加固钢筋

关键词： 混凝土 加固 钢筋

加固钢筋（精选十篇）

加固钢筋 篇1

技术人员采取的加固方案会直接或间接地影响到钢筋混凝土的加固效果。通常而言, 钢筋混凝土结构经过局部的加固之后, 能够提高部件的安全性, 但这并不能说明整个的承重结构不再存在危险。所以说, 专业人士在对个别部分进行加固的时候, 还应该对整体的固定性进行检查和分析, 以确定最终的最合适的加固方案。

2 钢筋混凝土结构的加固原则

钢筋混凝土结构有一些必须遵守的加固原则, 它是专业人士按照自己对建筑结构的认识、设计、调查以及实际的施工实践总结得出的, 这对指导实际的加固工作尤为重要。

2.1 实际出发原则

对钢筋混凝土进行加固前, 不仅要对钢筋混凝土本身结构的可靠性进行严格的鉴定, 而且还要对钢筋混凝土本身结构的材料以及它的作用力进行实际调查研究, 全方位地分析原有结构存在的缺陷以及被损害和破坏的状态。进行钢筋混凝土结构的加固设计工作时, 要使材料、设备和计算简图尽可能地符合实际条件, 同时, 要尽可能地结合钢筋混凝土结构的加固方案。

2.2 全面比较原则

确定结构的加固方案, 应该对钢筋混凝土自身结构构件的破损程度、自身建筑所占用的空间、各方面的技术因素 (包括功能要求、加固的技术等) 和非技术因素, 以及加固后的效果等各种因素进行评估, 将所有方案方案进行比较分析, 选择出最合适的方案, 而不能仅根据自己的印象以及经验做出选择。

2.3 协同受力原则

对结构加固方案的确定, 除了要全面比较分析外, 还应该保证它的协同受力情况。通常采用的方法是要尽量保证新添加的部件、构件或者截面能与原有钢筋混凝土自身结构构件没有受到破损的部位共同受力、共同工作、共同承受加固后应承受的变形和荷载。如果我们在技术上不能达到让增添部分和自身原有部分协同受力, 那么也必须在连接上让加固的部分能够承受一定的变形及荷载, 使被加固的部分的负荷减轻到可以被允许的程度。

2.4 保留完好原则

在钢筋混凝土结构加固截面、构件、或部件时, 要尽可能地不损伤它的自身结构, 并且能将它有利用价值的部分保留下来, 应该避免不必要的拆卸、更换、凿损等。这样, 一方面能节省经济, 另一方面能保证结构坚硬, 毕竟加固所增添的构件等与它自身结构相连的部分十分薄弱。

3 钢筋混凝土结构的加固方法

当前, 钢筋混凝土的构造复杂多样, 在实际的工程建设中, 它的加固、追加、变更是十分常见的问题。钢筋混凝土结构加固的方法主要分为直接和间接加固两大类, 只有选择合适的加固方法才能确保建筑物的质量和安全。下面对几种主要的加固方法进行比较总结。

3.1 碳纤维布加固法

碳纤维布材料有着抗腐蚀、高强、轻质、温度稳定取得及耐疲劳等特性, 被专业人士所关注, 成为当下研究的热点。实践研究显示:碳纤维布能够对钢筋混凝土结构进行抗震加固, 以提高梁的抗剪、抗弯承载力, 从而达到对梁加固以及改善受力的结果。碳纤维片材强度高、弹性大, 在横向加固时, 可以有效提高结构的伸展性和承载力。它的作用机理主要表现为以下两个方面:其一, 碳纤维布横向包裹 (类似于受剪钢筋) , 与钢筋共同承受剪力。碳纤维具备较强的抗拉强度, 远大于钢筋的抗拉强度, 这就相当于提高了配筋率以及抗剪承载力, 出现开裂后构件的变形程度也能得到一定程度的改善。其二, 碳纤维横向包裹, 还能够对内部的钢筋混凝土起到束缚作用, 受压部分的钢筋混凝土达到最大值应力后, 横向变形也将急剧增大, 使得环向约束力增大, 混凝土的应力应变曲线逐步平缓下降, 以减轻混凝土的破坏程度, 明显改善部件等的延展性。

3.2 粘钢加固法

粘钢加固法的加固机理与碳纤维加固法是类似的。粘钢加固法主要是利用粘结剂把钢板贴在需要加固的已开裂的部分, 以提高构件等的承载力。这种方法的应用已经被研究并持续使用了几十年, 它在国际上已经被较广泛地使用在建筑、公路桥梁上。这项技术与以前的加固方法具有很大的不同:第一, 它只需要处理被加固的构件的表面, 使用粘结剂将他们粘结成整体, 使它们更好的共同工作, 工艺十分简便。第二, 这种加固方法所需要的场地并不大, 对生产生活的影响较小, 十分适合于加急的加固项目。第三, 该方法加固所使用的钢板的厚度较小, 不会影响整体的外观, 重量也不会增加太多。另外, 该方法加固的效果极其明显。

3.3 化学植筋加固法

化学植筋加固法主要是利用高强度的粘合剂, 使螺杆、钢筋等和混凝土之间产生握力, 来达到预期的效果。采用这样方法产生的承载力, 很难被拔出和移位, 并且有良好的密实性, 不需要再进行防水处理。化学粘合固定不仅不会对基材造成破坏, 它还具有补强作用, 它的施工过程简便、环保, 是加固最有效的方法之一, 可以应用在各种螺杆、钢筋的锚定中。该方法主要的特点是具有高承载力、施工简便且不产生破坏力。

3.4 注浆加固法

注浆加固法主要是针对混凝土结构物的开裂, 而采用环氧树脂粘合剂以及密封剂来进行加固修补, 在不影响实际生产的前提下尽量达到预期强度, 以增加结构的使用寿命, 效果安全可靠。这种方法主要有以下特点:第一, 灌浆时应延续且慢速, 保证树脂尽量都注入开缝的部位。第二, 这种方法可控制注入量, 在需要时也能及时增加灌浆料。第三, 可以依据注入的需要、开裂的大小调整注浆压力。第四, 能直接用肉眼观察到注入的情况以及注入量。这种方法主要适用于隧道、桥梁等混凝土结构建筑物的开裂修补上。

3.5 加大截面加固法

该加固方法又被称为外包加固法, 它是采取增加截面面积及其他的措施, 使增加的部分和原有部分可以协调工作, 最大限度地提高承载力。补浇的部位处于变拉区时, 对增加的钢筋起了保护作用和粘结作用, 一方面增加了构件等的有效高度, 使构件等的抗剪、抗弯承载力得到提升, 另外刚度也得以增加, 加固的效果是十分明显的。我们通常采用植筋锚固对新增添的钢筋结构进行加固。这种加固方法经济实惠并且效果明显, 适用的范围较广, 但是施工比较困难复杂, 工作量也较大, 工期的延续时间长, 对房屋的美观、净化会造成一定的影响。

3.6 预应力加固法

预应力加固法将改变结构受力状况、加固和卸荷合为一体, 提高钢筋混凝土结构的抗裂性、承载力和刚度。预应力拉杆加固法主要有三种施工方法:横向张拉、电热张拉以及机械张拉。而横向张拉又有三种主要的拉杆布置方式, 包括水平、下撑式、混合式拉杆。加固承载力不足的正截面主要采用水平式拉杆;受弯承载力不足的斜截面并且加固承载力不足的正截面主要采用下撑式拉杆;而受剪承载力略不足的斜截面和受弯承载力不足的正截面的加固主要采用混合式拉杆。

4 结论

在对建筑物进行维修或者改造的时候, 应该根据它自身的特点并对它进行全面、具体的分析总结, 进而选出最适当的加固方案。

摘要：如今, 钢筋混凝土结构的项目实例越来越多, 该文章对钢筋混凝土结构的加固原则、方法以及作用进行了系统的总结, 结合实践论述了加固的技术特点以及适用范围, 以便日后技术人员更好地完成加固设计。

关键词：钢筋混凝土,加固原则,加固方法

参考文献

[1]朱炳寅.高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析[J].建筑结构, 2013 (1) .

[2]朱炳寅, 娄宇, 杨琦.建筑地基基础设计方法及实例分析 (第二版) [J].基础工程, 2013 (1) .

[3]中国工程建设标准化协会组织.钢结构设计规范[J].建筑结构, 2006 (9) .

