加固设计论文十篇

加固设计论文篇1

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

一般研究桥梁结构损伤程度的校验系数是基于挂梁与主跨相邻35m工字梁作为一个整体的基础上进行考虑。本次复核认为:挂梁作为一个单独结构放置于两侧斜拉桥框架上，结构上可视为独立的简支梁受力。因此，在计算校验系数时，按简支梁考虑扣除两端位移后，以跨中与两端支座间相对位移进行考虑，这样可更真实地反映挂孔的工作状况。综上所述:(1)斜拉桥主塔、拉索及纵梁满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》中“校验系数小于1”的要求，视为工作状态尚可，不考虑加固。(2)斜拉桥挂梁校验系数为2.71和3.11，严重超出《公路桥梁承载能力检测评定规程》中“校验系数小于1”的要求，结构刚度严重不满足设计要求，本复算认为挂孔工字梁工作状况远比理论状况差。根据损伤判断，损伤系数约为0.32，显示挂梁部分的四片主梁损伤均比较严重，刚度较差，且整体性较差，加固方案采用全部更换方案。(3)复算中第一、二跨工字梁基本满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》中“校验系数小于1”的要求，且考虑检测报告中未发现该跨工字梁有相应的明显病害，故认为工字梁实际状况要好于理论状况，结构刚度满足设计要求，不考虑加固。

3.1加固设计

基于复核计算结果及检测报告，考虑到结构的安全性，宜适当降低加固标准，故加固的目标是维持原汽车－20级、挂车－100的荷载标准。根据该桥梁交通量、使用要求及结构受力情况，遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护并满足结构强度、刚度、耐久性、适用性的要求，进行本次维修加固设计。另外从美观的角度出发，维修设计时尽量做到维修后结构外观与原结构和谐一致。

3．2斜拉桥加固设计

(1)由于原挂梁工作状况较差，考虑拆除原挂孔混凝土工字梁，重新架设钢箱梁，增强挂梁的整体受荷情况，以及改善挂梁整体刚度，减轻自重，缓解恶化速度。采用钢箱梁挂梁替换现有的4片工字梁，复建原有的人行道板及栏杆，以及更换原挂梁端伸缩缝。(2)考虑到边跨工字梁工作状态尚可，仅对工字梁中出现的裂缝进行封闭或灌注处理。(3)鉴于斜拉索于2008年进行了更换，若更换挂梁时发现斜拉索锈蚀较严重则更换斜拉索，若斜拉索工作状态良好则不进行更换。

3．3钢箱梁结构设计

斜拉桥挂梁采用钢箱梁。钢箱梁顶面设置钢纤维混凝土现浇层，厚15cm(含顶板厚)。主桥挂梁为一孔34m简支钢箱梁。钢箱梁顶宽12.0m，底宽9.66m，悬臂长1.2m，箱梁外腹板处梁体净高2.2m(外轮廓尺寸)。箱梁为单箱三室结构，边、中腹板为直腹板。钢箱梁通过腹板变高形成顶板双向2%横坡，底板横向水平设置。钢箱梁主要由顶板、底板、腹板及各自的加劲肋组成，在钢箱梁中每2m设一道纵向横隔板，强横隔板和弱横隔板交错设置，以保证箱梁的整体作用。桥面板采用正交异性板，箱梁顶板纵肋为闭合截面的U形肋，肋厚6mm，肋距400mm。底板纵肋为板肋，肋厚12mm，肋距400mm，牛腿横梁内对应纵肋处设置板肋，厚16mm。箱梁腹板厚18mm，翼板顶板厚度等厚12mm，顶厚16mm。箱梁底板厚在跨中28.814m范围内为20mm，在牛腿横梁内局部加厚到22mm。底板、顶板不同板厚对接时厚度的变化都在箱外侧进行，保持箱内侧平顺。箱体及分块节段间连接全部采用焊接。为了保证桥梁的平整，钢箱梁应向上设置预拱度，具体预拱度值施工交底时提供。

4结语

加固设计论文篇2

(1)积雪引起的压强取0．50kN/m2，由于大风造成的压强取0．50kN/m2;(2)恒荷载数值应以厂房实际工作情况确定;(3)屋顶积雪分布系数按照设计规范中给出的系数适当提高，以项目所在地的积雪分布荷载为基础，该项目取2～4，承重钢件的重要性系数取1．1;(4)计算檩条过程中，积雪荷载取值可参照本次雪灾的积雪分布规律进行计算;(5)未受损的部件和各部件连接处也可能受损，加固设计中也应考虑这部分因素;(6)加固方案应保证实际工作方便，可操作，减少加固工程对正常生产运行的影响;(7)加固过程中应保证生产安全、方案合理可行;(8)根据实际情况，可将修复、加固工作分阶段实施操作。

2钢架加固

2．1加固设计方案

按照上述工程实例情况，基于目前加固设计标准和操作规范，结合事故检测报告中提及的问题进行分析，本文设计了2种钢架加固方案，进行筛选。方案一:通常厂房荷载计算只选取恒荷载，一般为50年最大风雪荷载量进行计算。这种方案计算所得的轻钢厂房强度并不能满足实际工作需求，也不能达到设计标准。为解决上述问题，本方案对承重梁进行加腋处理，以缓解焊接重量，柱翼缘选择对称焊接，以提高承载能力。该方案所需焊接工作量大，对生产过程的影响也大。方案二:对上述工程实测数据分析可知，厂房悬挂荷载较低，钢架所承受恒荷载为0．3kpa。按照上述数据可知，轻钢厂房外部构件稳定性不达标，在柱翼缘处加入刚性系杆，以缓解这一问题。该加固方案工作量较少，对厂房内部设备生产运行影响也小。对厂房实际工作情况进行分析，在厂房运行过程中不能有灰尘产生，两种方案进行对比分析，选取方案二进行加固处理。

2．2荷载取值范围

在计算过程中确定荷载取值范围，选择轻钢结构设计可以按照相关设计规范选取合理数值。通常情况，雪压、风压选取50年内最大值，本工程分别选取0．5kpa和0．55kpa;恒荷载量取0．3kpa，悬挂荷载量取0．1kpa;房屋自重计算得0．2kpa。按照上述荷载取值范围进行核算，该数值是按照单向刚接计算所得，而实际工作中是双向刚接，应对上述数据进行处理。根据上述数据可见，轻钢结构中主要存在超负荷工作现象，大部分钢架外部稳定应力超过承受限值。经分析可知，保证钢架柱稳定应力不超过1，面部长度应取5．5米进行计算。此外，钢架梁所承受的应力也超极限运行，要保证稳定性达标，面外长度应取3米进行计算。

2．3刚架结构的加固

如图2所示，刚架结果加固处理即在柱间设置刚性系杆，以降低轴面外部的长度，设计规范中规定，面积应小于5．5m2，该工程计算0．9m×5．85m=5．25m2，符合规范条件。

3维护结构的加固设计

3．1檩条的加固设计

在对檩条进行加固设计中，应首先确定檀条部分的荷载数值。参考本次雪灾积雪分布规律进行计算。在进行加固处理时，应轻轻揭开厂房外顶板，为确保厂房能够正常运行，厂房内部环境不受影响，应将厂房内顶板留于厂房顶部，为缓解承载应力作用，应增加檩条数量。檩条加固设计时应结合实际积雪荷载量和分布范围，选择最为经济合理的檩条位置和数量进行加固设计。积雪较少的位置处檩条可以不改变布设位置，在原檩条位置加设2．5毫米厚的C状檀条;在积雪符合较大的区域，在原檩条处加设3毫米厚的C状檀条，加设的C状檀条高度应与原檀条保持一致;在积雪最严重的区域，可利用25a热轧槽或者H型钢檩条焊接到原檀条位置，对受损部位进行焊接修复处理，以加强原檩条的承载能力。

3．2其他结构的加固设计

屋面支撑材料的加固应遵循设计规范中规定的设计方法进行设计，加设刚性系杆以提高屋面整体的承载能力，同时，设计者还应考虑实际加固施工的可操作性，选取最方便可行的设计方案。墙梁加固设计中，可在需要加固的墙梁部位增设一道墙。悬挂梁加固时应在连接处加设刚性系杆，以增强梁的承载力。雨篷加固，可将槽钢焊接在横梁上，增大衡量的抗扭强度。

