电力结构工程中加固设计与施工

电力结构工程中加固设计与施工

程波

中国电力工程顾问集团新能源有限公司 北京 100120

摘要：随着我国电力行业快速发展, 在建电力工程的修改以及投产项目的升级改造项目越来越多,这些项目均或多或少地涉及对结构的加固和改造，这是保证项目质量、成本甚至是决定项目是否可行的关键因素。本文围绕电力工程结构的质量安全,对相关施工技术进行分析,探究有效的加固设计方案,以保障电力工程质量。

关键词：电力工程；加固；设计；施工

随着电力工程质量逐步提升,对电力结构工程设计和施工技术的要求也不断提高。为了提升电力工程结构的可靠稳定，我们应该对电力结构工程设计进行改进，改良电力结构工程的施工技术。

1电力结构工程加固概述

1.1电力结构工程加固工作内容

电力结构工程是由维护保养结构、载重结构、地基与基础等多个部分组成的,加固的工作内容也因此包括多个方面：①现场调研，查看原设计图纸，全面检测结构的外在品质、构件损伤状态、缝隙、锈蚀程度和结构形变等，收集结构所处的自然环境、温湿度变化情况、有害物质功效、载荷具体载荷超标状况等信息；②分析上述检测数据，计算承载能力，具体分析结构安全系数，计算鉴定依据；③依据检测鉴定结果和相关的技术标准，设计构思电力结构工程加固，同时开展加固施工图审查；④依据加固设计图纸，有资质的施工企业进行加固施工，建设单位全过程监管，必要时现场检测施工质量； ⑤建设、设计、施工单位按照加固施工规范，验收加固项目，通过后交付使用。

在上述流程中，对构件的原材料性能、结构连接、几何图形规格、载荷功效、形变等进行检测鉴定是加固设计的前提条件，是设计构思的来源。

1.2电力结构工程加固设计必要性分析

　 引起电力结构工程加固的原因很复杂，不论是荷载增加，还是抗震需要，或是超载、地基不均匀沉降等原因导致的加固处理，承接加固任务的设计单位依法对该工程结构的安全性和耐久性负完全责任。设计单位与施工单位密切沟通，结合施工单位的经验和水平，讨论确定合理的设计施工方案，并就构造做法向施工单位做技术交底，必要时进行方案调整和修改设计，只有设计和施工相互配合，共同设计出一个科学、安全、经济、可行、适当的加固方案，工程质量得以保证，造价、安全、进度得以可控。

2 常用的电力结构工程加固技术

电力结构工程加固方法很多，需要根据实际条件和使用要求设计合适的加固技术，限于篇幅，本文仅简要介绍其中几种常用的加固技术方法。

2.1 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。 

　　加大截面加固法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。 

　　2.2 预应力加固法 

预应力加固法是一种采用外加预应力钢拉杆(分水平拉杆和组合式拉杆)或犁钢撑杆对结构进行加固的方法。通过施加预应力强迫钢拉杆或型钢撑杆受力，影响并改变原结构应力分布，并降低结构原有应力水平，致使一般加固方法中普遍存在的应力应变滞后现象的影响能较好的消除。预应力加固法分为体外预应力加固和体内预应力加固。该方法适用于大跨度结构加固，以及采用其他方法无法加固或加固效果很不理想的较高应力应变状态下的大型结构加固。其主要优点在于：体外配筋张拉预应力可以起到增加主筋、提高截面及斜截面的强度，同时也提高了刚度，有效地改善使用性能且效果好。预应力能消除或减缓后加杆件的应力滞后现象，使后加杆件有效地工作。预应力产生的负弯矩可以抵消部分荷载弯矩，减小原构件的裂缝宽度或至使原裂缝完全闭合。

2.3置换混凝土加固法

置换混凝土加固法主要是针对既有混凝土结构或施工中的混凝土结构，由于结构裂损或混凝土存在蜂窝、孔洞、夹渣、疏松等缺陷，或混凝土强度（主要是压区混凝土强度）偏低，而采用挖补的办法用优质的混凝土将这部分劣质混凝土置换掉，达到恢复结构基本功能的目的。其优点是结构加固后能恢复原貌，不改变使用空间。缺点是新旧混凝土的粘结能力较差，挖凿易伤及原构件的混凝土及钢筋，湿作业期长。该加固法适用于各种混凝土结构构件的局部加固处理。

2.4 外包钢加固法

外包钢加固法是在钢筋混凝土梁、柱四周包型钢的一种加固方法，有干式和湿式两种之分。湿式外包钢加固法是在外包型钢与构件之间采用改性环氧树脂化学灌浆等方法进行粘结，以使型钢与原构件能整体共同工作。干式外包钢加固法是型钢与原构件之间无粘结（有时填以水泥砂浆），不传递结合面剪力，与湿式相比，干式外包钢法施工更方便，但承载力的提高不如湿式外包钢法有效。该方法主要用于结构强度高且被加强区域不能扩展的结构工程，该方法优点在于施工环节相对较少，缺点在于对于钢筋的需求量大，因此成本费用较高。

2.5 粘贴纤维加强塑料加固法

粘贴纤维加强塑料加固法是使用纤维增强塑料复合材料，加强混凝土强度，有效传递力，起到结构补强和抗震加固作用。该方法适用于抗弯构件的板与梁的受拉力部位、梁与柱的抗剪力部位、柱或桥墩的围束加固以及钢筋锚定长度不足部位等。结构不增加重量，施工时间短、不生锈、提高延性和轴向荷载承载能力是其突出的优点。

3 电力工程结构加固施工要点

由于电力工程结构加固类型很多，设计施工方案也有很大区别，所以只是针对电力结构工程施工要点提出一些通常的做法要点。

1）尽量减少对原有结构的破坏，充分利用原有结构的承载能力。减少原有结构的拆除和损伤，保留工程的原有结构，是加固设计时掌握的一条原则。应该认真分析现有结构应力，经过测试结构可靠性，准确判断工程原有的结构和承载力，尽可能保持原貌，不致加固前后差距太大。

　 2）工程加固施工过程中，简捷、有效的混凝土结构连接与锚固技术是植筋和锚栓技术。《混凝土结构加固设计规范》( GB50367－2013) 与《混凝土结构后锚固技术规程》( JGJ145－2013)作为工程加固技术规范，对常规的梁柱锚固、植筋锚栓、钢筋密集部位钻孔和定位都有明确规定，施工时注意严禁损伤和截断原构件受力钢筋。

3）原钢结构喷砂除锈，涉及专业的计算，施工单位应与设计单位结合旧钢结构使用年限和毁损程度，讨论可行适用的处理、加固方案。彻底清除旧钢表面残留的腐蚀氧化层及渣物，必要时还需人工凿磨。

4 结束语

综上所述，电力结构工程加固是一项系统工程，本文提出的加固方法、设计和施工技术方面不是一成不变的，随着的实践探索和新材料的不断出现，加固设计方案拥有更加广泛的选择范围，先进的施工技术也会推陈出新，电力结构工程加固改造也将拥有广阔的发展空间。

参考文献

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