浅谈钢筋混凝土梁裂缝及加固措施 篇2

一、前言

钢筋砼梁在外荷载的直接应力和次应力作用下，引起结构弯曲而裂缝，构件在使用过程中受到四季温差的长期作用，当温差的胀缩应力大于构件极限抗拉强度时就会裂缝。构件裂缝原因很多，包括构件设计，基础不均匀沉陷，施工质量、材料质量、环境影响等，无论何种原因产生的裂缝，都会给建筑物肢体结构带来影响，因此，为确保结构的安全性，对构件实施补强加固。

二、裂缝的部位

1、梁受拉区裂缝：由于浇筑混凝土时施工管理不到位，使用了不达标的低劣钢筋，造成梁受拉区钢筋强度不够，施工中提前拆模，施工荷载超过设计荷载，或者混凝土强度低于设计强度，以及使用不当，使用荷载大大超过原设计荷载，使梁受拉区产生裂缝。

2、梁在支座附近的斜裂缝：梁的混凝土强度低于设计强度，箍筋未加密，抗剪钢筋不足，也有因超载，提前拆模时混凝土强度低于标准强度值，造成抗剪能力低而产生剪切裂缝。

3、梁受压区裂缝：梁的高度小，有的梁没有经过抗裂验算，混凝土振捣不密实，梁长期在年温差和日温差的作用下产生温差变形，长期处于干燥状态的环境下干缩变形，梁在温差和干缩的综合作用下裂缝，缝上宽下窄，有贯通、不贯通的。裂缝长度为梁高的3/5---4/5，底部不裂。

三、裂缝形成原因

钢筋混凝土梁出现裂缝的原因很多、很复杂，主要有材料或气候因素、施工不当、设计和施工错误、改变使用功能和使用不当，可归纳一下几种：收缩裂缝、混凝土尚处于完全硬化状态时，如干燥过快，则产生收缩裂缝，通常发生在表面上，裂缝不规则宽度小。水泥硬化时裂缝，水泥在水化及硬化过程中，散发大量热量，使混凝土内外部产生温差，超过一定值时，因混凝土收缩不一致而裂缝。温度裂缝：水泥在硬化期间，混凝土表面与内部温差较大，导致混凝土表面急剧温度变形而产生较大降温收缩，而受到内部混凝土的约束而裂缝。

设计欠周全。如钢筋混凝土梁载面不够、跨度过大，高度偏小，或者计算错误，受力钢筋截面偏小，配筋不当，节点不合理，出现混凝土梁结构裂缝。

施工质量造成裂缝。

①、由于混凝土施工标号低于设计标号，受力钢筋截面偏小，截面尺寸不符和设计要求，而混凝土出现裂缝。②、由于施工不当，模板支撑下沉过早超模形成。③、由于施工现场管理不到位，在梁上部堆载，而形成。

四、混凝土裂缝的补强加固措施

①外包混凝土法：

外包混凝土和钢筋混凝土是增大构件截面积和配筋的一种常见加固法。该法常用于梁的加固。是在原受弯构件一侧、双侧、三侧、四侧浇一层新的混凝土，并补加一定量的钢筋，以提高原构件的承载力，补浇的混凝土在受拉区时对补加的钢筋起到粘结和保护作用。当补浇的混凝土在受压区时，增加了梁的有高度，从而提高了梁的抗弯、抗剪能力，且增加了梁的刚度，关键是要保证新老混凝土的可靠粘结。在实际施工中，在梁上宜配置螺纹12-25mm纵筋，光园6-8mm箍筋，四面浇筑混凝土，这样即增加了梁的受拉区钢筋的强度，也保证了梁受压区的有效高度，从而提高了该梁的抗弯、抗剪承载能力。后浇混凝土宜采用硅酸盐水泥掺入适量的膨胀剂以补偿收缩，后浇混凝土强度等级比原混凝土高出一个等级，一般不应低于C20级。外包混凝土的最小加固厚度不应小于5cm，骨料粒径不宜大于外包混凝土层厚度的1/2及钢筋最小间距的1/4.新浇层小于10cm应选用细石混凝土。②粘钢加固法

粘刚加固法是最近几年刚发展起来的钢筋混凝土结构加固法，是用粘接剂将钢板贴于已开裂构件的加固部位上，以提高结构承载力的一种适用较为广泛的加固法，加固时可从钢筋混凝土构件单侧或双侧粘接钢板，不仅用于工业与民用，而且用在了桥梁、公路的补强加固，这项技术简称粘钢加固法。它有以下特点：

1、工艺简单，速度快，只需对需加固梁表面进行处理干净，用建筑结构胶将钢板牢靠的粘接在一起，使钢板和梁共同工作。

2、所需施工场地小，劳动力投入小，且钢板粘接在梁上2天即可受力，对特殊位置的梁应急抢修尤为适用。

3、不破坏原有结构，而且加固效果好。

4、粘接钢板厚度一般为4.5mm-6。0mm，加固后不影响外观，只增加很少的重量。④、注浆加固法

注浆加固法可分为水泥注浆和化学注浆。化学注浆和水泥注浆相比，具有可塑性好，能控制凝结时间，以及有较高的粘接强度和一定的弹性，适用于各种情况下梁的修补加固，化学注浆多采用环氧树脂类粘合剂进行加固，在不影响生产生活情况下能达到预期效果强度，优点是：

1、采用缓慢加压连续注浆，以确保树脂液注入每个细小部位。1能控制注入量，必要时可二次注浆。

3、注浆量可以目测，根据需要随时调整压力，以达到注浆要求。

4、材料易于购买，施工操作方便，粘结密度高、成本低。

钢筋混凝土加固技术探讨 篇3

【关键词】钢筋混凝土；加固技术；探索；研究

1.钢筋混凝土结构的概念

钢筋混凝土结构是指由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构。而钢筋混凝土是建筑工程中普遍应用的一种材料，它是由两种力学性能完全不同的材料- 钢筋和混凝土结合成的整体，因此，钢筋混凝土在建筑中的作用实际上是有两种材料共同发挥的。

日常生活中，钢筋和混凝土本来是两种毫无关联的材料。众所周知，钢筋比重较大，能同时承受压力和张力；而混凝土是一种脆性材料，比重小，只能承受其中一种力—压力，不能承受张力。在实际的建筑工程中，不能只使用钢铁，因为造价较高，保暖性能也不行。对于高大的建筑物，地面压力大，而仅有钢铁，是不能完全承受的。但是，如果只使用混凝土的话，造价上便宜很多，但是坚固性能不达标，可能对人们的生命财产造成威胁。既然不安全，人们也不敢居住，这样的建筑物毫无意义。鉴于两种材料的优缺点，建筑工作者把两者巧妙地结合起来，在混凝土中加进钢筋，这样可以扬长避短，既能降低造价，同时坚固耐用，保温性能也好。

随着社会的快速发展，耕地资源逐渐减少，建筑物的高度也要随之提升。当今的建筑物，不仅要满足人们居住的基本要求，还要能抵抗狂风暴雨，尤其是抗地震。普通的混凝土已经不能达到要求，于是在建筑工程技术人员的辛勤努力下，纤维混凝土、聚合物混凝土、轻质混凝土等一系列新型高强度混凝土应运而生。为社会主义现代化建设保驾护航。

2.钢筋混凝土加固中技术

钢筋混凝土结构作为建筑工程中普遍使用的结构，并不是十分完美的，在实际的施工中也会出现很多问题。为了使老龄化建筑物正常使用，加固工作不可避免。施工过程中，由于施工质量没有保证，设计不够合理等原因，使加固成为老龄化建筑物重要的后期管理环节。钢筋混凝土的加固问题一直是国内外的热门话题，也是很多建筑工作者头疼的问题，如何根据实际，采取措施，每个建筑人员都应积极探索，研究出解决方案。加固技术涉及面广，过程复杂。为了达到加固的目的，在建筑工作中，不仅要遵循现有的规章制度，还要了解以往的工程设计，所使用的材料等。钢筋混凝土的加固，应作为每个建筑企业的研究课题，长期坚持下去。

目前，钢筋混凝土加固方法很多，像：增大截面法、纤维材料加固法、外包钢法、改变结构受力体系法、预应力加固法、化学灌浆法、粘钢法等10多种，不同的方法各有千秋，我们要明确其优缺点的同时，根据实际问题，选择最合适的技术。下面主要讲一下钢筋混凝土柱外包粘钢加固技术和碳纤维加固技术。

2.1钢筋混凝土柱外包粘钢加固技术

在建筑工程历史上，混凝土结构加固技术是一门新兴的学科。几年来，随着建筑行业的发展，混凝土结构实验工作一直在开展，理论分析也逐渐完善，规范编制更为合理，结构加固技术的运用也更加普遍。其中，粘钢加固法是比较新颖的一种加固方法。它的原理是：在梁柱四周，用乳胶水泥、环氧树脂化学灌浆或焊接等方法实现加固的目的。这种方法可以提高结构承载力，而且简单，快速，不影响结构外形，降低了施工对生产和生活的影响。外包粘钢加固技术有两种形式：干式外包钢和湿式外包钢。下面简要分析一下两种方法。

2.1.1干式外包钢加固的概念及原理

干式外包钢加固是指钢筋混凝土柱采用外包型钢加固，当型钢和混凝土之间无任何连结，或虽填塞水泥砂浆但仍不能确保结合面剪力可靠传递时，称为干式外包钢。其加固原理是利用型钢与扁钢箍形成钢构套，钢构套对混凝土柱形成包裹约束，达到增强钢筋混凝土柱构件轴向承载力的一种加固方法。以达到构件满足承载力要求的一种补强加固方法。干式外包钢加固技术是一种比较传统的技术，并不是新兴的，通过实践我们不难发现，这种方法提高了钢筋混凝土柱的轴向抗压能力，但是具有局限性。

2.1.2湿式外包钢加固的概念及原理

湿式外包钢加固是指钢筋混凝土柱采用外粘型钢加固，即型钢和混凝土之间通过结构胶粘贴连接，能确保结合面剪力可靠传递时，称为湿式外包钢加固。其加固原理是利用型钢与扁钢箍形成钢构套，钢构套对混凝土柱形成包裹约束，达到增强钢筋混凝土柱构件轴向承载力；另外通过结构胶的剪力传递作用，外加钢材的强度又能补足混凝土构件内部受拉钢筋的缺失。从而达到构件满足承载力要求的一种补强加固方法。湿式外包钢加固不但能通过钢构套的约束作用，提高构件垂直承载力，还能通过结构胶的剪力传递作用，使后加型钢与原混凝土构件共同受力，从而补强混凝土构件内部配筋不足、抵抗水平荷载等情况。

2.1.3两种加固形式的区别

从两者加固的原理我们可以看出，干式外包钢施工程序更为简单，而湿式外包钢承载力大，整体工作性能强。在实际的施工中，根据具体情况选择合适的方法才是最重要的。例如：加固混凝土框架柱，选用外包钢加固法是最明智的。因为施工基本上对加固构件的截面尺寸和外观影响不大，承载能力要求较高，对静力加固的结构必须考虑结构二次受力问题。在外包钢加固法中，低强钢材是首选材料。这种材料可以减少加固构件的应力和应变滞后现象而充分发挥后加部分的潜力，同时可以提高二次结合面的粘结性，保障新旧部分均匀受力。