4结束语

加固设计论文篇3

1．1有效延长建筑的使用时间

使用寿命在房屋建筑工程中是一个非常重要的问题，多数房屋在使用过程中因为受到使用功能的改变、火灾、地基不均匀沉降、超载等不同因素的影响，寿命缩短的很严重，而结构加固技术的使用正好可以有效延长建筑的使用时间。

1．2增强房屋建筑耐久性

房屋建筑在使用过程中，因为受到多种因素的影响，其耐久性受到了严重的影响，结构加固技术的使用可以从结构上使建筑物耐久性得到加大。

1．3提高房屋建筑抗震性

作为一种自然灾害，地震的发生为社会发生造成了严重影响，近年来我国地震频现，因此在房屋建筑使用过程中应该对抗震性给予充分重视，结构加固技术的使用可以使既有房屋建筑稳定性得到大大加强，有效提高建筑的抗震能力，进而更好的与现代社会发展的需要相适应。

2我国房屋建筑施工加固设计的使用现状

2．1房屋建筑施工加固技术体制不合理

目前我国的施工技术与管理方式比较粗放，同时密集化与专业化的程度也不高，尚未形成相应的技术创新体系。在房屋建筑施工过程中应该在技术人才培养机制上进行不断的创新，同时对房屋建筑施工技术体系进行不断的完善与创新，进行体系建设。正因为房屋建筑行业存在一定的特殊性，因此不能完全依靠传统体制，这样会使产业升级技术的更新换代受到影响，或者产业升级速度太慢等问题的存在都会对市场创新受到影响，加上房屋建筑施工技术在创新上存在一定的滞后性，需要进行大量的创新实践和运用，这样才能对施工进度与施工质量进行有效保证。值得一提的是，建筑施工技术创新很容易会不适应实际的市场需求，加上一些新的技术成果容易受到相关政策的影响，进而不能及时进入到建筑施工之中。

2．2建筑施工技术与理念非常落后

科学的理论与正确的理念是行动的先导，在建筑行业中也是如此，企业领导、项目负责人以及施工人员在工作中都离不开科学的理论与正确的思想作指导。从目前房屋建筑施工中来看，很多企业领导者、项目负责人不重视施工技术、材料的创新性，严重忽视了施工过程中的创新理念，在这种情况下，整个工程建设在设计与施工过程中始终沿用着传统的思路，不重视引进先进的理念与技术，在理念与施工上不能与时代要求相适应。施工企业严重忽视了建筑技术在创新工作上的重要性，以上这些因素是造成房屋建筑创新性缺乏的重要原因。

3房屋建筑工程中经常使用的几种加固设计技术

3．1粘贴钢板加固技术

这项技术在建筑加工施工中十分常见，这项技术的优点主要在于加固施工的时间比较短、钢筋混凝土结构不需要加湿、外观损害比较少等，因此不能对建筑物的正常使用造成影响。但是因为加固技术的效果主要由建筑结构胶的质量所决定，所以粘合的材料与施工水平都会随建筑物的加固效果产生影响。因此一般来说这种技术经常在钢筋混凝土构件薄弱部位以及受拉区的静态固件中使用。

3．2增补受拉钢筋技术

这项技术主要是指在房屋建筑主体结构中一些受力集中的地区，使受拉钢筋得到增加，利用这种方法对梁体结构的承载力水平进行改善。在这样的过程中，增补钢筋和既有梁体结构之间的连接可以利用全焊接与半焊接等方式来实现。在二者连接的过程中，可以与实际情况相结合，在干法外包与湿法外包两种方式之间进行灵活的选择。

3．3外包型钢加固技术

这项技术主要是指用型钢外包在钢筋混凝土结构的四角上，这样一来原来的结构构件的承载能力就会得到大大的提高。这种技术主要可以分为干式与湿式两种外包方法，一般来说湿式外包型钢法比较常用，这种方法可以使结构承载力得到有效提高。外包型钢法的受力非常可靠，同时施工方法也非常简单，但是需要用到的钢材量非常大，同时加固施工的成本也非常高，因此，一般房屋建筑的加固不会使用这种方法，而选择将这种技术用在建筑物梁、柱等位置上。

3．4碳纤维加固技术

这项技术主要是指通过树脂胶结合擦聊将碳纤维板粘贴在结构的表面上，通过这种方式促进结构承载力得到提高，这种技术的优点主要在于它的强度比较高、材料的重量比较小，在使用过程中不需要对材料腐蚀等问题进行考虑，此外适用的领域也非常广，施工材料价格比较低，因此成为现代结构加固设计中比较常用的一种加固技术。但是因为这种技术的耐高温性能并不强，一般来说要求在温度环境60℃以内使用，否则就需要采取一些保护性的措施。

3．5预应力加固技术

这项技术主要是指利用施加预应力的钢绞线、钢拉杆等对结构构件承载力进行提高，它是一种集加固、卸载以及改变结构受力于一身的加固方法。因为受到荷载与预应力的双重作用，使拉杆出现了轴向拉力预应力偏心受压的情况，在这种情况下构件的抗弯能力得到了增加，同时外荷载效应得到了减少，最终使结构受弯变形的程度得到了有效控制，同时也大大提高了构件斜截面的承载力。这种技术的缺点在于在加固施工过程中需要专门的施工机具设备与工序，并要求在60℃以内的温度环境中应用，否则就需要采取一些保护性的措施。

4结语

加固设计论文篇4

关键词：水库特点; 除险加固; 设计; 主要问题; 对策；

中图分类号：TV697 文献标识码：A 文章编号：

一 我国水库病害特点

我国绝大多数水库修建于20 世纪50―70 年代， 限于当时的技术水平和经济能力，工程质量总体偏差，又以灌溉和防洪为主要功能， 主要发挥社会效益， 长期以来正常维护或更新投入不足， 对于存在的病害未能及时处理，往往“积劳成疾”形成病险水库。

1.1水库除险加固的特点

水库除险加固工程设计是从根本解决水库安全隐患问题的一个关键环节，有着自身的特点，主要有以下几个方面：

1.1.1 除险加固工程设计深度

水库除险加固工程分为安全鉴定、初步设计及技设阶段，要求设计报告书应达到相应设计阶段的深度。

1.1.2 除险加固工程设计内容水库除险加固工程设计包括如下内容：水文水利计算、工程地质、工程加固设计、其他项目设计、工程管理、施工组织设计、投资概算等七大部分，其中：水文水利计算、工程加固设计是主要部分，工程加固设计主要是对大坝工程、溢洪道两大件的加固设计。

1.2 水库加固设计中需注意的问题

当前，水库除险加固设计中存在一些问题，这其中既涉及到设计自身方面也有其他外在因素方面。分水文水利计算、工程加固设计主要部分进行剖析。

1.2.1 水文水利计算

水库除险加固工程―般都缺乏实测的水文气象资料，采用推理公式法或综合单位线法计算洪水，成果基本符合要求，但常发现部份水库的设计洪水偏大，使得调洪后的水库设计洪水位、校核洪水位偏高，或在相应溢洪下泄流量偏大，进而造成工程除险加固的投资加大。造成上述问题的原因是在查读暴雨参数、地形参数后取值偏大；或者来自宁大忽小的思想影响。建议在今后其他的水库除险加固工程设计中对暴雨参数、地形参数做到合理的读取，要重视―些地区流域相互平衡，或利用―些经验公式进行对比计算，选取合理的参数，得到相对合理的成果。

1.2.2 工程加固设计

大坝工程加固设计。大坝工程加固设计一般包括：大坝高度复核、大坝浸润线计算、大坝稳定分析计算、除险加固措施等设计内容。主要还存在如下一些问题：①上游砼护坡厚度小于120mm，铺设防冻垫层厚度小于500mm，冻涨现象严重；②个别项目所提交土坝的浸润线成果存在不合理问题，有些报告没有稳定性计算；③浸润线很低且下游无水情况下，不是选用贴坡排水方案，却采用棱体排水，使得投资增大；选用排水棱体方案时，断面出现偏大现象；④在坝体防渗处理设计方面，存在复合土工膜与劈裂灌浆重复使用的现象；未弄清工程渗漏的原因、部位或缺乏地质勘探资料的情况下，就对坝基、坝身、坝肩一起进行灌浆防渗，导致花费了投资，但不一定能解决问题。

