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    混凝土結構加固方法簡介

    混凝土結構的加固分為直接加固與間接加固兩類,設計時可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法和配套技術。直接加固一般包括加大截面加固法、置換混凝土加固法、有粘結外包型鋼加固法、粘接鋼板加固法、粘貼纖維增強塑料加固法、結構膠植筋加固法等。

    一、直接加固法

    1.加大截面加固法

    增大截面法是鋼筋混凝土結構加固方法中最為常見通過一定程度地增大構件截面尺寸、加大受力鋼筋,從而提高構件結構承載力的一種加固方法。它可適用于混凝土梁、柱、板凳多類構件。采用增大截面法的優點在于:施工技術成熟,對施工人員無特殊的專業要求,施工方便,質量易于控制,可靠性高,可有效提高結構構件抗力,特別能夠較大程度的提高柱的穩定性。但該方法也一定程度的收到空間、使用功能等要求條件的限制,其缺點表現為一定程度上占據建筑物空間縮小正常使用面積,現場施工濕作業工作量大,養護時間較長,特別在使用過程中加固對生產、生活有一定影響,而且會影響建筑物的結構外觀。

    2.置換混凝土加固法

    該方法適用于受壓區混凝土存在強度偏低或密實度達不到要求的嚴重質量缺陷的混凝土梁、柱等承重構件的加固。置換法就是要把原有的缺陷部位局部清楚并用新的混凝土替代,其優點主要表現為構件加固后能恢復原貌,且不改變原有空間和建筑結構布置(建筑凈空不受影響),但該方法也存在缺點和不適用性主要表現為施工的濕作業時間長、清除舊混凝土的工作量大并需對周邊有影響的原有結構進行必要的支撐和臨時性加固。

    3.外包鋼加固法

    該法主要是利用鋼板、角鋼等鋼型材將混凝土構件(主要用于柱構件)包裹起來,通過四周各種的約束來增加構件的抗壓能力,適用于在不允許增大原構件截面尺寸,但又要去大幅度提高截面承載能力的混凝土結構,一般主要有干式外包鋼法和濕式外包鋼法兩種。其中干式外包鋼法主要是用焊接連接方式將混凝土構件外所包的型鋼連接起來,實現對原構件的約束從而提高構件的承載能力和抗變形能力;濕式外包鋼法是應用環氧樹脂、水泥砂漿等粘結材料將鋼材和原構件混凝土面層緊密連接,其濕作業工作量大但整體性較好。這種加固施工方法施工簡便、易操作,能明顯提高結構投機的承載能力,較為可靠,同時其對使用空間影響小、現場工作量也較小,施工時間較短,但存在用鋼量較大的缺點,加固費用相對較高,另外該方法不宜在60℃以上高位場所且無防護的情況下使用。

    4.粘貼鋼板加固法

    粘貼鋼板加固法是采用粘結劑和錨栓將鋼板粘貼固定于混凝土結構受拉面或其它薄弱部位,使鋼板與加固混凝土構件形成結構整體,來達到提高結構承載能力的目的。該方法近些年來被公路部門廣泛采納,多用于鋼筋混凝土橋梁的加固維修,同時在建筑工程梁、板構件的加固中也較為常見。該法有基本不改變原結構截面尺寸、施工工藝較為簡單、工期短、技術可靠性高、工藝成熟且短期加固效果較好等優點,特別隨著該技術的推廣應用,單位面積加固費用呈下降趨勢,一般情況下,與增大截面法以及體外張拉預應力法等價格方法相比,總的加固費用是最低的,是當前一種前景十分看好的加固方法。

    其主要缺點表現為:使用環境的溫度有限制,耐腐蝕性差。節點部位不易處理等。然而,易被腐蝕是該加固方法面臨的突出問題,粘貼鋼板加固后表面均需進行必要的防護處理,如水泥砂漿保護或環氧砂漿層,但是鋼板長期使用過程中的銹蝕程度較難估計,一定程度上降低了加固構件的可靠性,增加了后期養護費用。此外,為便于施工過程中對粘貼鋼板加壓及防治鋼板剝離,粘貼鋼板時需采用必要的螺栓固定錨固措施,不可避免會對原結構造成一定的損傷,故通常不宜用于鋼筋密度較大且走向復雜的構件結點部位加固。