2.2钢筋混凝土碳纤维加固技术

2.2.1碳纤维简介

众所周知，碳纤维兼具了碳和纤维的特性，不仅具有碳材料的固有特征，而且具有纤维的柔软和可加工性能。它作为一种力学性能优异的新材料，比重还不到钢的1/4，但是其抗粒强度却是钢的7～9倍。结构构件的刚度越大，在建筑工程的应用前景越广阔。鉴于其优异性能，建筑材料将从钢铁时代逐渐过渡到复合材料的时代，这个预言已经实现。近年来，碳纤维材料凭借其轻质、高强、抗腐蚀、耐疲劳及其温度稳定性而受到土木工程界的热烈欢迎，成为建筑专业人士的研究热点。

碳纤维布加固技术是利用碳素纤维布和专用结构胶对建筑构件进行加固处理，提高了传统技术中钢铁的强度，厚度仅为2mm左右，基本上不增加构件截面，可以保证碳素纤维布与原构件共同工作。

2.2.2纤维加固的工具

工具是建筑工程中不可缺少的，各种技术不同，采用的工具也是不同的。在碳纤维加固技术中，所使用的工具包括：基底处理工具，粘贴碳纤维，检测类工具，修补类工具，劳保类用品。其中，基底处理工具主要是指用于打磨混凝土表面的磨机、用于剔凿混凝土表面松散部位的混凝土残渣的錾子和用于清除混凝土表面的不洁污渍的钢丝刷；粘贴碳纤维工具是指用于调和环氧树脂的调料容器、用于称量材料各组分的重量的衡器、用于搅拌混合树脂材料的搅拌器，用于修补凹凸不平及粘贴碳纤维抚平的刮板、用于涂刷树脂的滚筒刷和用于碳纤维的脱泡和压紧的罗拉；作为建筑人员，明确工具用途，选择合适的工具也是搞好建筑工作的前提。

3.结束语

钢筋混凝土结构加固技术 篇4

关键词：钢筋混凝土,结构,加固技术,适用范围

1 钢筋混凝土结构加固的背景

钢筋混凝土结构是目前使用最为广泛的结构形式, 尤其是在工业建筑中, 钢筋混凝土结构所占比重大, 但是钢筋混凝土结构在使用30年～50年以后, 会有明显的劣化与损伤。这些建筑物有的由于使用维修不当;有的由于建造质量不佳;有的因为需要满足新的使用要求, 需要改变用途或进行加层。一般在这类情况下, 鉴于土建投资大, 往往不会因此而拆除重建, 结构均需要进行增强, 补强, 改造和维修。

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。直接加固的一般方法有:加大截面加固法、置换混凝土加固法、有粘结外包型钢加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维增强塑料加固法、绕丝法、锚栓锚固法等。间接加固法包括预应力加固法、增设支点加固法等。

2 常用的加固方法

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, 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。

加大截面加固法在设计构造方面必须解决好新加部分与原有部分的整体工作共同受力问题。试验研究表明, 加固结构在受力过程中, 结合面会出现拉、压、弯、剪等各种复杂应力, 其中关键是剪应力和拉应力。在弹性阶段, 结合面的剪应力和法向拉应力主要是靠结合面两边新旧混凝土的粘结强度承担;开裂后及极限状态下, 则主要是通过贯穿结合面的锚固钢筋或锚固螺栓所产生的被动剪切摩擦力传递[2,3]。

2.2 置换混凝土加固法

置换混凝土加固法是指对原有结构强度低, 韧性差的构件材料用强度高, 韧性好的混凝土材料置换的方法。

该方法适用于承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的局部加固。施工工艺简单方便, 工期短, 占用空间小, 不影响使用功能, 而且造价比较低, 经济合理。采用本方法加固混凝土结构构件时, 其非置换部分的原构件混凝土强度等级, 按现场检测结果不应低于该混凝土结构建造时规定的强度等级。置换用的混凝土强度等级应比原构件混凝土提高一级且不应低于C25。混凝土的置换深度, 板不应小于40 mm, 梁、柱采用人工浇筑时, 不应小于60 mm, 采用喷射法施工时, 不应小于50 mm, 置换长度应根据混凝土强度和缺陷的检测及验算结果确定, 但对非全长置换的情况其两端应分别延伸不应小于100 mm。置换部分应位于构件受压区内, 且应根据受力方向将有缺陷混凝土剔除, 剔除位置应在沿构件整个宽度的一侧或对称的两侧, 不得仅剔除截面的一隅[1]。

2.3 有粘结外包型钢加固法

外包钢加固是把型钢 (一般为角钢或槽钢) 或钢板包于构件的四角或两角的加固方法, 外包钢加固钢筋混凝土梁也称湿式外包钢加固法, 采用该方法加固混凝土结构构件时, 应采用环氧树脂胶粘剂进行灌注, 把型钢与被加固构件粘结成一整体, 以保证型钢架和原构件形成一个整体共同受力。其特点是受力可靠、施工简便、现场工作量较小, 但用钢量较大, 且不宜在无防护的情况下用于60 ℃以上高温场所;适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸, 但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。

2.4 粘贴钢板加固法

钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段 (正截面受拉区、正截面受压区或斜截面) 表面粘贴强度高的钢板, 使原有混凝土和钢板作为一个新的整体共同受力, 约束混凝土变形, 提高了加固构件的刚度和抗裂度, 有效发挥了粘贴钢板的抗弯、抗剪、抗压性能, 且不会在混凝土中产生应力集中。采用该方法加固时, 要求被加固的混凝土结构构件, 其现场实测混凝土强度等级不得低于C15, 且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5 MPa, 并且应将钢板设计成仅承受轴向应力作用, 钢板表面应进行防锈蚀处理, 表面防锈蚀材料对钢板及胶粘剂无害。

它的特点是施工简单、速度快、工期短;现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业, 对生产和生活影响小;传力直接, 加固效果好, 耐久性好;且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响, 但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平;适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

2.5 粘贴纤维增强塑料加固法

外贴纤维加固是用树脂类胶结材料将纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域, 使它与被加固截面共同工作, 从而达到对结构构件补强加固及改善结构受力性能的目的。它是一种非常简单且优良的加固补强方法, 但要求被加固混凝土强度等级不得低于C15, 且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5 MPa。除了具有粘贴钢板相似的优点外, 还具有耐腐蚀、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点, 但需要专门的防火处理, 适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。

2.6 绕丝法

该法的优缺点与加大截面法相近;适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固, 或需对受压构件施加横向约束力的场合。

2.7 锚栓锚固法

该法适用于混凝土强度等级为C20～C60的混凝土承重结构的改造、加固;不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。

2.8预应力加固法

预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或型钢撑杆对结构或整体进行加固的方法[1,2], 通过预应力的施加改变了原结构内力分布和应力水平, 致使一般加固结构中所特有的应力应变滞后现象得以完全消除, 因此后加部分和原结构能共同工作, 结构的承载能力可显著提高, 并可减少结构的变形、裂缝宽度。

1) 预应力水平拉杆加固法。预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件, 由于预应力和新增外部荷载的共同作用, 拉杆内产生轴向拉力, 该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上 (当拉杆与梁板底面紧密贴合时, 拉杆会与构件共同找曲, 此时尚有一部分压力直接传递给构件底面) , 在构件中产生偏心受压作用, 该作用克服了部分外荷载产生的弯矩, 减少了外荷载效应, 从而提高了构件的抗弯能力。同时, 由于拉杆传给构件的压力作用, 构件裂缝发展得以缓解、控制, 斜截面抗剪承载力也随之提高。由于水平提杆的作用, 原构件的截面应力特征由受弯变成了偏心受压, 因此, 加固后构件的承载力主要取决于压弯状态下原构件的承载力。2) 预应力下撑拉杆加固法。钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固后, 形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系, 在外荷载和预应力共同作用下, 拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点 (下撑点和杆端锚固点) 传递给被加固构件, 抵消了部分外荷载, 改变了原构件截面内力特征, 从而提高了构件的承载能力, 该法能降低被加固构件的应力水平, 不仅使加固效果好, 而且还能较大幅度地提高结构整体承载力, 但加固后对原结构外观有一定影响;适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固, 但在无防护的情况下, 不能用于温度在60℃以上环境中, 也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。

2.9增加支承加固法

增设支点加固法是通过增设支承点, 减少受弯构件的计算跨度, 达到减少作用在被加固构件上的荷载效应, 提高结构承载水平的目的。根据支承结构受力性能的不同分为刚性支点和弹性支点两种加固方法。该法简单可靠, 但易损害建筑物的原貌和使用功能, 并可能减小使用空间;适用于梁、板、桁架、网架等结构的加固。

3结语

上述混凝土结构加固技术还有待于在实践中进一步探索, 随着建筑科学技术的不断进步, 新型建筑材料不断出现, 更好的加固施工方法将会有更大拓展, 因此, 加固施工方案的选择范围也将具有更为广泛的空间。

参考文献

[1]卓尚木, 季直仓, 卓昌志.钢筋混凝土结构事故分析与加固[M].北京:中国建筑工业出版社, 1997.

[2]万墨林, 韩继云.混凝土结构加固技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 1995.

[3]朱绿竹, 张艳茹.钢筋混凝土保护层的作用与施工控制[J].山西建筑, 2009, 35 (15) :136-137.