2)溢洪道加固设计。溢洪道的主要尺寸是根据调洪成果、水面线计算、消能工计算、结构计算而选定的。审核中发现溢洪道尺寸的确定还存在随意性，具体有如下几个方面：①在确定溢洪道尺寸时，很少有详细的方案比较，导致工程项目的规模与溢洪道尺寸大小不匹配；②进行凋洪演算时，未合理处理好溢洪道尺寸与水库水位的对应关系，出现了溢洪道宽度过小而坝顶高程增加过大的不合理现象；③溢洪道的底板和侧墙断面偏大，溢洪道侧墙高度偏于保守，有优化的余地；④个别项目缺少消力池的水力计算和溢洪道的消能工设计成果。

二 提高加固设计质量的对策

1. 加强基本资料的收集及分析论证。由于有些水库管理体制不健全，基本资料残缺不全，加上水库建成时间长，水库资料可能存在较大偏差，甚至有的资料前后矛盾，这就需要加强水库原始资料的收集和整理工作，并对基本资料进行分析论证，确认其准确性和可靠性。

2. 加大病险水库检查、检测手段等。对于病险水库原始建设资料缺失和运行管理资料较少的情况，以及水下建筑物难以进行现场检查的部位，需要加大地质勘测工作和改善检测方法，提高病险水库诊断技术，对情况不明的建筑物做全面的检查和检测。

3. 加强地质勘察工作。地质勘察是水利工程进行可行性及合理性分析论证的基础，是对病险水库加固进行安全评价和设计工作的重要依据。① 加大地质勘察工作的投资和投入，延长地质勘察工作周期，全面准确了解区域地质以及库区近岸岸坡稳定等情况，确保地质勘察成果与实际情况相符，且具有足够的精度。② 合理布置工程地质勘探点，增加钻孔和钻孔深度，掌握更多地质资料，全面准确了解水库大坝各建筑物结构和物理参数等基本情况。③ 对于运用较少的水工建筑物，也要进行全面的地质勘查工作。

4. 加强水库工程任务的论证。根据病险水库实际情况和水库所在地区远期发展规划，在病险水库除险加固设计中，不仅要对水库现状险情进行论述，对防洪标准进行复核，而且对于病险水库正常蓄水位和汛限水位要重新分析论证和选择，对水库工程任务进行论证。

5. 提高设计方案科学性。全面了解病险水库病险情况，从水库规模、功能上对加固水库进行具体分析，设计、施工方案要在深入研究水库运行调度等情况下，考虑进行可行性和合理性论证比选。要加强推广新技术、新材料，尤其是综合治理技术。① 全面了解水库运行及地方上对于水库运行调度的要求，设计、施工方案要充分考虑地方上对水库加固中供水及灌溉的依赖性，然后进行设计方案可行性和合理性比选论证，使水库加固设计、施工方案兼顾地方上的要求，减少施工中不必要的设计变更。② 在水库加固中要充分考虑水库防洪、大坝渗漏等险情解除之后水库大坝结构安全问题。③ 在大坝加固中，与大坝结构安全相关地方，要充分考虑施工条件及方案对大坝结构安全的影响，必要时要对大坝结构进行稳定计算复核。④要全面考虑与金属结构相关的建筑物情况，特别是与金属结构相关的水下建筑物加固及金属结构更换安装的条件。⑤ 水库加固设计、施工规模与技术要与地方上施工和监理等技术力量相符。⑥ 水库安全监测设施设计方案要结合病险水库运行管理现状，使水库安全监测设施和水库管理运行实际情况相适应。

6. 加强与水库管理单位的沟通。对病险水库进行加固设计，不仅要考虑消除病险水库险情，还要考虑水库加固之后能否有利工程运行管理和水库效益发挥等问题。要使水库加固消除病险水库险情的同时，还能够方便加固后的运行管理，或者增加一些必要的工程措施使有利于管理单位能够更好、更安全方便地管理，充分发挥水库的效益。

7. 加强病险水库加固后的技术支持。水库管理运行是一个长期、持续的过程，水库病险是一个发展的过程，因此要以动态变化发展的眼光和理念对病险水库进行加固。① 全面做好病险水库除险加固完成后的运行管理调度，对水库运行管理相关的工程措施及设计方案，设计单位要及时进行交底，特殊情况下还要进行必要的培训工作。如对病险水库的安全监测设施，在完成安装调试的同时，还要对水库管理人员进行设施运行培训工作，使水库管理人员能够有效地对水库运行状况进行监测，充分发挥安全监测设施的作用。② 设计单位要和运行管理部门建立良好的合作关系，为加固水库提供技术支撑和后续的服务工作，保证病险水库长期地安全运行和稳定地发挥效益。

结束语：

我国病险水库数量多， 险情复杂，严重威胁公共安全。为适应经济社会发展的需要，由各级政府组织对病害严重的病险水库进行全面加固是必要的。病险水库加固设计专业性强，对设计人员专业要求很高。本文分析了我国病险水库的病害特点，提出加固设计的主要内容和设计中应注意的一些问题，以供病险水库除险加固设计借鉴。

参考文献：

［1］ 严祖文，魏迎奇，张国栋． 病险水库加固现状分析及对策［J］． 水利水电技术，2010，41( 10) ．

加固设计论文篇5

关键词：ABAQUS 排水固结 数值模拟

中图分类号： TU47 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

ABAQUS是国际上功能强大的大型通用有限元软件，其拥有能够真实反映土体性状的本构模型，能够进行有效应力和孔压的计算，具有强大的接触面处理功能来模拟土与结构之间的滑移等现象，具备处理填土或开挖等岩土工程中的特定问题的能力，可以灵活、准确的建立初始应力状态，对岩土工程有很强的适应性。本文结合工程案例，通过对比分析、验证得出abaqus在排水固结地基处理中的数值模拟具有较高的准确度，可用于实际的设计、检算。

二、排水固结地基处理原理及理论计算

1、排水固结地基处理原理

排水固结法是处理软黏土地基的有效方法之一。该法的基本原理是对天然地基、或先在地基中设置砂井、塑料排水带等竖向排水井，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载，或在建筑物建造以前，在场地先行加载预压，使得饱和软黏土地基在荷载作用下，土体中的孔隙水被排出，孔隙体积减小，地基发生固结变形，同时随着超静水压力逐渐消散，有效应力逐渐提高，地基土的强度得到增长。

2、排水固结地基处理中地基固结度理论计算

固结度的计算是竖井地基设计中一个很重要的内容。因为知道各级荷载下不同时间的固结度，就可以推算地基土强度的增长，从而可进行各级荷载下地基的稳定性分析，并确定相应的加载计划。已知固结度，就可推算加荷预压期间地基的沉降量，以便确定预压的期限。

由于砂井地基固结问题求解是土力学中的一个经典问题，已经有一些理论解答，因此本文采用Hansbo理论解结果与Abaqus解对照分析。

其中，Hansbo理论解给出的z深度处的平均固结度计算公式为：

考虑到时间因子，可上述公式可简化为

式中： ，渗透系数（㎡/s）；

，，；

为砂井影响半径，由于砂井理论计算模型为轴对称模型，故，为砂井间距。

三、Abaqus有限元中固结计算简介

Abaqus程序以Biot理论为基础进行固结有限元计算，通过导入参数化语言来进行计算。在固结计算中，对于土体单元，一般采用孔压单元，其与常规力学分析中的连续单元的大体构造类似，最大区别在于具备了孔压自由度，可以施加孔压荷载，用于模拟饱和、非饱和土地。而对于砂井单元，由于不考虑井料刚度，除渗透系数外，其他参数均与其所在土层相同。

在初始条件设置上，对于土体这种空隙介质，为了正确定义初始状态，必须要给出初始孔隙比、初始孔压和初始有效应力的正确分布。这是应为Abaqus在计算前通过迭代来建立与荷载和边界条件相对应的平衡状态，并作为后续分析的初始状态，如果给出的初始应力状态偏离平衡条件过大，可能造成迭代的失败或迭代建立平衡后的位移多大从而造成分析失败或者分析结果与实际相差过大。

而对于时间步长的选择，一般采用自动时间步长，这是因为在固结计算的后期，孔压的变化较小，如果采用固定步长，就会造成不必要的计算时间浪费。

四、算例简述及计算结果

假设地基处理采用砂井加固，砂井为正方形布置，间距为=2m，长度为8m，砂井半径=0.1m，渗透系数为=10-2m/s。地基土厚度L=8m，土体渗透系数为=10-8m/s。为简化起见，将土体和砂井材料取为弹性模型，弹性模量=104kPa，不考虑土体的水平方向变形，泊松比=0。地基土底面不排水，顶部完全透水，土体及砂井表面作用有瞬时施加的荷载P0=20 kPa。

