽内施工中，因为旋喷桩的施工角度问题，导致和护坡桩之间没有完全咬合。必须要确定造成渗水的主要原因，根据渗水量大小对其进行解决。该基坑加固工程的渗水量比较小，对局部进行处理之后并没有对整体基坑加固结构造成影响，所以也没有对其他环节的结构施工造成严重的影响。
4既有深基坑加固改造施工建议
4.1深基坑变形
在深基坑加固施工过程中，必须要对基坑变形进行考虑，可以运用杆系有限元法对深基坑相关系数进行计算。通过所得数据合理设计基坑边坡，以免出现变形对基坑结构造成影响。计算之前，结合加固与挖土支撑的实际状况、地基土水平方向校正基床系数Kh。
4.2深基坑保护
深基坑加固时，如果运用常规的加固方式和施工参数，那么深基坑只有在各个施工迅速的前提下,方可实现旋喷桩的一级保护；降水、搅拌桩、注浆才能得到二级保护；如果施工速度比较慢，且各个施工环节之间的间隔比较长，那么搅拌桩、旋喷桩可以得到二级保护，降水、注浆可进行三级保护。
4.3加固方案
深基坑加固时所运用的方法不同，那么加固效果、经济效益也不同。为了对深基坑施工质量与结构安全性等进行保证，可以通过对基坑保护等级、施工时间的合理考虑，选择与其相适应的加固方案，以免加固方案选择不当影响加固效果、建筑工程的经济效益。
5结束语
深基坑加固改造是对地下施工结构与周边环境安全进行保证的重要举措，然而因为当前阶段一些工程施工中面临基坑与现行要求不符的现象，所以不得不进行加固改造。为了对深基坑结构质量、安全进行保证，施工人员必须要结合工程实际情况，从锚杆加固、沙土回填、人工挖孔等多个方面，合理安排深基坑加固改造施工。只有这样才能对建筑工程中地下结构安全性进行保证，并为其带来经济、社会效益。
参考文献：
[1]吴杏弟,卜昌富,董鸽.既有航站楼连廊下狭长型相邻深基坑同步施工关键技术[J].建筑施工,202_,(3):257-259.[2]王凯君,白宇.土木工程中的深基坑施工技术[J].住宅与房地产,202_,(3):210.[3]李湛,滕延京,李钦锐,等.既有建筑加固工程的微型桩技术[J].土木工程学报,202_,(S2):197-201.
鲁公网安备37028302000876号