加固钢筋 篇5

陕西省西安市咸宁中路55号 邮政710043 尚跃强

摘要：桥梁施工中大量的采用桩基础，在水下混凝土灌注施工中钢筋骨架上浮的屡见不鲜，即常说的的“浮笼”，对于工程质量有很大危害。现在简单介绍一下浇筑桩基混凝土时，能够有效防止钢筋笼上浮的方法。

关键词：浮笼、预防及处理措施

钢筋笼上浮原因分析：

钻孔底部泥渣清理不符合要求： 当钻孔深度达到设计标高后，孔内沉渣过深，桩底的泥块也没有完全搅碎和冲出孔外，就将钻头、钻杆卸掉，安装导管。在浇注桩基水下混凝土时，混凝土将沉渣、泥块一起向上顶起，而泥块在混凝土的冲击作用下将钢筋笼子整体托起，造成钢筋笼子的上浮。

浇注混凝土过快，当混凝土灌注至钢筋笼底时，由于浇注的混凝土自导管翻出由下而上的压力较大，托动了钢筋笼上浮，特别现在很多钻孔灌注桩设计的钢筋笼子都是半笼，（笼子比桩身短几米或十几米）当混凝土面接触到钢筋笼子时，如果继续快速浇筑混凝土，则钢筋笼子在上泛的混凝土的冲击作用下整体上浮。

混凝土因浇注时间较长，已近初凝，表面形成硬壳，砼与钢筋笼有一定握裹力，混凝土在导管翻出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移。

在夏季或运输过程中时间较长时，气温高、运距远，混凝土容易初凝，当混凝土进入钢筋笼时，导管与钢筋笼的公共埋深超过6m，以至于在灌注时出现混凝土极易抱裹导管，提导管时带动笼子上浮。

钢筋笼子上浮预防措施：

防止桩底泥渣、泥块过多的方法是：在钻孔深度达到设计标高时，不要立即停止钻机转动，而是要空转（吊住钻杆，孔深不增加）一段时间，这期间泥浆坑内的泥浆与孔内的泥浆要不间断的循环，并且要注意，泥浆坑内的泥浆不能太稀，密度要不小于1.2，如果孔底有砂还要进行涝砂工作，待泥浆调均匀、泥块搅碎，方可进行下一道工序的施工，即拔钻杆和安装浇注水下混凝土的导管。

混凝土的要求：在夏季或运输过程中时间较长时，气温高、运距远，应加混凝土缓凝剂，调整好混凝土的塌落度，一般水下浇注桩基的混凝土塌落度应控制在18~22cm；浇筑桩基的混凝土都要求有很好的和易性与流动性，以此来保证混凝土在浇注的过程中能有很好的“泛浆”。

浇筑水下混凝土时，当混凝土接触到钢筋时，要将浇注混凝土的速度适当放缓，待浇筑的混凝土高度高出钢筋笼子底面1~2米时，再加快混凝土的浇注速度，这时桩中的混凝土已经将钢筋笼子裹住，钢筋笼子将不会再上浮，同时经常量测控制导管和钢筋笼的公共埋深不超过6米。

采用在钢筋笼主筋上焊“倒刺”的方法，来防止钢筋笼上浮，效果很好。钢筋笼同一截面焊3～4个“倒刺”，每个笼子设两道即可。

钢筋笼上端通过吊筋焊固在护筒上，可以承受部分顶托力，具有防止其上升的作用。方法比较简单，也便于操作，现场应用比较广泛。但由于钢筋笼与护筒连接为一个整体，护筒拔出带来一定的困难，必要时需清除护筒内沉积的钻渣泥浆，甚至表层的混凝土，以达到护筒处理桩头的目的。

对钢筋笼顶部的第一个加强箍筋进行处理，预先割除两根（或四根）主筋的弯钩。在吊装钢筋笼时将两根（或四根）用ф48×3.5钢管沿割除的弯钩的主筋插入，固定在护筒口灌注平台（或钻机机架）下两根ф48×3.5钢管横担上，采用扣件连接。利用护筒口灌注平台（或钻机机架）重量和施工过程中产生的荷载来阻止钢筋笼的上浮。

在孔底设置直径不小于主筋的1-2道加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接与钢筋笼的底部。利用先灌注混凝土的重量和对牵引筋产生的摩擦力来控制钢筋笼的上浮。实践证明对于克服钢筋笼上升是行之有效的。

钢筋笼离井口不远，还可以采用在几根钢管套在顶端加强箍筋上，再用S钩固定在护筒等固定物上来防止。

浮笼处理措施：

在浇筑桩基混凝土时格外注意观察悬吊钢筋笼子的吊筋变化情况，如果看到吊筋有一点儿向上“撺”时，就已经表明钢筋笼子已经上浮了，此时要立即采取措施，放慢混凝土的浇筑速度，反复的用钻机上的卷扬机“慢提快落”导管，即慢慢的将浮出的钢筋笼子带回浇筑的混凝土中，应准确计算导管埋深和已浇混凝土标高，应随时掌握混凝土浇注标高及导管埋深。切不可因浮笼问题而把导管拨出混凝土面，而造成断桩。

如果钢筋笼还是降不下去，则只能进行拔笼重钻处理，混凝土的浇筑方量不多，或者钢筋笼在混凝土中的埋深比较浅，关键是钢筋笼及时拔出减少了施工损失，对桩身的重新开钻工作也很有利。施工体会：

在桩基施工中施工人员和技术人员往往对称孔、清孔质量和混凝土的浇注过程控制比较重视。而主观上对浮笼这道工序，存在不同程度的侥幸、忽略心理，1米左右能处理下去，超过1米处理起来就比较棘手，而其后果却是难以估量的，尤其是半笼、和一些桩长比较短（小于等于20米），桩径比较小（小于等于1.0米），钢筋笼采用的钢筋直径较小（直径小于20毫米）的桩基础，在采用水下混凝土的灌注方法时浮笼现象比较容易发生，跟操作人员经验有很大的关系。最好采取预防措施，防患于未然。

加固钢筋 篇6

【关键词】钢筋；混凝土；桥梁；病害；维修；加固

当前的钢筋混凝土桥梁因为种种技术因素的限制，往往在投入使用后一段时间内，出现一些病害现象，例如出现混凝土开裂、桥头跳车和钢筋生锈等病害，这些病害严重影响到钢筋混凝土桥梁的正常使用，更会降低桥梁的使用寿命。所以，必须针对各个部位的病害程度采用适当的维修和加固措施。

1.钢筋混凝土桥梁的病害

1.1上部构造病害

桥梁因为年代的原因和施工技术的影响，常会引起桥梁表面的缺陷：蜂窝，漏筋，麻面，空洞，工作缝以及外观质量太差；再者，桥梁中存在多余的积水；基座易发生滑动；桥面发生断裂和塌陷等现象；主梁发生病害，使得承载力变低。

常出现一些结构裂缝，主要引发原因有：混凝土收缩，荷载引起，地基沉降，钢筋锈蚀，温度变化和原材料质量等原因导致。

1.2下部构造方面

下部墩台往往发生常见病害：结构弯曲变形，滑动，钢筋锈蚀；受到外界压力的打击；原料发生退化和脱落。基础常发生以下病害：过大的压力下引起基础承载力降低而变形；基础的滑动；桥梁结构发生断裂和变形。

2.桥梁病害的原因分析

2.1裂缝的维修

蜂窝主要是因混凝土在施工过程中的振捣和灌注操作适当，导致离析的出现，水泥砂浆流失严重而导致蜂窝，也会因结构设计不当引起。

漏筋主要是因施工质量差引起的。麻面主要因为施工过程中的模板表面不光滑。空洞主要是因结构设计不当和施工工序的不规范引起的。

外观质量不良主要由于施工不严，没有按照规范进行，导致离析的出现，导致外观不良。

2.2外在因素的损坏

桥梁受到洪水、冰雹和地震等自然灾害的破坏。也可能是因桥梁的地址不当，导致局部结构受到损坏。

2.3自然老化

随着桥梁使用时间的延伸，桥梁自身会发生各种老化现象，导致桥梁的使用功能和承载力慢慢衰退。

2.4超龄使用

一些桥梁的使用时间太长了，超过了它自身的使用期限。

2.5承载力加重

随着国内交通行业的发展，桥梁荷载等级的设计标准越来越高，但是实际使用荷载往往超出设计很多，在长期的超重荷载运营的下，桥梁会因不堪重负发生结构病害。

2.6前期处理不当

一些桥梁的后期损害是因设计时期很多原因引起的，在前期并不会显现，只有当使用一段时間后才能显示。还会因施工质量不过关，施工技术和施工手段落后等原因导致病害的产生，使用时间一长，就会暴露病害问题。

2.7没有采取恰当的后期方法维修和加固

在桥梁交付使用后，必须进行必要的维修和加固，但是由于在实际维修中措施不当，导致维修措施没有发生原有的作用。例如，桥面排水处理不当导致桥面渗水；支座维修不当引起整个结构的受力不匀。一些不当的加固维修措施，甚至会加固病害的发生，例如桥梁加固位置不当，力量过猛或不够，引起桥梁结构的变形。

3.桥梁病害的维修加固措施

常见的钢筋混凝土桥梁病害是由多种因素引起的，它们加速了桥梁的侵蚀，所以必须考虑各种处理病害的方法，有效抑制混凝土桥梁的病害，提高结构的抗侵蚀能力和桥梁的使用寿命。

3.1混凝土

3.1.1选用合适的混凝土或砂浆补强

一旦发现桥梁混凝土被侵蚀，就必须进行补强，如果侵蚀面积不大，只需选择合适的混凝土补强，应选择与原本的混凝土粘接能力好、具有一致的线膨胀系数、强度和抗压力度能满足要求的补强泥浆，尽量保证泥浆良好的和易性和较好的密实度，降低混凝土被冻融的可能。如果桥梁是浸在水中的，则一定要选取抗水性好的泥浆补强，并添加适当添加剂，来强化桥墩的强度。如果病损面积大，可以增大原来结构的尺寸，减少混凝土面的拉应力，杜绝产生裂缝的。