1、Hansbo理论解

由上述算例模型，可以求得砂井影响半径为， ，，=10-5㎡/s，由此可以推算出时间因子与土体固结度的相互对应关系如表1所列。

表1 Hansbo理论解时间因子与固结度

2、Abaqus有限元分析

在Abaqus有限元分析过程中，取模型底部固定三个方向的约束，不排水；四周仅能容许竖向位移，同样不排水；表面位移自由，且是自由排水面。荷载瞬时施加，然后根据土体表面各个时刻的竖向位移来求得时间因子与土体固结度的关系。模型中土体与砂井均采用C3D8P单元，土体与砂井的初始孔隙比均为1，设置时间总长为10天。

图1 固结结束时模型中央剖面处孔压的分布

由图1可以看出，越靠近砂井处及地表处的孔压越小，也证实了砂井加快排水的特性。

图2 固结结束时沉降等值线云图

由,2可以看出，最终的地表沉降值为16mm，由此可根据不同时间的地表沉降除以总沉降计算出相对应的土体固结度，计算结果如下表所列：

表2 Abaqus解时间因子与固结度

3、结果对照分析

（1）沉降结果对照

考虑到模型表面荷载为P0=20 kPa，土体弹性模量=104kPa，模型厚度为8m，沉降理论值应为20÷104×8＝0.016m=16mm，这与Abaqus有限元计算结果地表沉降最终值为16mm是一致的。

（2）固结度对照

根据Hansbo理论解及Abaqus有限元计算结果，分别绘制时间因子与土体固结度之间的关系曲线图，发现两者结果很接近，Abaqus有限元计算结果值略高于理论计算值，总体来说时间因子与土体固结度关系曲线图能较好的重叠。

图2 Hansbo理论解与Abaqus有限元软件解时间因子与固结度关系对比图

五、结论

1、采用Abaqus软件进行排水固结地基处理的三维有限元数值模拟分析与理论计算结果、沉降发展规律是相互吻合、可靠的，且能够较好的模拟砂井在排水固结中的作用。

2、利用Abaqus软件，当建立合理的计算模型、采用有效的计算参数时，对排水固结地基处理进行有限元分析是可行的，可作为一种设计辅助方法应用到工程实践当中。

参考文献：

【1】孙吉主，高晖.ABAQUS在软基固结过程分析中的应用【J】.岩土力学，Vol.28 Supp（2007）

加固设计论文篇6

Abstract: Along with the country invest scale expands unceasingly for the basic construction, especially for a fixed asset investment project financial input more and more, therefore to strengthen the management of fixed assets investment projects are particularly important. This paper expounds the connotation and meaning of fixed assets investment projects construction standardization management and through the analysis of the investment in fixed assets and existing problems of project management, puts forward to strengthen the management of fixed assets investment advice.

关键词:固定资产投资;项目管理

Key words: fixed asset investment;project management

中图分类号:F272 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)20-0045-02

0引言

近年来,随着国家对基本建设投入规模的不断扩大,尤其是对固定资产投资项目的财政投入越来越多,因此,加强对固定资产投资项目的管理就显得尤为重要。

1固定资产投资项目管理

固定资产投资项目应严格按照国家规定的基本建设程序、相关的法律法规及其批复的建设目标、建设内容、建设资金、建设周期、安全、卫生、环保、质量等要求进行管理。固定资产投资项目管理实行全过程责任制,即项目法人、项目评估、项目审批、项目设计、项目施工和项目工程监理等责任制。

1.1 固定资产投资管理固定资产投资管理包括计划管理、项目管理和资金管理。

1.1.1 计划管理计划管理包括规划和计划的编制与下达等。

1.1.2 项目管理项目管理包括前期准备、项目实施、竣工验收和后评价。①前期准备。前期准备包括编制、上报和审批项目建议书、可行性研究报告等。②项目实施。项目实施包括施工设计与采购招投标、施工与管理、工程监理、人员培训等。

1.1.3 资金管理资金管理包括资金的筹措、拨付、监督与检查和各种会计信息的编报等。

1.2 固定资产投资项目实际操作程序固定资产投资项目从立项到竣工验收的操作程序一般分为三个阶段:前期准备阶段(项目建议书和可行性研究报告)、实施阶段和竣工阶段。①前期准备阶段。建设单位根据国家规划并结合自身需求编制项目建议书并上报上级主管部门,项目建议书经上级主管部门组织有关专家评审并批准后,视为立项;建设单位根据项目建议书的批复,委托有相关资质的设计院编制项目可行性研究报告并上报上级主管部门,项目可行性研究报告经上级主管部门组织有关专家评审并批准后,项目方可开工。②实施阶段。建设单位根据项目可行性研究报告的批复,委托有相关资质的设计院编制项目初步设计并上报上级主管部门,初步设计经上级主管部门组织有关专家评审并批准后实施,项目建设由此进入实施阶段。建设单位依据批复的建设内容、建设周期等相关信息,编制项目实施计划,落实建设内容完成情况。③竣工阶段。项目建设内容完成后,由上级主管部门组织审计组对建设项目进行竣工决算审核;项目通过竣工决算审核后,由上级主管部门组织有关专家对项目进行现场竣工验收;项目验收通过后,形成固定资产交付。至此项目建设完成。

2固定资产投资项目管理存在的问题分析

2.1 固定资产投资决策机制有待进一步完善固定资产投资难免会出现投资结构是否优化、投资效益是否论证充分、项目中的中央和地方投资比例是否匹配等问题。目前我国固定资产投资项目决策方式还缺乏综合、长远和战略的规划考虑,难以做到正确把握投资机会、全面进行项目比选、科学论证可行方案,造成投资重点不突出,综合效益难显现。

2.2 固定资产投资弱化了项目的规范运作和监管力度,有待加强固定资产投资项目由于其资金来源主要为财政性资金,容易出现争要积极、投资无度等现象,这就决定了对固定资产投资项目的管理方式不仅是外部监管,同时要建立内在的投资决策和风险约束机制。它限制了一般企业性投资主体的投资自和积极性,弱化了固定资产投资项目的规范运作和监管力度,亟待加强。

2.3 建设项目法人责任制有待完善建设项目法人责任制作为我国基本建设投资体制改革的重要举措,对建立投资责任约束机制、提高政府投资项目的效益起到了重要的作用,但仍存在一些问题,一是项目法人责任制弹性太大,缺乏刚性约束力,二是项目法人责任制实质上是行政领导责任制。

2.4 加强监管,避免投资出现失控以及腐败的发生固定资产投资项目多属于无收益或非盈利的公益性项目,没有增殖保值、还本付息的压力,建设单位都希望投资额越大越好,多多益善,因此极易导致投资虚增,总额失控。决策部门以完成投资量为政绩,项目设计部门以投资额的比例计取设计费,施工单位以虚增的投资额谋取更大的利润,心术不正者更是大做钱权交易文章。各自为政、分散管理的模式,极易造成决策失误或监督失效,形成投资“黑洞”并滋生腐败现象。

2.5 投资项目后评估机制有待完善目前我国的固定资产投资项目,基本处于“重建设、轻管理,少论证,无评估”的状况。这一状况在相当大的程度上影响了投资决策水平的提高、项目管理水平的提升,以及项目的事后控制和监督作用的发挥。因此,应完善投资项目后评估机制。

2.6 项目招投标有待进一步规范目前,在工程项目的招投标领域存在诸多不规范的问题,主要表现在:工程项目在招标前就已确定施工单位,招投标过程只不过为了履行合法的程序,其余几家投标单位均为陪衬或由确定的施工单位组织搞假投标;建设项目的设计、监理等单位的确定未进行招投标或比选;部分工程投标报价在招投标阶段未进行严格审核,易出现不合理低价中标后高价结算的情况。

2.7 建设内容调整及设计变更频繁部分项目由于立项前期论证不够充分,致使项目建设内容不断调整,严重制约了项目的顺利实施,从而导致建设周期延长。另外,部分工程设计深度不够,或是未充分征求建设单位意见,造成事后建设单位临时更改,变更频繁,返工现象时有发生,浪费损失较大。