    5.粘貼纖維復合材加固法

    纖維復合材主要包括碳纖維(CFRP)、芳綸纖維(AFRP)和玻璃纖維(GFRP)三種,而目前加固市場上主要采用碳纖維材料。碳纖維加固法是近年來以迅速發展起來的一種混凝土結構加固技術,它通過將高強度碳纖維織物或預成型板材通過改性環氧樹脂粘貼于被加固構件表面達到改善結構受力性能的目的。碳纖維布具有起稿的抗拉強度和彈性模量,并具有比鋼材更好的抗疲勞性能,質量比鋼材小很多,碳纖維材料具有優良的抗化學腐蝕能力和耐久性,且能適用各種復雜形狀混凝土的粘貼要求,因此被廣泛應用于鋼筋混凝土結構、鋼結構、砌體結構、木結構等各種結構形式的加固,主要用于受拉和受彎構件承載力不足的加固,而用其進行纏繞約束作用時,也可用于受壓構件的加固,可以有效增強被加固構件的延性,適用于結構抗震加固。在施工方面,粘貼后對原結構自重和構件尺寸的影響較小,功效高,不需要大型施工機具。

    6.繞絲法加固法

    該法主要是用于提高混凝土構件的位移延性,采用該法具有加固后構件自重增加較小,外形解密尺寸變化小等優點;但缺點表現為對混凝土結構構件承載力提高不明顯,因此其應用范圍收到了較大限制。

    7.噴射混凝土加固法

    該法采用的是借助噴射機械,利用壓縮空氣或其他動力,將按一定比例配合拌制的拌合料,高速噴射到受噴面上凝結硬化而成的一種混凝土。噴射混凝土與混凝土、磚石、鋼材有很高的粘結強度,具有較高的力學性能和良好的耐久性,并可以在結合面上傳遞剪應力和拉應力。其缺點主要表現為施工過程中需誘導大型噴射專用機械,而且施工作業面要求較大。

    8.結構膠植筋加固法

    該法不是用于提高加固植筋構件的自身承載力,而是在既有混凝土結構或構件上鉆適當深度的鉆孔,把周邊需加固或增加的構件的受力鋼筋植入孔內,并用化學膠粘劑(俗稱結構膠)使原構件混凝土與植入的鋼筋粘結牢固,并使新增鋼筋能發揮設計所期望的抗拉性能。結構膠植筋方法和操作工藝比較簡單,錨固效果好,安全可靠,故方法應用于存在補埋鋼筋、后埋鋼構件的加固中。

    二、間接加固方法

    1.增加支承加固法

    通過增設支撐點減小結構計算跨度、改變結構內力分布提高承載能力的加固方法被稱為增加支承加固法;該法適用于對使用條件和外觀要求不高的建筑物,搶險工程的臨時性支頂,具有受力明確、易于安裝拆卸、簡單可靠等優點;缺點表現為顯著影響使用空間,對建筑物的原貌和部分使用功能造成一定損害。

    2.預應力加固法

    設置外預應力拉桿或撐桿并施加預應力使拉桿或撐桿受力,改變原結構內力分布,達到降低結構原有內力水平,提高結構承載能力的加固方法是預應力加固法。該法具有三重效果――改變結構內力分布、卸載和加固,對其它加固方法中常見的應力應變滯后現象能較好地消除;因此在重型結構、大跨度構件或處于高應力、高應變狀態下的混凝土構件的加固中適用,但其缺點表現為:對原結構外觀有一定影響,且在無防護的隋況下,不宜用于混凝土收縮徐變大的結構,也不能用在60℃以上溫度環境中。

    綜上,各類加固方法都有其適用性,同加固方法可以運用于構件類型,同一種構件類型可采用不同的加固方法。

    來源:本站   編輯:普通管理員
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