3.1.2提高混凝土的密实度

混凝土桥梁之所以会裂，是因水的进入导致的，水通过缝隙进到混凝土的内部，并于内部的钢筋发生化学反应，加速了混凝土的侵蚀和裂缝。在高压注浆方式下，提高混凝土的密度，也可采用新型材料渗透性结晶材料，使其与混凝土内部的物质发生化学反应，生成阻塞贯通毛孔的凝胶，增加混凝土的防渗性，加强了桥梁的抗侵蚀能力。

3.1.3适当增加混凝土保护层的厚度

有害物质以水为载体到达混凝土内部的钢筋结构是需要一定时间的，我们还可以通过增减混凝土保护层的方式，延长有害物质到达内部钢筋的时间，进而延长了钢筋被侵蚀的时间，延缓了混凝土裂缝的产生，增长了混凝土桥梁的使用寿命。

在钢筋混凝土耐久性规范颁布之前，建筑行业通常使用的是混凝土保护层净厚度是十五毫米，如果从结构受力方面来说，增强了桥梁的承载能力，但是抗侵蚀性就不那么强了，在恶劣的环境下很容易使有害物质进入钢筋位置，与钢筋产生一定的化学反应，使混凝土裂缝进一步扩大。所以对于侵蚀严重的桥梁可以采用增加保护层的厚度来延缓裂缝的产生。各国规范在规定最小混凝土保护层厚度时，除普遍考虑环境条件外，对其他条件的影响各有侧重，如美国规范对构件类型、钢筋类型和直径大小很重视，将构件分为三个档次，板墙小梁、梁柱、壳体折板等；对不同粗细的钢筋也予以区别对待。而英国规范对混凝土强度等级不同则规定也不同，好的钢筋进行绑焊。在混凝土补强后，在结构表面再喷涂阻锈剂。

3.2表面病害维修

针对桥梁的蜂窝、空洞、表面风化、麻面、剥落等病害，应清除松散部分，用高标号混凝土或水泥砂浆填补。

一旦桥梁发生漏筋或保护层剥落，应凿去松动的保护层，清除钢筋锈迹，损坏不大时可用环氧砂浆修补，损坏面积大时用喷射高标号水泥砂浆修补。

混凝土一般会用到直接灌筑、喷射及压浆等修补法。当修补工作面积较大时，应在灌筑前设立模板，以保护修补的外观质量。

施工前应凿除构件中的蜂窝或空洞等缺陷，且凿毛修补部位，并保持老混凝土表面的湿润、清洁和不沾尘土；为保新老混凝土的结合性，应在界面上涂抹一层水泥砂浆。可以采用水泥砂浆人工涂抹法和喷浆修补法补强。水泥砂浆人工涂抹法用于修小面积的病害，喷浆修补法适用于老混凝土和比较严重的病害。

3.3钢筋维修

混凝土抗渗性较好，但因为不同的施工条件和施工质量，会不可避免的出现微小的孔隙和裂缝，容易导致有害物质的侵入，腐蚀钢筋。针对侵蚀轻微的钢筋混凝土结构，应该在混凝土表面涂刷阻锈剂，以便不影响混凝土的透气性和水分散发，保护钢筋，避免发生大程度的锈蚀。掺入阻锈剂时要注意结合有害物质，使钢筋不会因结构设计不当发生破坏。如果钢筋混凝土结构侵蚀严重，必须剔除松动的混凝土，再结合具体情况处理钢筋的锈蚀，如果钢筋是表面锈蚀，应在除锈后在表面涂刷阻锈剂，如果钢筋的有效面积明显减小，应该采用同型。■

【参考文献】

[1]邹虎，罗小峰.既有钢筋混凝土刚架拱桥的加固处理技术[J].公路交通科技（应用技术版），2010（10）.

钢筋混凝土绕丝加固探讨 篇7

一、混凝土结构的常用加固技术的优缺点和使用材料分析

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加固方法及相关的技术。不同的加固方法各有其特点，采用的加固材料及施工工艺也存在差异，应根据工程具体情况，合理加以选用。

1、增大截面加固法：

该法适用于梁、板、柱、墙等构件和一般构筑物的加固。其优点为施工工艺简单、适应性强，且有长期的使用经验;其缺点是施工期间湿作业工作量大，在混凝土养护期间需限制荷载，且加固后结构自重增大、建筑使用空间减小。相应的主要材料为：GMA无收缩自流密实混凝土外加剂、JN-J混凝土复合界面处理剂、JN-Z植筋锚固胶等。

2、置换混凝土加固法：

该法适用于各种结构构件的局部加固处理。其优点为构件加固后能恢复原貌，不改变原使用空间;缺点是剔除旧混凝土的工作量大，易伤及原构件的钢筋，且有湿作业。相应的主要材料为：HPG无收缩自流密实水泥基高强浇注料或GMA无收缩自流密实混凝土外加剂、JN-J混凝土复合界面处理剂、JN-Z植筋锚固胶等。

3、外粘型钢加固法：

该法适用于梁、柱、墙、桁架和一般构筑物的加固。其优点为受力可靠、能显著提高结构、构件的承载能力、对使用空间影响小、施工简便且湿作用少;缺点是对使用环境的温度有限制，且加固费用较高。相应的主要材料为：JN-M结构灌注胶、JN-F封口胶、JN-S药包式化学锚栓或JN-Z植筋锚固胶等。

4、外粘钢板加固法：

该法适用于受弯及受拉构件的加固。其优点为施工工期短、加固后几乎不改变构件外形和使用空间;缺点是使用环境的温度有限制，粘贴曲线表面的构件不易吻合;钢板需作防锈处理等。外粘较薄的钢板 (2一5mm) 可采用涂刮粘贴施工工艺，相应的主要材料为：JN建筑结构胶、JN-S药包式化学锚栓;外粘较厚的钢板(大于5mm)可采用灌注粘贴施工工艺，相应的主要材料为：JN-M结构灌注胶、JN-F封口胶、JN-S药包式化学锚栓或JN-Z植筋锚固胶等。

5、绕丝加固法：

该法适用于提高混凝土构件的位移延性;其优点为构件加固后增加自重较少、外形尺寸变化不大;缺点是对矩形截面混凝土构件承载力提高不显著，限制了其应用范围。相应的主要材料为：JN-J混凝土复合界面处理剂或GMA无收缩自流密实混凝土外加剂等。

6、预应力加固法：

该法适用于大跨度结构以及处于高应力、应变状态下大型结构的加固。其优点是能降低原结构构件的应力水平、消除新加杆件的应力滞后现象并显著改善结构的使用功能;缺点是在有生产热源且结构表面温度经常大于60℃的环境中使用时，其防护处理较难，且费用高。

二、钢筋混凝土绕丝法加固试验

用细钢筋(如果是冷拔钢丝，应退火后使用)缠绕混凝土构件利用环箍约束的原理进行加固称为绕丝法加固。在此通过试验对绕丝法加固进行一些对实际工程有益的总结。

（一）试件设计

1、本文仅针对独立柱的绕丝加固进行初步探索研究。

考虑到试验设备装置的情况，选用C20混凝土和4Φ10作纵筋。如果体内配箍率较高，不能把体外绕丝的效果体现出来，故体内箍筋选用6Φ@120，满足了箍筋间距不大于柱的短边尺寸及15d (d纵筋直径)的构造要求。为了测定体外绕丝对混凝土约束后的抗压强度，试件长度必须恰当。过长的试件，试验过程中将出现弯曲变形。过短的试件，端部效应的影响不能忽略。所以，短柱试验采用长细比β=6。长柱选用β=12，是配置螺旋箍筋的柱长细比最大限度，因为β>12时，有可能因长细比较大，柱子因丧失稳定而破坏，而使螺旋箍筋不能充分发挥作用。为了固定体外绕丝，在每个构件的上下两端头各有一根箍筋露在外部，将体外绕丝焊到其上。如果在实际工程中，可以采用体外绕丝钢筋的端部箍自身封闭焊牢。

2、在试件设计中考虑的参数：

(1) 长细比：β=6，β=12两种

(2) 偏心距：e o=0, eo=30mm, eo=60mm三种

(3) 绕丝间距：S=2 0 m m, S=40mm, S=60mm三种

(4) 矩形截面的切角：分为15mm, 25mm两种。

加载时，为了防止柱的端部局部压碎，试件端部加柱帽。

3、在试验设计中遇到了很多难题，其中最大的难题是如何给体外绕丝施加预紧力。

如果没有预紧，绕丝的效果体现不出来，如果预紧力太大，又有可能将体外绕丝拉断。如果采用人工方法，预紧力不一定会一致;如果采用机械法，在实验中虽然能够实现，但是为推广到实际工程中增加难度，现场难以实现，这样绕丝加固的方便性不能体现出来。最后决定采用在绕丝和构件之间用铁钉加楔的方法将绕丝绷紧。在实际工程中绕丝后可以用喷射水泥砂浆罩面，待水泥砂浆具有一定强度后，绕丝会自然固定绷紧。为了使体外绕丝大致成椭圆形，在模型柱的长边两侧各加一根圆钢Φ14，然后打入铁钉。

4、在实际工程中，加固都是在受荷情况下进行的。

为了探索受荷情况下的加固效果，部分柱在有250kN预压力的情况下绕丝加固。预压力也是用试验机加载，在荷载持续过程中绕紧钢丝，250kN这一级荷载也是考虑到实际设计荷载，根据实际荷载的比例确定，大致相当于50%的Nu (极限荷载) 。有预压力情况下进行加固相当于二次受力加固，原构件不卸荷，在截面已有一定应力情况下进行加固，这在工程上占大多数，绕丝只有在新增荷载之后，才能开始受力。