3加强固定资产投资项目管理的建议

目前的固定资产投资管理与专业化、社会化、市场化为基本特征的现代管理的要求还存在一定的差距。因此,固定资产投资项目管理模式的优化与创新亟待解决。

3.1 提高固定资产投资项目管理重要性的认识固定资产投资项目管理是政府的一项重要职能,涉及政府投资项目的规划、组织、实施等管理职能。需设置专门机构对项目的投资进行监管。为此,政府应成立固定资产投资项目管理中心,对项目进行管理,参与或主持固定资产投资建设项目的立项、可行性研究等前期工作,参与施工图设计与审查,编制项目预算,负责项目的施工报建、委托招标投标和工程监理等等。

3.2 加强固定资产投资项目管理法制化建设加强固定资产投资项目的法制化建设,通过对现行法律法规及地方政策文件进行规范,使固定资产投资项目管理有法可依,有章可循。

3.3 加强项目后评估工作要确立后评估的法律地位,制定后评估实施办法,建立后评估工作程序,规范后评估方法,建立后评估数据库。

3.4 加强招投标管理要严格按招投标法的规定进行招投标,对须进行招标的项目,包括勘察、设计、施工、监理等均应进行招投标,同时要聘请有相关资质的招标机构、工程造价咨询机构参与招标工作,合理控制工程成本。同时招投标业务管理部门要跟踪招投标结果的执行情况,发现有背离招投标文件内容的行为要责成纠正。尤其注重招、投标及中标过程是否体现公开、公平、公正和诚实信用的原则;招标文件、投标文件、标的及投标评价等资料是否齐全;招、投标及中标程序是否按照规定运行;标的确认是否经评委综合评比打分;无标的中标程序是否有效和合理合法;是否存在感情标、黑标等情况,对其真实有效性、合理合法性进行综合评价。

3.5 严格建设项目合同管理合同是约束双方、规定双方权利与义务的书面文件。建设工程必须实行合同制管理,工程项目的勘察设计、施工、设备、大宗材料采购和工程监理都要依法订立合同。要加强建设项目合同管理,从起草到签订、执行的全过程应有基建、财务、审计等相关职能部门参加,特别是工程项目建设中的重大变更,应经专家论证,杜绝随意变更合同条款和工程项目内容的情况。

3.6 建设单位应加强对工程建设全面的监督和管理从立项阶段、设计阶段到实施阶段,对工程建设进行有效控制,避免高价结算的情况。应在施工阶段对工程质量进行严格把关,尤其是对隐蔽工程及关键部位,必须协同质监部门进行验收后方可覆盖;对设计变更项目,应就工程量进行核实,验收后才能签字认可。

3.7 加大监督力度,把好工程质量关加强项目过程的监督检查。固定资产投资主管部门不但要对项目建设工程进行全过程监督管理,还要经常组织财政、审计等相关部门深入到项目单位,现场进行稽察,对项目建设中存在的违规违章问题坚决予以纠正,保证项目建设按规范化管理要求建成。同时,可以充分借助社会中介机构(会计师事务所)的力量,加强对项目过程的审计力度。审计部门按照“事前、事中、事后”审计的原则,对每个在建及建成后的项目,都必须进行审计,以保证项目资金“专账、专款、专用”,对审计中发现的问题,要依法严肃处理。对固定资产投资项目必须进行客观公正的核算,认真分析投资效益,以杜绝固定资产资金的浪费和流失。

3.8 加强预算管理固定资产投资管理部门应加强预算管理。项目预算编审要严谨,各种可能的因素都要考虑得非常充分,预算管理要严格,力争做到当年投资完成率100%和零结余资金。

3.9 转变资金支付方式由于项目前期论证不充分,致使建设内容频繁调整,项目建设进展缓慢,建设周期延长,使项目资金滞留。为此,建议由财政部直接负责工程建设资金支付,做到即时到帐,杜绝资金滞留。

3.10 建立诚信制度在我国应逐渐建立诚信制度对承包商不进行资质认定,也不进行评级和资格证书管理,承包商与业主的关系以合同来界定,以诚信来维系。例如金融业人民银行建立网上征信系统,无论是个人、还是企业一旦有不良信用记录就无法向银行获得贷款。诚信之所以如此重要,是其背后的风险机制在发挥作用。对承包商而言,一旦失信,就意味着丧失市场,个人亦会失去在社会和事业上的立足之本。

4小结

当前乃至今后一个时期,要全面落实国家重点项目投入、努力扩大内需、确保经济健康稳定增长的战略部署,应在进一步加强对固定资产投资管理、提高建设资金使用效益上,加快项目管理科学化、规范化、制度化建设进程。实践证明,只有全面实施科学化、规范化、制度化的项目管理,才能使项目高标准、高质量、高速度的建成,提高投资效益,达到建设目标。

参考文献:

[1]国防科工局科工计.《国防科工局关于印发的通知》.

[2]赵晓龙.谈加强固定资产投资项目管理.中州审计,2003年3月.

加固设计论文篇7

关键词：抗震、性能化加固、加速度、层间位移

中图分类号：TU973+.31 文献标识码：A 文章编号：

1引言

地震是危及人民生命财产安全的突发性自然灾害，常常带来毁灭性的结果。它对人类社会的危害主要表现在两个方面:(l)地震引起建筑物的破坏、倒塌将导致严重的人身伤亡和惨重的财产损失;(2)地震以及地震造成的水灾、火灾等次生灾害将破坏人类社会生存的自然环境，产生巨大的社会影响。

如今国内外抗震设计是以其结构承载力为目的的多目标多层次的设计方向，利用在三水平设防和防倒塌的构造措施等控制建筑物，这样的设计目标能够保证建筑物没有倒塌进而保障生命安全，但其破坏造成直接的或是间接经济及其他方面的损失，这对社会和业主来说也是无法控制和接受的，社会和公众对建筑物抗震性能有多层次的要求，不仅仅避免强震造成建筑物倒塌和人员伤亡，还需要考虑中小地震所造成的损失，为了满足各类建筑物的不同使用要求，对建筑物结构的地震反应需要更具体化的性能目标来控制。

2抗震性能化设计理论背景

近一个世纪以来，随着人类对地震地面运动特征以及结构地震反应特征的不断认识，建筑结构在地震反应分析和抗震设计方法也在不断地发展和完善。结构地震反应分析方法逐步从经理理论发展到非线性动力理论，抗震设防标准以及设计方法随着地震灾害的频发在不断的改善。

在抗震设防的早期阶段，抗震设防是以单一设防水准来保证结构安全为标准的，随着人们对地震的不确定性和不同结构在地震中反应特点认识，同时考虑经济和结构安全性之间的合理关系，多级设计思想“小震不坏，中震可修，大震不倒”被提出并且目前被多数国家的此多级设计思想是以结构承载力为目的的多目标多层次的设计方向,这样的设计目标虽然能够保证建筑物没有倒塌进而保障生命安全，但其破坏造成直接的或是间接经济及其他方面的损失，这对社会和业主来说也是无法控制和接受的，社会和公众对建筑物抗震性能有多层次的要求，不仅仅避免强震造成建筑物倒塌和人员伤亡，还需要考虑中小地震所造成的损失，为了满足各类建筑物的不同使用要求，对建筑物结构的地震反应需要更具体化的性能目标来控制。

3国内外性能化加固的理论发展

3.1 国外性能化设计理论

1995年,美国加州结构工程师协会(SEAOC)提出了基于性能的抗震设计概念,了第一个技术文件“A framework for performance-based engineering (SEAOC Vision 2000)”[1],吸取了Northridge以及Kobe等地震的震害教训,考虑了地震近场效应来修改地面运动模型,采用了最新的地震参数区划图,改进了主体结构与材料相关的设计。

在随后的几年中，美国抗震学术界提出了基于性能化的设计方法理念和相应的设计规范条款。2005年,洛杉矶颁布了“An alternative proce-dure for seismic analysis and design of tallbuildings located in the los angeles region (2005 Edition)”,以下简称《洛杉矶性能高规2005》。2007年,旧金山市颁布了“Recommended administrative bulletin on the seismic de-sign& review of tallbuildings using non-prescriptive procedures”,以下简称《旧金山市性能高规2007》。由此,美国开始步入基于性能的高层建筑抗震设计阶段。[2]

3.2国内性能化设计理论

国内性能化设计理论也取得了很大进展，2010年12月1日，实施了《建筑抗震设计规范》GB50011-2010，新的抗震设计规范指出：建筑的抗震性能化设计立足于抗震承载力和变形能力这两方面的综合考虑，具有很强的针对性和灵活性。

