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加固技术介绍
依据《混凝土结构加固技术规范》,混凝土结构加固方法有:加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、改变结构传力加固法、外部粘钢加固法、碳纤维布加固法等。
1、加固工作程序
针对结构可靠性等级,提出佳加固方案。根据加固方案进行加固设计,考虑适当的施工方法及合理的构造措施。
2、加固技术介绍
(1)加大截面加固法
即采取增大混凝土结构或构筑物的截面面积,以提高其承载力和满足正常使用的一种加固方法。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,混凝土受弯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。
(2)外包钢加固法
该加固技术是在混凝土构件表面用的建筑结构胶粘贴钢板,以提高结构承载力的一种加固方法。适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构的加固,要求承受静力作用的一般受弯、受拉构件,且环境温度不大于60℃,相对湿度不大于70%,以及无化学腐蚀影响,否则应采取措施。优点是简单、快速、不影响结构外形,施工时对生产和生活影响较小。但是,粘钢存在着应力滞后现象。施工时原构件的负载越大,应力滞后越多。此外,施工质量和粘结剂质量对加固有较大影响。
(3)低压注浆法
该方法适用于裂缝宽度在0.2~0.3mm的混凝土缝修补,它是在裂缝中注入树脂或水泥类材料,以提高其防水性及耐久性。对于未贯通的裂缝,注浆法难以将浆液注入到内部,注入压力太大时,还有可能使裂缝宽度扩大。所以,目前多采用低压低速注入法。
(4)预应力加固法
即采用外加预应力的钢拉杆或撑杆,对结构进行加固的方法。适用于要求提高承载力、刚度和抗裂性及加固后占用空间小的混凝土承重结构。此法不宜用于处在温度高于60℃环境下的混凝土结构,否则应进行防护处理,也不适用于混凝土收缩量变大的混凝土。
(5)改变结构传力途径加固法
主要可分为两种:
1)增设支点法:该法是以减小结构的计算跨度和变形,提高其承载力的加固方法。按支承结构的受力性能分为刚性支点和弹性支点两种。刚性支点法是通过支承构件的轴心受压将荷载直接传给基础或其他承重结构的一种加固方法;弹性支点法是以支承结构的受弯或晰架作用来间接传递荷载的一种加固方法。上述方法适用于房屋净空不受限制的大跨度结构的加固。
2)托梁拔拄法:该法是在不拆或少拆上部结构的情况下拆除、更换、接长柱子的一种加固方法。按其施工方法的不同可分为有支撑托梁拔拄、无支撑托梁拔柱及双托梁反牛腿拔柱等方案,适用于要求厂房使用功能改变,增大空间的老厂改造的结构加固,其中双托梁反牛腿托梁拔拄,则适用于保留上柱的型钢结构的加固。
6、外包钢加固法
即在混凝土构件包以型钢的加固方法。适用于使用上不允许增大混凝土截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力的混凝土结构的加固。当采用化学灌浆外包钢加固时,型钢表面温度不应高于60℃。当环境具有腐蚀性介质时,应有可靠性的防护措施。
预应力混凝土梁应怎样加固混凝土凭借其的力学性能与耐久性,在各种土木工程中,都有广泛的应用。混凝土具有较高的抗压强度,而抗拉强度却较低,在实际工程中,易受拉导致开裂。为避免混凝土因拉应力过高而开裂退出工作,施加预应力形成预应力混凝土构件,有效提高混凝土抗裂性能,已成为大跨径梁主要采用的形式。
预应力混凝土梁随着使用年限的上升,由于前期设计、施工的缺陷以及荷载的不断增加,同样也会产生病害。如今预应力混凝土梁病害发生正呈现上升趋势,应当引起重视。
预应力混凝土梁病害影响
与常规混凝土结构类似的是,预应力混凝土梁病害发生的直观表现也是裂缝。不论何种原因产生的裂缝,都会对桥梁安全性产生影响。混凝土的开裂,会造成保护层失效,内部钢筋外漏,加快钢筋锈蚀。钢筋锈蚀体积膨胀同时承载力降低,会进一步加速裂缝的开裂,终甚至导致梁体的完全***。
而当预应力混凝土梁由于承载力不足,产生结构性裂缝时,往往证明结构已经受到了较大的安全威胁。预应力梁体裂缝出现,有可能是梁体预应力损失、或结构承载力已无法满足现今使用要求,而部分裂缝的出现甚至是承载力达到极限的标志,预应力梁体可能随时发生脆性***,必须及时进行加固处理,避免安全事故发生。
预应力混凝土梁病害治理
在未施加预应力的混凝土梁加固中,有多种加固方法可供选择。各种加固方法各有所长,而其中粘贴碳纤维布与粘贴钢板两种方法得到了较多的使用。二者共同点居多,施工方便且力学性能较好,在预应力梁加固中表现如何呢?