（二）试验装置及加载方案

1、试验设备采用200T的压力试验机。

在试件的四根纵筋上各贴1×lmm的电阻应变片，在短边上，在试件中部的位置对称贴100×5mm的混凝土应变片，长边方向在试件中部的箍筋上对称贴两片1×lmm的电阻应变片。为了避免应变片孔洞对试件截面削弱过大，纵筋和箍筋贴片位置略有交错，体外绕丝也每隔2圈，分别贴1×1mm的电阻应变片，由导线接入超级电阻仪由其读取数据，记录每一级荷载下的混凝土、纵筋、箍筋及体外绕丝的应变值，并观察裂缝的发展情况。

2、本试验为静力加载实验。

加载制度采用分级单调加载，在每级荷载下分别记录相应测点的混凝土、箍筋、纵筋及体外绕丝的应变，各柱先用0.1Nu(预计极限荷载值)反复预加载几次，检查纵筋及混凝土的应变片是否正常工作，同时调整试件对中清况，以几何对中为主，兼顾物理对中。退回到初始预载数值，然后开始正式试验，连续施加荷载，直到试件破坏失去承载能力。加载的每级荷载增量取0.1Nu，每级荷载持续时间为4一5分钟。

三、试验结果

1、轴压短柱，在开裂以前，体外绕丝中的应变很小，尤其对于作用有预加荷载的模型柱，体外绕丝中的应变基本不变化。开裂后，不加固的柱子，从观察到第一条裂缝后裂缝迅速发展，很快就达到极限荷载，破坏非常突然，混凝土被压碎，混凝土碎块块体较大，个别试件的混凝土崩裂，试件丧失承载能力。因此证实了不加固的轴压短柱是属于脆性破坏。

2、随着体外绕丝间距的加密，从开裂到极限荷载的过程中，试件的延性逐渐改善。间距为60mm的轴压柱，破坏虽仍属脆性破坏，混凝土被压溃，但没观察到崩裂，破坏时仍是以二、三条主要裂缝为主，裂缝宽度略有减小。而间距为40mm的轴压柱，已经具有延性破坏的一些特点，从试件开裂后，裂缝发展缓慢，达到破坏后，可以看到，裂缝细而密，分布比较均匀，而且大多集中在试件柱的中部，从开裂到破坏，荷载有一定的增加。体外绕丝中的应变变化表明，体外绕丝受到混凝土的压力，并且绕丝也给混凝土一个被动的约束。绕丝间距为20mm的轴压柱，从开裂到破坏，荷载能增加一级左右，说明被动约束提高了混凝土的抗压强度，体外绕丝中应变也普遍比间距为40mm时的要大，试件破坏后，剥去绕丝后观察到裂缝细而密。混凝土保护层脱落时，块体非常小，甚至比粉末大不了多少，破坏具有明显的延性。

结论

根据本文试验结果，可对用退火钢绕丝加固的轴心受压柱受力性能作以下归纳：

1、用绕丝加固柱可以提高柱的承载能力，提高的幅度随着绕丝间距的减小而增大。当绕丝间距为60mm，绕丝加固柱相对于未加固柱极限承载能力提高4%;当绕丝间距为40mm时，极限承载力提高5.5%;当绕丝间距为20mm时，极限承载力提高9.5%。

钢筋混凝土烟囱抗震鉴定及加固 篇8

一、工程概况

某钢筋混凝土烟囱, 建于20世纪70年代, 总高度为90m, 烟囱底部外径8.5m, 顶部外径5.5m, 筒身壁厚最薄处150mm、最厚处600mm, 分5次变化, 向上收进。筒壁混凝土强度等级C25, 基础为钢筋混凝土环形基础、埋深4.0m。该地区抗震设防烈度为7度, II类场地土。

该烟囱在使用过程中, 局部烟囱外壁保护层出现外鼓起壳现象, 纵向钢筋因锈蚀体积膨胀造成保护层脱落;其余部位也有少量肉眼可见锈蚀引起的纵筋裂缝。其目前使用状况不仅难以满足正常使用和耐久性方面的要求, 并且可能对结构的安全造成威胁。

二、钢筋混凝土烟囱抗震鉴定及加固的依据

本工程的抗震鉴定及加固的主要依据是《建筑抗震鉴定标准》 (GB50023—95) 、《建筑抗震设计规范》 (GBJ11—89) 及《烟囱设计规范》 (GBJ51—83) 。

1. 烟囱质量及构造鉴定验算依据

根据国家标准《建筑抗震鉴定标准》 (GB50023—95) 的要求, 一般的钢筋混凝土烟囱抗震鉴定时应着重检查筒壁混凝土的裂缝和钢筋的锈蚀等问题, 注意烟囱的筒壁不应有明显的裂缝, 包括水平裂缝, 斜裂缝和竖向裂缝、歪扭等情况, 钢筋混凝土烟囱不应有严重的腐蚀和剥落, 且混凝土保护层无掉落, 钢筋无露筋和锈蚀, 如筒壁损坏和钢筋严重锈蚀。钢筋混凝土烟囱筒壁的混凝土实际达到的强度等级不应低于C18, 以免在地震时受到严重破坏。

2. 烟囱截面抗震承载力验算依据

当钢筋混凝土烟囱的外观及内在质量良好且符合非抗震设计要求的下列烟囱, 可不进行截面的抗震承载力验算。

(1) 6度时任何类场地的全部砖和钢筋混凝土烟囱;

(2) 7度时I、II类场地的全部砖和钢筋混凝土烟囱;

(3) 7度时III、IV类场地和8度时I、II类场地, 高度不超过60m的砖烟囱;

(4) 7度时III、IV类场地和8度时I、II类场地上的高度不超过100m或高度不超过210m且风荷载不小于0.7k N/m2的钢筋混凝土烟囱。

这些不验算范围是根据震害的实际经验和调查资料的统计分析。同时, 也和《建筑抗震设计规范》规定的新设计烟囱一致。因为在非抗震设计中风荷载作为主要侧力进行计算, 而地震作用从工程实践上看, 在一定程度上可以和风荷载的侧力相比较。一般说, 对于钢筋混凝土烟囱, 0.7kN/㎡风荷载作用下的力, 与8度I、II类场地考虑地震和风荷载组合后的内力大体相当。

当不符合上述规定时, 可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》规定的方法进行抗震承载力验算。高度不超过100m的烟囱可采用简化方法, 超过时应采用振型分解反应谱方法。

3. 烟囱的综合抗震能力评定依据

(1) 符合以上质量、构造和抗震承载力规定的烟囱, 可评定为满足抗震鉴定要求;

(2) 不符合上述规定时, 可根据质量、构造和抗震承载力不符合的程度, 通过分析, 确定采取下列措施:

(1) 进行抗震加固;

(2) 停止使用, 限期拆除。拆除前应规定离筒身边缘周边10m附近地区, 禁止人员通行。

对钢筋混凝土烟囱的抗震能力进行综合评定时, 应同时考虑抗震承载力和构造两个因素。

三、烟囱抗震鉴定

1. 质量和构造措施鉴定

根据原设计施工图和现场检测的结果, 烟囱的构造措施上存在以下问题:

(1) 筒壁混凝土碳化深度较大, 钢筋保护层厚度不满足要求;

(2) 筒壁有局部起鼓、混凝土剥落, 钢筋外露锈蚀。筒壁局部混凝土严重酥裂, 钢筋已严重锈蚀。

(3) 烟囱筒壁混凝土强度最终推定值为20.1MPa, 混凝土实际达到的强度等级高于C18。

由此可知, 该烟囱的构造不满足《建筑抗震鉴定标准》要求, 故需要按照《建筑抗震设计规范》对烟囱筒壁的抗震强度进行验算。

2. 抗震承载力鉴定

(1) 自重

计算烟囱自重时, 一般沿筒身高度分很多节段, 每一节段筒壁、内衬等按空心截头圆锥体计算, 其公式如下:

第i段空心圆锥体的体积为:

每一节段筒身重力计算公式:

(2) 地震荷载

该地区是7度抗震, 对烟囱只需进行水平地震作用计算。根据规范GB50011—2001中的简化方法可计算得到烟囱各截面的地震作用。

烟囱底部由水平地震作用标准值产生的弯矩和剪力为

钢筋混凝土烟囱应考虑地震附加弯矩, 它是在地震作用、25%的风荷载、日照、基础倾斜等因素作用下, 筒身自重对任意截面所产生的附加弯矩。

式中-地震作用、25%的风荷载和考虑地震作用的附加弯矩所产生的变形曲率。

计算时, 先假设, 然后进行循环迭代, 使前后两次值相差不超过5%。

(3) 风荷载

烟囱是高耸结构, 受较大风荷载。风荷载是烟囱的主要荷载, 它对烟囱的强度和稳定有重大的影响。作用在烟囱筒身每一节段上风荷载按下式计算:

抗震承载力验算主要是考虑在自重、25%的风荷载、地震作用及地震附加弯矩共同作用下截面的强度验算。混凝土按照实测强度推定值取用;钢筋按原设计值取用, 不考虑钢筋锈蚀对截面的削弱, 考虑温度对材料的影响。

选择筒身混凝土和钢筋损坏最严重截面以及裂缝开展较严重处, 对烟囱做强度可靠性验算。考虑地震作用的强度计算时, 安全分项系数取1.7的0.8倍。筒身承载力验算表明烟囱筒身抗震承载力满足要求。

3. 综合抗震能力分析

根据上述鉴定结果, 该烟囱的构造不满足《建筑抗震鉴定标准》要求, 烟囱筒壁的抗震强度满足《建筑抗震设计规范》的要求。考虑构造措施的不足, 故应采取适当的加固措施。