针对性不同业主对建筑物地震反应的要求，在结构设计中，选择合适的结构形式和合理的布置结构构件，以满足其特定的要求。在对既有结构加固中，对整个结构，或是对某些部位或关键构件，灵活运用各种措施达到预期的抗震性能目标，以提高抗震安全性能或满足结构使用功能的特殊要求。（新规范浅谈）

4结构抗震加固的性能目标

在地震作用下，建筑物的地震作用力反应主要为剪力，地震变形反应主要为位移，对于即有结构根据抗震规范进行设计，其承载力能够满足规范的要求，变形反应也能满足规范的限值，但建筑物由于使用要求的不同，业主对建筑物结构的地震反应有特别的要求，此要求即为结构的性能化目标，为加速度、层间位移、位移三个性能指标，针对此性能指标对结构需要进行性能化加固。

4.1性能控制指标——加速度

影响业主使用的建筑物的地震反应大部分为位移变量，但一些建筑其使用功能对加速度有一定的限制，针对这些建筑物来说性能指标——加速度就成为其性能控制指标。

在地震作用下，建筑物的整体反应包括平动和扭转，在平动为主时，建筑物整体结构地震反应力为平动产生的剪力，变形情况也以平动位移为主，在扭转为主时，建筑物整体结构地震反应力为扭转产生的扭力，变形情况以扭转变形为主。扭转变形相对平动位移来说，扭转变形更容易使结构从建筑边缘向结构内部逐级破坏，其破坏方式不能使结构所有构件发挥其承载能力，因此在结构设计中，我们尽量避免结构在地震作用下，发生以扭转为主的地震反应。

对此性能指标——加速度超过业主使用范围的建筑物，建筑物的承载力能够满足要求，在进行加固过程中，主要是对其剪力进行调节重新分配，或是通过附加构件或是阻尼支座的方式给性能超标的指点提供一个附加阻尼，抵消地震剪力的作用，进而起到控制剪力控制加速度的作用。

2.3性能控制指标——位移

结构的性能不单单体现在加速度，大部分表现为位移方面。现在基于位移的性能化分析和设计方法，是当今性能化设计的主要方向，用位移来控制结构在地震作用下的损伤程度是当前实现性能化抗震设计目标的有效途径。

在不同强度水准的地震作用下，以结构的位移响应为目标进行结构及构件设计，使结构达到预定的功能，称之为基于位移的抗震设计。基于位移的抗震加固设计，顾名思义是用位移来控制结构的变形程度，针对业主提供的性能位移来进行既有结构的加固设计。

5总结

新规范性能化设计理论的提出给抗震设计提出了新的思想，同时对于即有结构的加固也有了新的概念和思路，不仅仅是从承载力补强方面来进行加固，还需要对建筑物有更具体的要求，使结构能够满足不同的使用要求，影响人们使用的结构地震反应主要为层间位移、最大位移和加速度三个方面，结合性能化理论，抗震设计和加固出发点从承载力转向这三个性能指标，使结构抗震控制具体化和灵活化，给抗震加固提供了新的方向。

参考文献：

[1]陈闯兴.中国建筑抗震设计规范的演变和展望[J].防灾减灾工程学报.2003

加固设计论文篇8

[关键词]：水塔；流固耦合；有限元法；自振频率

中图分类号： TU991.34+2文献标识码：A 文章编号：

引言

根据我国几次地震灾害调查发现[1]，水箱在地震时破坏较少，发生的破坏主要发生在支承处。因此，可以说明水塔的抗震重点在于支承。在计算支承时，通常将水体质量全部加到水箱上，支承上部简化成一个质点进行抗震验算。然而这种简化没有考虑水体晃动对支筒的影响，因此我们需要对水塔进行流固耦合的动力特性进行分析。鉴于有限元法在求解流固耦合动力分析方面的优越性[2]。本文水塔流固耦合动力响应也采用有限元法进行求解。

本工程为某钢厂一水塔，整体为钢筋混凝土结构，设计水箱容量1500m3，总高度58.365m，水塔支筒壁厚为0.3m，支筒半径6.5m,水箱半径9.5m，材料采用C30混凝土，水塔下部固支于地面上，水塔剖面如图1。水箱中间设有人孔及工作平台，满箱时，即达到设计蓄水容量。

图1 水塔剖面图图2水塔加载后模型

水塔的动力计算理论

1.1基本假设

本文假设流体为无粘，可压缩，小扰动[3]。水塔结构为线弹性材料。

1.2地震条件下考虑水晃动水塔有限元动力方程

通过固体节点位移和流体节点压力以及它们的插值函数[3]，即可得到如下基于位移-压力格式的流固耦合有限元运动方程：

(9)

式中，MS和KS为固体部分的总体质量矩阵和刚度矩阵，Mf 和 Kf 为流体部分的总体质量矩阵和刚度矩阵，式中为阻尼矩阵，Qs 为固体部分的外荷载矢量，为耦合矩阵。

1.3不考虑水晃动时有限元动力方程

将水塔内水体作为刚体固结于水塔的水箱上时，水塔的动力平衡方程[4]为：(10)

式中： M 为水塔体系总质量矩阵，K 为水塔体系总刚度矩阵。

水塔自振频率分析

2.1水塔计算参数

本文采用ansys软件进行水塔流固耦合模态分析，其主要输入计算参数为：流体密度ρ1 =1000kg/m3，重力加速度g =9.8 m/s2 ，波速c =1414 m/s，混凝土弹性模量E =3.0×1010 Pa，泊松比μ =0.2，钢筋混凝土密度ρ2=2400 kg／m3。

2.2储水深度对水塔固有频率的影响

对于结构分析来说，我们感兴趣的是低阶频率的影响。因此，取水塔储水深度分别为：0、1、2、3、4、5、6、7, 并分别计算考虑和不考虑水作用时情况，水塔1阶固有频率如表1所示。

表1水塔结构自振频率

通过表1可以看出：1）随着储水深度的增加，水塔自振频率下降的较快，考虑水作用时的自振频率要大于不考虑水作用时的自振频率。 2）根据频率与质量成反比的关系可知，水塔自振时动水质量要小于塔内静水质量。因此，计算水塔自振周频率时对静水质量进行折算，然后作为刚体附加于系统，便可简化计算。根据文献[5]将液体作为刚性质量附加于系统所算得的基本固有周期的最大可能误差不超过20%，本文最大误差12%，与文献一致。

2.3水塔空箱与满箱固有频率的比较

表2水塔空箱与满箱自振频率

通过表2对水塔空箱与满箱结构模态频率比较，可以看出，水的晃动会影响结构的自振频率。满箱的自振频率与空箱相比有所降低，且第一阶频率降低最多，频率越高，降低越少。在各阶模态中，出现两个相邻模态的频率相同现象，是由三维模型的轴对称特征造成的，从数学上来说是因为特征方程具有重根。

2.4结构刚度对水塔固有频率的影响

在不改变结构形状及尺度的情况下，通过增加水塔支筒壁厚来提高结构刚度。分别取水塔壁厚度200、300、400、500、600mm分析其1阶固有频率，并与各自空箱情况下的结构1阶固有频率比较，如表3所示。

表3不同壁厚水塔自振频率计算结果比较

从表3可以看出，增加水塔壁厚(提高结构刚度)对水塔空箱1阶固有频率影响很小，对满箱1阶固有频率影响较大。因为增加水塔壁厚，从而提高了水塔壁环向和纵向刚度，因此流体对水塔固有频率的影响就渐小，可以得出结论：结构刚度越大，动水压力对结构自振频率影响越小。

3结论

本文通过ANSYS软件对钢筋混凝土水塔自振频率进行了详细的分析，得出如下结论：水体的晃动会影响水塔自振频率，且随着储水深度增大，水塔自振频率下降的较快，考虑水作用时的自振频率大于不考虑水作用时的自振频率；结构刚度越大，动水压力对结构自振频率影响越小；水塔满箱时各阶固有频率低于空箱时固有频率，第一阶频率降低最多，频率越高，降低越少。

[参 考 文 献]

[1]铁道部第三勘测设计院, 水塔[M]. 中国铁道出版社, 1980

[2]许洋, ANSYS 11.0/FLOTRAN流场分析实例指导教程[M]. 机械工业出版社, 2009

[3]徐刚, 任文敏, 张维等. 储液容器的三维流固耦合动力特性分析[J]. 力学学报, 2004, 36(3): 328－334

加固设计论文篇9

关键词 应用型人才培养 城市固体废物处理 课程教学 改革 创新

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2015.09.050

"Municipal Solid Waste Treatment" Teaching Reform and

Innovation Based on Applied Talents Training

ZHAO Xian[1]， JIANG Juan[1]， ZHANG Fang[1]， ZHANG Lu[2]

（[1] Wenhua College， Wuhan， Hubei 430074;

[2] Sinosteel Corporation Wuhan Safety & Environmental Protection

Research Institute， Wuhan， Hubei 430068）

Abstract In order to strengthen the applied talents training and improve the quality of teaching courses， Wenhua College has carried on the bold reform and innovation， adjusting the core course "Solid waste treatment and disposal" of Environmental engineering Specialty to two independent courses which are "Municipal solid waste treatment" and "Industrial solid waste treatment technology". Then the teaching goals are refined clearer and targeted to solve the prominent problem of "Solid waste treatment and disposal" that its teaching content is too broad and scattered. Especially， comprehensive and in-depth reform for the teaching， practice， assessment .etc of "Municipal solid waste treatment" has been carried on and achieved preliminary success.