首先,预应力梁因采用预应力技术,承受荷载往往较高,在加固中需要采用高强度的加固方式。粘贴碳纤维布与粘钢等方式,存在一大缺点,只有桥梁进一步产生变形时,才会抵御变形产生拉力起到加固效果。而混凝土的抗拉强度很低,极有可能在梁上部荷载不断增加的过程中,碳纤维布或钢板未完全发挥强度,达到理想加固效果,而混凝土优先开裂退出工作导致整体结构***。
另一方面,规范中强调,采用粘钢加固、碳纤维布加固等方法需要首先卸载,以减弱加固材料受力滞后带来的不利影响。而大跨径梁自身自重较高无法忽视,在加固时,必须考虑到梁体混凝土自重导致的加固材料受力滞后。另一方面,针对于桥梁来说,若采用禁止车辆通行的方式降低荷载,难免会对交通造成影响,因此在大跨径预应力梁的加固中,应当结合实际采用更率的加固方法。
砖混结构加固方法
砖混结构是指建筑物中竖向承重结构的墙采用砖或者砌块砌筑,构造柱以及横向承重的梁、楼板、屋面板等采用钢筋混凝土结构。也就是说砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构。
我们知道,建筑结构犹如人的骨架,支撑着整个建筑物,所以一旦砖混结构的承重墙受到,就危及建筑物的安全。
而砖混结构被认为是中国目前***的短命建筑。
梁思成曾言,对待建筑“要让它,不要返老还童”,所以对待老旧砖混结构,我们要做的是加固,而不是盲目拆除重建。
1.地基基础常用加固方法
加大基础底面积法、基础补强注浆法、锚杆静压桩法、树根桩法等。加大基础底面积法适用于当既有建筑的地基承载力或基础底面积尺寸不满足设计要求的加固, 可采用混凝土套或钢筋混凝土套加大基础底面积; 基础补强注浆法适用于基础因受不均匀沉降、冻胀或其它原因引起的基础裂损时的加固;锚杆静压桩法适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土和人工填土等地基土加固及纠倾加固;树根桩法也称压浆灌注桩, 适用于淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、碎石土和人工填土等地基土加固。
2.墙体常用加固方法
砂浆面层法、钢筋网砂浆面层法、钢筋混凝土板墙法。砂浆面层法适用于较小幅度提高承载力的静力加固和抗震加固;钢筋网砂浆面层法适用于较大幅度提高承载力的静力加固和抗震加固;钢筋混凝土板墙法, 形成砌体—混凝土组合墙, 适用于大幅度提高承载力的静力加固和抗震加固。后两种加固方法还能较大幅度提高墙体的变形性能。
3.砖柱常用加固方法
混凝土围套加固法、外包钢加固法。当截面抗弯承载力和抗剪承载力不足时, 可采用混凝土围套加固法;当截面抗弯承载力严重不足, 且不允许增大截面尺寸时, 可采用外包钢加固法。
4.混凝土梁常用加固方法
混凝土梁正截面粘钢加固、正截面加筋法加固、简支梁正截面碳纤维片材加固。这3种方法适用于提高正截面承载力;预应力螺杆加固梁斜截面: 这种方法适用于提高斜截面承载力;外包钢加固简支梁、预应力拉杆加固混凝土梁:这两种方法适用于同时提高正截面和斜截面承载力。
5.混凝土楼( 屋面) 板常用加固方法
在楼板受拉区粘钢加固、贴碳纤维片材加固, 这两种方法适用于提高正截面受弯承载力;当洞口边有集中荷载, 以及洞宽或直径gt;1000mm时, 洞口边应设梁。楼( 屋面) 板裂缝修补: 裂缝有已稳定、未稳定两种稳定状况, 应根据裂缝成因、裂缝宽度、裂缝深度、稳定状况、钢筋是否锈蚀、修补目的等, 选用不同的加固方法。裂缝加固方法有:表面处理法、灌浆法、填充法、表面涂渗透性防水剂。裂缝修补的目的增强防水性能、增强承载力、增强耐久性。