四、抗震加固方案

《建筑抗震加固技术规程》规定:当钢筋混凝土烟囱不符合抗震鉴定时, 可采用现浇或喷射钢筋混凝土套加固。加固时高度不超过100m的钢筋混凝土烟囱可不进行截面的抗震验算, 仅需要按构造要求进行加固。按照有关要求, 当采用现浇或喷射钢筋混凝土套加固钢筋混凝土烟囱时, 应符合下列要求:

(1) 混凝土的强度等级不应低于C20。

(2) 混凝土套的厚度, 采用浇筑施工时不应小于120mm, 采用喷射施工时不宜小于80mm。

(3) 竖向钢筋直径不宜小于Ф12, 下端应埋入基础内;环向钢筋直径不应小于Ф8, 间距不应大于250mm。

为了恢复烟囱的可靠性, 延长使用寿命, 并使烟囱具备相应的抗震能力, 根据《建筑抗震加固技术规程》可采取筒壁外加钢筋混凝土套箍的加固方法。即以原混凝土筒壁作为新浇混凝土内模, 在筒壁外再浇筑一层120mm厚钢筋混凝土套箍。通过连接使新老混凝土共同受力, 同时保护旧混凝土不再遭受环境有害介质侵入。

混凝土套箍竖向钢筋从下至上采用Ф14○a200～Ф12○a150, 环向钢筋采用Ф10○a200～Ф10○a150, 混凝土强度等级取为C30。加固后烟囱筒身自重约增加25%, 由于地基经过30多年的压实作用, 地基承载力有所提高, 不需加固地基。

钢筋混凝土套筒整体加固方案图如图2所示。

五、小结

钢筋混凝土结构加固技术探讨 篇9

钢筋混凝土结构是土木工程结构中应用最为广泛的结构形式,其中较大一部分建筑物已建成使用多年,在长期的自然环境和使用环境的作用下,结构功能必然逐渐减弱,建筑原有的一些功能已不能满足当前的使用要求,安全可靠性存在很大的隐患,而建造新建筑物不但需要消耗大量的财力、物力,还要消耗很多不可再生的资源。随着人们环保意识的加强,以及节能建筑的发展,在当前提倡节约型社会的大环境下,对已修建好的各类房屋建筑、桥梁进行维修、保护和加固,保持其正常使用功能,延长其使用寿命,可以节约资源,减少土地征用,对缓解日益紧张的城市用地矛盾有着重要的意义。

建筑结构的加固是建筑工程质量安全保障体系中的重要部分,严格遵循规范[1]要求是建筑工程加固工作的前提。当前,建筑结构加固的设备在日益发展,同时,结构的问题也经常表现出个性特征,因而,加固方法也必须不断发展和创新。灵活运用适当的加固方法,可以取得事半功倍的效果,有效地保证施工质量和施工安全。

1 钢筋混凝土结构常用的加固方法[2]

1.1 加大截面加固法

该方法是对钢筋混凝土梁、板、柱、墙等构件外包一定厚度的混凝土,加大构件截面并配以适量钢筋,用以提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性,也可用来修补裂缝等。加固时,根据构件几何尺寸和施工方便等可设计为单侧、双侧或三侧、四面包套的加固。例如梁常用上下侧加厚层加固,中心受压柱常用四面外包加固,偏心受压柱常用单侧或双侧加厚层加固。根据不同的加固目的和要求,此法又可分为加大断面为主的加固和加配筋为主的加固,或者两者兼备的加固。加大截面为主的加固,为了保证补加混凝土正常工作,亦需适当配置构造钢筋。加配钢筋为主的加固,为了保证配筋的正常工作,需按钢筋的间距和保护层等构造要求决定适当增大截面尺寸。加固中应将新旧钢筋加以焊接,作好新旧混凝土的结合。图1所示为用加大截面法加固梁。这种加固法适用范围较广,受力可靠。缺点是湿法作业,施工工期长,受现场条件限制多,加固后的建筑物净空减小。

用加大截面法加固时,一般应满足以下构造要求:

(1)新浇混凝土的强度等级应不低于C20,且宜比原构件的设计混凝土等级提高一级。应将原构件在新旧混凝土粘合部位的表面凿毛。

(2)新增混凝土的最小厚度,加固板时不应小于40 mm,加固梁时不应小于60 mm,用喷射混凝土施工时不应小于50 mm。

(3)骨料宜用坚硬耐久的卵石或碎石,其最大粒径不宜大于20 mm。

(4)加固板的受力钢筋宜用ϕ6～8mm ,加固梁的纵向受力钢筋宜用变形钢筋,钢筋最小直径对于梁不宜小于12 mm,最大直径不宜大于25 mm。封闭式箍筋直径不宜小于ϕ8mm ,U型箍筋直径宜与原有箍筋直径相同。

(5)加固的受力钢筋与原构件的受力钢筋间的净距不应小于20 mm,并应采用短筋焊接连接,箍筋应采用封闭筋或U型箍筋,并按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》[3]对箍筋的构造要求进行设置。

(6) 梁的纵向加固受力钢筋的两端应可靠锚固。

1.2 外包钢加固法

外包钢加固法,是以型钢(一般为角钢)外包于构件四角(或两角),角钢间用扁钢焊接形成整体钢构套的加固方法,以提高构件的承载能力和延性。外包钢加固方法分为湿式和干式两种情况。湿式外包钢加固,外包型钢与构件之间是采用乳胶水泥粘贴或环氧树脂化学灌浆等方法粘结,以使型钢与原钢件能整体工作共同受力;干式外包钢加固,原构件与外包型钢之间无任何粘结,有时虽填有水泥砂浆,但彼此只能单独受力,承载力提高不如湿式外包钢加固有效。此加固法对所加固结构的截面尺寸影响很小,承载能力提高较大,现场工作量较小,受力较为可靠。适用于使用上不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载能力的混凝土结构加固。缺点是外观不美观,节点构造复杂,用钢量较大,且不宜在无防护的情况下用于600 ℃以上高温场所,受现场和结构形状等外部条件限制较多。图2为用外包钢法加固混凝土柱的图例。

外包钢加固法施工要点:加固时,要把表面处理(包括加固结合面和钢板贴合面处理)作为加固施工过程中的关键。对于干式加固施工,为了使角钢能紧贴构件表面,混凝土表面必须打磨平整,无杂物和尘土;当采用湿式加固施工时,应先在处理好的角钢及混凝土表面抹上乳胶水泥浆或配制环氧树脂化学灌浆料,对钢板进行除锈,混凝土进行除尘并用丙酮或二甲苯清洗钢板及混凝土表面,进行粘、灌。

1.3 碳纤维加固法

碳纤维加固[4]是一种新型的结构加固技术。碳纤维材料的抗拉强度高于普通钢筋的10倍,弹性模量是钢筋的数倍,具有强度高、重量轻、耐腐蚀性和耐久性强等优点。该方法采用同一方向排列的碳纤维织物,在常温下用环氧树脂胶粘贴于混凝土结构表面,利用其紧密粘贴于混凝土结构表面,使二者作为一个新的整体共同受力,从而达到对结构构件的加固补强及改善抗震性能的目的。

采用碳纤维加固具有以下优点:①由于碳纤维对混凝土的约束作用,构件受力性能明显得到改善。试验表明:采用碳纤维加固,按通常的粘贴层数(如三层) ,梁的抗弯抗剪能力提高在50 %以上,柱正截面承载力和延性性能可提高70 %;②碳纤维布质轻且薄,加固后对原结构构件截面、荷载增加均不大,不影响原有建筑使用功能,因此极适合于钢筋混凝土结构的加固。但采用这种加固方法对粘结胶的性能要求较高,目前无论是碳纤维布或是粘结用胶主要还是依赖于国外进口,相应造价也高,如想大面积推广尚存在一定难度。

1.4 预应力加固法

预应力加固法是采用外加预应力钢拉杆或撑杆对结构进行加固的方法,即通过施加预应力使拉杆或撑杆受力,影响并改变原结构内力分布,从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载能力。特点是通过预应力手段强迫后加拉杆或撑杆受力,改变原结构的内力分布,降低原结构的应力水平,使一般加固结构中所持有的应力、应变之后现象得以完全消除。它具有加固、卸载和改变结构内力的三重效果,后加拉杆或撑杆和原有结构能够较好地共同工作,结构承载能力能够得到较大提高。该法能降低被加固构件的应力水平,不仅使加固效果好,而且还能较大幅度地提高结构整体承载力,但加固后对原结构外观有一定影响。使用于大跨度或重型结构加固以及采用一般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[5]。但在无防护的情况下,不能用于温度在60 ℃ 以上环境中,也不宜用于混凝土收缩变大的结构。

预应力加固法施工要点:采用预应力拉杆加固时,在安装前必须对拉杆事先进行调直校正,拉杆尺寸和安装位置必须准确,张拉前应对焊接接头、螺杆、螺帽质量进行检验,保证拉杆传力正确可靠,避免张拉过程中断裂或滑动,造成安全和质量事故;采用预应力撑杆加固时,要注意撑杆末端处角钢(及其垫板)与混凝土构件之间的嵌入深度传力焊缝的质量检验,检验合格后,将撑杆两端用螺栓临时固定,然后用环氧砂浆或高强度水泥砂浆进行填灌,加固的压杆肢、连接板、缀板和拉紧螺栓等均应涂防锈漆进行防腐。

1.5 改变结构传力途径加固法

改变结构传力途径加固法是根据结构的具体情况,采用合适的结构措施巧妙而恰当地增加或减少支座的联系,减小结构的跨度或内力,从而提高结构的承载能力。一般有加柱法、托梁法、增加支撑法、连续梁法等,适合梁、柱、桁架、板加固和旧房改造。但加固方案的合理和经济与否受个人经验影响很大,计算理论要求高,构造复杂,施工技术难度较大。