Key words applied talents training; municipal solid waste treatment; course teaching; reform; innovation

教育部高等学校教学指导委员会指出，“固体废物处理与处置”是环境工程专业的9门核心课之一，由此确立该课程在环境工程专业本科人才培养中的重要地位。实践证明，“固体废物处理与处置”以物理、化学、生物、机械学科等为基础，课程教学内容涉及面广且分散，同时交叉性应用性强，导致教学存在客观难度。另一方面，相关内容的理论研究和工程实践成果不断涌现，学科知识更新快，这些都使现有的传统课程教学体系难以适应，阻碍了该课程教学效果的提高，不利于环境工程高素质应用型人才的培养。为此，文华学院进行大胆改革创新，将“固体废物处理与处置”分立为“城市固体废物处理”和“工业固体废物处理技术”两门独立课程，明确细化各课程教学目标和主要教学内容，使教学更具针对性，在一定程度上缓解了“固体废物处理与处置”教学内容广且较为分散的教学困难。特别对“城市固体废物处理”课程的教学、实践、考核等内容进行了全面、深入改革。

1 “城市固体废物处理”教学目标与内容

过去普遍认为“固体废物处理与处置”课程教学目标是：使学生熟悉我国固体废物管理的相关政策法规，掌握固体废物处理、处置的基本理论和基础知识，熟悉固体废物资源化和二次污染控制技术方法。这样的教学目标设置直接导致很多教师只注重“双基”（基本知识和基本技能）教育而忽视实践能力和创新意识培养，“教育”出来的学生不能满足社会需求。为了避免学生与社会脱节，在“固体废物处理与处置”分立为“城市固体废物处理”和“工业固体废物处理技术”两门独立课程时，文华学院明确提出“城市固体废物处理”课程教学目标为：使学生了解城市垃圾处理在环境保护中的地位和作用，获得必要的城市垃圾处理基本知识，掌握城市垃圾处理的主要方法，熟悉城市垃圾处理的工艺设计，了解城市垃圾处理发展前沿，促进专业素质的全面提高。

2 “城市固体废物处理”教学环节设置改革

“城市固体废物处理”作为一门多学科交叉的综合性课程，理论性实践性强，不仅要重视理论教学，更要特别重视实践教学，真正做到使学生的理论基础扎实、实践训练到位。为此，针对性地设置了4个教学环节：课堂教学、实验实习、课程设计、第二课堂。

（1）课堂理论教学。课堂理论教学共40学时，由于受有限学时的限制，加上该学科发展迅速，知识更新变化大，不可能全面细致介绍城市垃圾处理处置方法、技术及应用，因此有必要对教学内容进行遴选和有效组织，突出重点，特别是要适当增加城市垃圾处理与处置领域的新技术、新工艺、新趋势，同时保持内容间的整体性和系统性。

（2）实验实习。在传统24学时验证性实验的基础上，2014年新增一门24学时选修实验《禽畜粪便好氧堆肥实验》，该实验开设之后，学生参与积极性高，选课率达到100%。应学生要求，结合实验室已有实验设备条件，于2015年又将该实验课时增加到40学时，增设一些综合性测试项目，满足了学生的实验探索需求。传统验证性和新开综合性实验体系的不断完善、加强，为学生提供了一个综合性开放实验平台，使学生的专业知识综合应用能力和实践创新能力得到一定锻炼，提高了“城市固体废物处理”课程的教学效果。

与武汉市江夏长山口垃圾填埋场、武汉市汉口北垃圾焚烧厂等单位建立了长期稳定的合作关系，每年接收大量学生进行生产实习和认识实习，强化了学生对“城市固体废物处理”课程知识的直观认识，有助于提高该课程的教学效果。

（3）课程设计。结合市场实际需要，主要进行生活垃圾填埋场工艺设计，选题原型来自国内一些大型设计院的实际工程设计项目，教师在原型基础上进行必要的技术处理，使之成为高价值的设计训练模拟题，使学生的设计能力得到切实锻炼和提高。

（4）第二课堂。充分利用任课教师的社会资源，在广泛征询学生意见的基础上，不定期聘请校外大型设计院或知名高校的固废专家、学者来校举办专题学术讲座。讲座主题围绕固废学科相关技术最新进展展开，为学生提供接触学术前沿，了解就业前景、行业动态的机会。例如：于2015年4月成功举办了面向文华学院环境工程系2011～2014级四个年级共200名学生的学术专题讲座“城市生活垃圾填埋技术新进展”，讲座专家来自中机国际工程设计研究院有限公司市政环保一所，拥有国家注册环保工程师、国家注册环评工程师和国家注册咨询师三证在手，讲座内容精彩实用，多次获得场下学生的热烈掌声。

3 “城市固体废物处理”教学方法改革

转变教学理念，摒弃传统的“填鸭式”、“灌输式”教育方式，注重师生互动和案例教学。在教学过程中，适时引入国内外相关典型案例实事，增强课程教学内容的实用性和生动性，例如在绪论中结合武汉市现有7个大型垃圾处理厂（焚烧厂、填埋场）建设情况，介绍国内垃圾填埋、焚烧技术现状;在讲解填埋场防渗知识时，介绍了新近发生的长山口垃圾填埋场防渗膜破损事件概况及破损监测难题，使学生对防渗系统稳固的重要性有了充分认识等等。为了调动学生的学习自主性，充分发挥学生学习的主观能动性，引入了专题论文大型作业，学生在教师提供的8～10个主题（如餐厨垃圾、电子废物、禽畜粪便、建筑垃圾、医疗垃圾等）中选择自己感兴趣的话题，完成3000字的调研报告（危害、污染现状、处理技术现状、典型技术应用案例等），要求提交调研论文并进行论文汇报。实践证明，这个举措不仅很好地提高了学生的学习积极性，同时还锻炼了学生的文献调研能力、团队协作能力、PPT制作能力、语言表达能力等多方面综合能力。对促进学生的全面发展起到应有的作用。

4 “城市固体废物处理”考核方式改革

考核作为检验学生学习效果的最基本也是最重要的手段，担负着督促学生学习的原始使命。很多教师习惯采用期末卷面考试的传统考核方法对学生学习效果进行评价。这种考核方式过分看重理论知识的掌握，从某种程度上滋长了学生不求甚解，只求死记硬背考试过关的消极学习行为，未能真实有效反映学生实际学习效果，尤其忽视了对学生综合实践能力的考核，导致学生不可避免走向“高分低能”。

为此，对课程考核方式进行了必要改革，将过去的单一试卷考试改为综合考核形式。综合考核形式包括课堂考勤、专题调研论文、论文PPT汇报、期末考试、实践考核共五个内容。学生的理论课成绩由四部分组成：考试成绩占60%，课堂考勤占10%，专题调研论文占10%，论文PPT汇报占20%。而实践环节将实验、实习、课程设计作为三门独立课程分别进行学习效果考核。

5 小结

随着城市固体废物产生量的增加和对环境污染的日益严重，社会对城市固体废物处理与处置人才提出更高的要求，不仅要扎实掌握基本理论，而且要善于综合应用所掌握知识、具备良好的创新思维。因此，在“城市固体废物处理”课程教学目标中，明确了应用型人才培养的基本出发点。为实现这一教学目标，首先彻底摒弃了以往的“填鸭式”、“灌输式”教学理念，转变为“教师引导、学生主导”的新教学理念。教学环节设置上，在传统的理论教学、实验实习、课程设计基础上，加强了综合性实验训练，补充更多鲜活真实课程设计选题，同时新增第二课堂环节，加大实践教学投入。在教学方式上，更多地采用了案例教学法和互动式教学法。在课程考核方式上，变以往的单一考核方式为综合考核方式。实践证明，基于应用型人才培养的“城市固体废物处理”课程教学体系改革，较好地激发了学生的自主学习兴趣，有利于学生综合创新能力的培养，是一项有益尝试。

基金项目：《城市固体废物处理》文华学院校级优质课程建设项目（项目编号：j0900740556）阶段性成果

参考文献

[1] 谢越，王艳，肖新等.固体废物处理与处置课程教学改革与创新[J].安徽农学通报，2012.18（5）.

[2] 李启彬，刘丹，曾建萍.固体废物处理与处置课程创新实践教学体系研究[J].四川环境，2012.4.31（2）.

加固设计论文篇10

Abstract: With practical examples, fire beam reinforcement technology is analyzed.

关键词： 火烧；梁体；加固

Key words: fire；beam；reinforcement

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）25-0127-02

0 引言

随着社会的发展，桥梁遭受火灾的次数亦在逐渐增多。火灾不仅造成很大的经济损失，而且对桥梁结构本身造成不同结构的破坏，损坏严重时必须加固补强才可投入运营。本文结合陕西西铜高速公路耀县高架桥火灾工程实例，介绍火烧梁体的加固补强技术,以便对类似工程提供借鉴。

1 桥梁概况

耀县高架桥上行线于1999年9月竣工通车，设计荷载等级为汽-超20、挂-120。

下行线于1992年12月竣工通车，设计荷载等级为汽-20级、挂-100，业主于2008年6月对下行线进行过维修加固改造。

火烧桥孔上行线所属桥联的上部结构为：4×29.6m预应力混凝土连续箱梁，梁高1.6m，下部结构为82～86号独柱墩，桩基础；下行线所属桥联的上部结构为：5×30m预应力混凝土连续箱梁，梁高1.4m，下部结构为79～84号独柱墩，桩基础。

2 火烧概况

一辆油罐车因雨天路滑，车辆侧翻到高架桥护栏上，导致罐体裂缝，汽油大量外泄，部分汽油沿桥梁泄水孔流到桥下河道中。同时，侧翻引发火灾，火焰迅速蹿高直接烧灼桥梁。火灾持续时间约1小时，最终经消防中队采用水淋方式扑灭。事后，高架桥上行线84～86孔，下行线81～83孔损坏严重。

3 病害梁体试验检测结果

3.1 上行线85孔1、2、3号箱梁、86孔1号箱梁，下行线82孔1号箱梁严重烧伤，过火温度约为700-800度，梁体表面呈现浅黄色，伴有严重砼剥落、漏筋，混凝土强度不能满足设计要求。

3.2 上行线85#墩左侧和下行线82号墩右侧中度烧伤，烧伤部位的混凝土强度不能满足设计要求。

上述构件均评为状态Ⅲ，中度烧灼尚未破坏，显著影响结构材料或结构性能，明显变形或开裂，对结构安全性或正常使用性产生不利影响，应采取加固或局部更换措施。

3.3 根据静载试验检测结果，两试验孔均受到火灾影响，强度和刚度明显下降。其中，上行线85孔损伤较86孔更为严重。该两孔承载力已不能满足设计和正常运营要求。

3.4 动载检测结果表明，上行线86孔动刚度与未过火的87孔相近，频率比分别为1.235和1.228，85孔一阶自振频率比相对较低，为1.077。下行线82孔的频率比为0.977～1.086，基本上与计算值相近。可见，火灾对动刚度造成一定的损失。

检测报告结论：该桥的承载能力和工作性能不能满足设计要求，必须进行立即加固或改建。

4 桥梁加固方案设计原则

桥梁加固设计原则：遵照原设计荷载及标准，进行相关部位结构计算，在满通部部颁有关规范及标准要求前提下，降低工程造价。

5 维修加固设计主要内容

5.1 对火烧上行线85～86孔、下行线82孔受损严重梁体梁体的修复方案进行比选：

方案一：对受损严重梁体采用组合截面结构（砼+钢板）方法进行加固。

优点：直接加固梁体，施工技术要求低。

缺点：需定期涂刷防护漆，后期养护费用较高；工程造价较高；工期较长，对交通保畅不利。

方案二：对受损严重梁体采用粘贴钢板方法进行加固。

优点：直接加固梁体，施工技术要求底；工期较短，对交通保畅有利；工程造价较低。

缺点：需定期涂刷防护漆，后期养护费用较高。

5.2 对于其它一般受损梁体梁体的修复方案进行比选：

方案三：对于其它一般受损梁体在梁底采用粘贴4片，每片15cm宽、8mm厚Q345扁钢带方法进行加固。

优点：施工技术要求底；工期较短，对交通保畅有利。

缺点：需定期涂刷防护漆，后期养护费用较高。

方案四：对于其它一般受损梁体在梁底采用钢绞线网片-聚合物砂浆方法进行加固。

优点：常规养护，后期养护费用较低。

缺点：施工技术要求高；工期较长，对交通保畅不利。

5.3 梁体计算分析：

①刚度计算结果（表1）

②强度度计算结果（表2）

经预算分析，方案一总造价460万元；方案二455万元。

火烧后梁体混凝土耐久性及强度均有不同程度的降低，由检测报告结论来看，主要试验工况挠度校验系数大于1，应变校验系数也较大，说明梁体刚度降低较严重，因此，本次加固设计针对受损严重程度的不同，采用不同的加固处理方式：对于严重受损梁体，采用钢板-混凝土组合截面加固（方案1）和粘贴钢板加固（方案2）；对于一般受损梁体，采用粘贴钢带加固（方案3）和钢绞线网片-聚合物砂浆（方案4）两种加固方案进行比较，两者在施工难易程度等方面各有优劣，造价相当，都可以有效的恢复提高梁体的各项性能指标。

经计算分析，从结构受力角度对两种方案进行比较，根据检测报告，对箱梁底板混凝土采用C15标号，模拟刚度的降低。对上行线进行计算分析，发现受损后梁体刚度只能达到原梁体的87%，而采用方案1、2加固后，两者基本均可恢复到原梁体刚度，方案1效果略好，但差别不大。对承载能力极限状态复核验算发现，两种方式增加的恒载效应均不大，在5%以内，但R抗力提高程度差别较大，方案1的R抗力比原设计提高24%，方案2则只有6%，显然方案1加固效果要好于方案2，结合其他相关影响因素综合分析得出如下结论：对于严重受损梁体推荐采用方案1进行加固，对一般受损梁体推荐采用方案3进行加固。

5.4 其它病害处理：

①对受损原横隔板进行修复。

②对其它区域污染的梁体外表面及墩柱、盖梁打磨，表面涂装。

6 加固后的荷载试验结果

6.1 梁体挠度校验系数在0.63～0.91之间，应变校验系数在0.30～0.82之间，且挠度与应变的平均校验系数均小于1，说明该桥目前满足设计要求。

6.2 主梁变形及裂缝观测：在各工况试验荷载作用下测试断面未发现裂缝，主梁未发生异常变形，混凝土与钢板无相对滑移。

6.3 动载试验：实测的振动时域曲线符合预应力混凝土连续梁桥的振动规律，振动时域、频域曲线及阻尼比合理。实测的一阶频率大于计算值，一阶频率的校验系数为0.59，小于1，说明目前该桥的整体刚度大于理论刚度，满足设计要求。

6.4 承载能力评估：本次加固设计根据受损梁体病害具体情况，有针对性的采取了组合断面和粘贴钢带两种不同的加固措施，通过加固前后结构承载能力检算表明，组合断面加固的主梁承载能力安全系数从1.15～2.00提高至1.33～2.33,粘贴钢带加固的主梁承载能力安全系数从1.16～1.99提高至1.26～2.26，未加固主梁的承载能力安全系数从1.15～1.16提高至1.19～1.24，加固后桥梁整体承载能力明显提高。

7 结束语

本文介绍了某高架桥火烧桥孔加固技术，实践证明，该桥加固后工作性能良好，达到设计指标，施工方便，对原结构不产生新的损伤，可作为同类工程的参考。

参考文献：

[1]上海市：《火灾后混凝土构件评定标准》（DBJ08-216-96）.1996.