改变结构传力途径加固法施工要点:增设支点若采用湿式连接,在接点处梁及支柱与后浇混凝土的接触面,应进行凿毛,清除浮渣,洒水湿润,一般以微膨胀混凝土浇筑为宜;若采用型钢套箍干式连接,型钢套箍与梁接触面间应用水泥砂浆座浆,待型钢套箍与支柱焊牢后,再用较干硬砂浆将全部接触缝隙塞紧填实;对于楔块顶升法,顶升完毕后,应将所有楔块焊连,再用环氧砂浆封闭。

1.6 注浆加固法

注浆加固法是指针对钢筋混凝土结构由于各种原因产生的裂缝,采用环氧树脂类粘合剂及密封剂灌浆加固修补的方法。该方法在不影响正常的生产、生活秩序情况下使结构达到预期的强度,延长结构的使用寿命,需要大型机械作业,施工快捷方便,加固效果安全可靠。

注浆加固法的特点有:①采用慢速、低压连续灌浆,可以确保树脂注入裂缝细微部位;②可以控制注入量,必要时可以补充灌浆料;③可根据裂缝大小、注入状况的需要调整压力;④注入量和注入情形可以目视观察。

主要应用范围:混凝土建筑物裂缝的修补,各种构筑物的修补以及桥梁、铁路的附属构件如桥墩、桥台、桥面、隧道等的修补。

2 与混凝土结构加固改造配套使用的一般技术

2.1 托换技术

该技术是托梁(或桁架) 拆柱(或墙)、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称,属于一种综合性技术。由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成,适用于已有建筑物的加固改造。与传统做法相比,具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点,但对技术要求较高,需由熟练工人来完成,才能确保安全。

2.2 植筋技术

该技术是一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术。可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋,已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。

2.3 裂缝修补技术

该技术是根据混凝土裂缝的起因、形状和大小,采用不同的封护方法进行修补,使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术。适用于已有建筑物中各类裂缝的处理,但对受力性裂缝,除修补外尚应采用相应的加固措施。

2.4 碳化混凝土修复技术

该技术指通过恢复混凝土的碱性或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术,目前这一技术还不够成熟。

2.5 混凝土表面处理技术

该技术是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

2.6 电化学防护技术

电化学防护是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。

2.7 仿生自愈合技术

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分。如含粘结剂的液芯纤维或胶囊,在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。

2.8 灌浆、嵌缝封堵技术

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等。常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

3 结 语

钢筋混凝土结构补强加固方法很多,分别适用于不同情况。事实上,工程实际问题千姿百态,对某一特定结构来说,难有一个完全固定的加固模式。加固方法的选择,应根据实际工程,结合结构特点、当地具体条件、新的功能要求等因素,在认真分析计算的前提下,遵循加固的相应规范,灵活选用适合的加固方案,并按加固效果可靠、施工简便、经济合理原则,综合分析确定[6]。就目前来看,建筑结构加固技术还有待于在实践中进一步探索,随着建筑科学技术的不断进步,新型建筑材料的不断出现,更好的加固施工方法将会有更大拓展,加固方案的选择范围也将具有更为广泛的是空间。 [ID:6719]

参考文献

[1]CECS-1990,混凝土结构加固技术规范[S].

[2]吕西林.建筑结构加固设计[M].北京:科学出版社,2001.

[3]GB500102-2002,混凝土结构设计规范[S].

[4]CECS146-2003,碳纤维片材加固混凝土结构技术规程[S].

[5]Oehles,Deric Jone.Reinforced Concrete Beams with Plates Gluedto Their Soffits[J].Journal of Structural Engineering,1994,(4):61-70.

既有铁路钢筋混凝土桥梁加固研究 篇10

1 钢筋混凝土桥梁加固的原则

1)桥梁结构由于结构失效或损伤经评估不满足结构安全或正常使用要求时,必须进行加固。加固设计的内容及范围应根据评估结论和委托方提出的要求确定,可以包括整座桥梁,亦可以是指定的区段或特定的构件。2)充分发挥原有结构的承载能力,节省投资,缩短工期。3)加固设计应与施工方法紧密结合,并采取有效措施,保证新老结构连接可靠、协同工作。4)选取桥梁加固方案时,应根据实桥的特点,选取经济有效、设备简单、技术可靠、便于施工并能取得明显效果的加固方案。5)加固设计及施工应尽量不损伤原结构,并保留具有利用价值的构件,避免不必要的拆除或更换。6)加固施工应在尽量不中断或少中断交通的情况下进行,加固改造材料应性能良好,养护工作量应尽量减少。7)加固施工过程中,应采取安全监测措施,确保人员及结构安全。8)加固后的桥梁在使用荷载作用下,结构体系各部分的强度、刚度和裂缝,均应符合现行设计规范的要求,耐久性也应满足要求。

2 钢筋混凝土桥加固的方法

钢筋混凝土桥梁加固的方法很多,对于上部结构加固方法主要有增大截面加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法和体外预应力加固法等;对于桥梁墩台墩加固方法主要有增大截面加固法、碳纤维加固法、包箍植筋加固法等;对于基础的加固方法主要有基础换填加固法、扩大基础加固法、增设钻孔桩加固法等。

3 既有铁路钢筋混凝土桥梁加固实例

北京市郊铁路提速改造工程京包下行线某中桥为6×10 m+2×12 m简支T梁,建于建国初年,主梁性能良好,但梁部无横向连接,桥梁在行车过程中截面存在斜弯曲现象,而且两片梁横向振动有相位差,横向位移超过《桥梁检定规范》的参考限值,有可能造成桥上脱轨事故,已不能满足铁路提速的要求。针对主梁性能良好但横向联系薄弱、结构整体性差等情况,为保证高速行车的稳定性和安全性、提高舒适度、尽量减少因更换桥梁带来的经济损失,本桥加固方案通过对该混凝土梁梁部增设横隔板及横向预应力加固,墩身采用植筋包箍混凝土加固粉化裂缝部分,基础采用增设树根桩提高基础承载力,使加固后的桥梁能保证列车提速后安全通行。

3.1 梁部加固

在两片预应力梁间增设3块横隔板,跨中和两端各一块,混凝土等级C50。对横隔板施加预应力,横向预应力筋采用强度为1 860 MPa的无粘结钢绞线,张拉控制应力为0.75fpu,使用外加螺母的夹片式锚具锚固,控制预应力筋的回缩量在2 mm以内,以免预应力损失过大。梁端侧向限位装置设计:梁端限位装置为型钢混凝土实体墩,混凝土强度C50级,型钢采用20a工字钢,立柱与斜撑均用两根工字钢并排焊接,且下部埋入墩帽不小于200 mm,实体墩与梁侧向间隙采用GJZ板式橡胶支座加钢板塞紧,GJZ板式橡胶支座要求:橡胶层厚度5 mm,钢板层厚度2 mm,尺寸为200 mm×300 mm,橡胶支座厚度为35 mm。

3.2 墩身包箍植筋加固

墩身外包C30混凝土20 cm厚,采用直径20 mm的带肋钢筋进行植筋,外挂一层ϕ8 mm钢筋网。施工时要求对既有桥墩加固部位表面混凝土进行凿毛处理,对原有和新设的受力钢筋应进行除锈处理,植入钢筋锚固深度要求不小于10倍钢筋直径,钻孔直径应大于锚固钢筋直径4 mm,钻孔要按设计图纸施工,采用流水作业。桥墩主筋锚固施工采用RE500锚固胶粘剂。主要施工步骤如下:1)准备:检查被植筋混凝土表面是否完好,钢筋探测核对标记植筋部位,尽量避免伤及钢筋,植筋应控制对原结构物内钢筋破坏低于15%。2)钻孔:根据钢筋直径及设计要求,根据直径对应深度打孔,检查孔径及孔深。3)清孔:利用压缩空气清孔,用毛刷刷三遍,吹三遍,确保孔壁无尘。 4)注胶:首先将植筋胶直接放入胶枪中,将搅拌头旋到胶的头部,扣动胶枪直到胶流出为止,前两次打的胶不用。注胶时,将搅拌头插入孔的底部开始注胶,逐渐向外移动,直至注满孔体积的2/3即可。5)植筋:将备好的钢筋旋转着缓缓插入孔底,按照相应的固化规定时间进行安装,使得植筋胶均匀地附着在钢筋的表面及缝隙中,待其固化后再进行焊接,绑筋及挂钢丝网,浇筑混凝土等其他各项工作。

3.3 墩台基础加固

既有桥基础为扩大基础,为使不扰动既有基础,在既有基础周围增设直径0.6 m树根桩数根,在既有基础以上合适部位植筋后新浇筑1.5 m厚承台,植筋深度50 cm,保证新浇筑承台与既有基础锚固牢靠,共同承受基底反力(见图1)。水中墩基础施工时,需做好防护工作,采用筑捣后混凝土封底,必要时加钢板桩防护。

加固后纵向计算位移0.839 cm,纵向容许位移2.449 cm,横向计算位移0.055 cm,横向容许位移1.553 cm。由此可以看出加固后桥梁的纵横向刚度、基础的承载力均有了较大幅度的提高。

4结语

在铁路提速改造过程中采用适当的加固和改造技术措施,恢复和提高桥梁的承载能力及通行能力,延长桥梁的使用寿命,能适应现代化交通运输的需要。对既有桥梁进行加固节省了大量的投资,收到了良好的经济效益。

参考文献

[1]马林.铁路混凝土梁横向预应力加固[J].铁道建筑,2000(9):43-44.

[2]刘真岩,周建斌.旧桥维修加固施工方法与实例[M].北京:人民交通出版社,2005.

[3]刘来君,赵小星.桥梁加固设计与施工技术[M].北京:人民交通出版社,2003.

[4]佟百龙.钢筋植筋锚固参数研究[J].东北公路,2003,26(3):97-99.