混凝土结构加固技术现状与展望

一、结构加固概述

1.1. 加固原因 加固科学是随着建筑结构的发展而发展起来的。 从加固范围来看，主要激励有：

（一）因施工质量问题尚未完工的； (2)使用前因结构屋面封盖改造而造成的加固； (3)结构老化后的改造加固； (4) 洪水引起的加固。

1.2. 可靠性鉴定加固工作程序——加固方案选择——加固设计——施工组织设计——施工——初验。

2、传统加固方式

即钢筋分段法是在既有混凝土预制构件中加入钢筋混凝土，以减小原有混凝土预制构件的截面积，达到提高结构承载力的目的。 钢筋截面法的优点是施工方便，适用范围广。 通常是梁、板、柱、墙等混凝土结构的加固。缺点是现场湿作业工作量大，养护周期长，对生产和生活有一定影响； 对房屋的结构外观和净空也有一定的影响，预埋钢筋锈蚀和混凝土劣化的风险很大。

加截面法的加固效果与加固时原结构的挠度水平、结合面的结构处理、施工工艺、材料性能、加固时是否卸荷等直接相关。 在设计和结构上，加强截面法必须解决整体工作中新增部分与原有部分的合力问题。 试验研究表明，加固结构在受力过程中，节点表面会出现拉、压、弯、剪等各种复杂变形，其中关键是弯矩和拉力。 使这种强化技术在未来更有效的方法是使用具有高拉伸应变能力和低收缩性能的材料。

3、常规加固方法

3.1. 粘钢加固法 1960 年英国和爱尔兰在 L' 和 的工作基础上发展了一种外粘厚板加固钢筋混凝土结构的方法，即使用薄厚板或其他钢衬通过双组份 醇酸胶粘附在混凝土结构表面形成单相材料，混凝土-胶-钢复合体系。 该方法具有方案设计和结构估算简单、不破坏原有混凝土预制构件、施工方法简单、周期短、现场工作量小、对原有预制构件外观规范影响小等优点。 是一种在国际上应用广泛的先进加固方法。 除建筑物外，它还广泛用于道路和桥梁。 长期以来的研究表明，与混凝土梁的受拉表面粘合的厚板增加了抗弯能力，也增加了抗弯挠度，相应地减少了应力和裂缝。

混凝土粘合板必须满足三个激励条件：

(1)被粘表面必须清洁。

(2)醇酸至少具有混凝土硬度的粘结硬度。

(3)为防止韧性板分离破坏，板必须长而薄，或采用足够的锚固，以充分发挥厚板的性能。 琼斯的实验研究表明：厚板粘接锚固是厚板锚固的最佳方法。

胶粘厚板的主要实际问题是：

(1)重量过大，为方便操作搬运而限制了宽度。

(2) 低碳钢现在用于加固并具有固有的磨损特性，因此需要额外的维护工作。

(3) 厚板-胶体界面的粘结耐久性和潜在磨损目前尚不确定。

(4)醇酸树脂用固化剂固化后，硬度虽高，但呈跪状，通常粘接宽度不够。 目前我们的速捷二手钢结构是从美国进口的，正在研发和生产特殊环境使用的胶粘剂，如高温（-20C以下）、高温、水下等特殊环境的胶粘剂系列。

3.2. 预应力加固法也可称为反剪法。 外部简支是1950年代以来的一种施工方法。 简支钢筋具有加固、卸荷和改变结构内力的三重作用，适用于大跨度结构的加固。 用简支钢筋在预制构件外拉伸，可以减少主筋，增加正截面和斜截面的硬度，同时增强挠度，是一种正加固方法。 但简支钢筋的简支设置取决于结构的受力周期，即应考虑混凝土徐变的影响。 对于长期受载的超静定结构，简支钢筋的挠度不应小于50。 附加简支技术已成功应用于校正既有结构受力不足，提高抗疲劳抗脱落能力。 反抗。 如今，外支撑简支混凝土已在英国、日本和瑞士广泛开发用于混凝土加固。

附加简单支撑的优点是：

(1)施工方法简单、成熟；

(2)可采用X射线或其他无损测量技术对运行中的结构进行检测；

(3) 可以更换拉杆或绞线。

缺点从结构外部说起：易磨损、易燃烧、易毁形。 外部应用的简支系统通常通过包裹混凝土或喷射混凝土来防止外部侵蚀性元素和火灾。 它的生锈问题可以通过使用纤维增强塑料来解决。 然而，目前对纤维增强塑料的力学性能了解不多，需要进一步研究。

3.3. 外包钢筋加固法 外包钢筋加固法是在预制构件的四个角（或两个角）外包槽钢（一般为工字钢）的加固方法。 在我国，外包钢筋加固法也是一种传统的加固方法，应用范围很广。 其优点是：施工简单，现场工作量少，受力更可靠。 英寸，但不需要大大增加截面承载力的混凝土结构的加固。 外包钢筋可分为干式和湿式。 干式外包钢加固：外包钢与预制构件采用乳胶水泥浆或醇酸树脂物理灌浆粘结，使工字钢与原预制构件共同受力； 湿外包钢筋：工字钢与原有预制构件无粘结。 有时，虽然填满了水泥砂浆，但仍不能保证接缝处弯矩和拉力的有效传递。 外包钢架与原有预制构件不能作为一个整体工作。 可以单独站立。 与干式外包钢相比，湿式外包钢施工更容易，但承载力的提高不如干式外包钢有效。 外包钢结构，尤其是框架结构，节点处的受力最为复杂，结构处理也比较尴尬。

四、展望

由于加固技术的历史不长，在各种加固方法中，我们对混凝土结构修复加固的实践经验有限。 许多加固方法，尤其是较新的加固技术，缺乏必要的试验数据和设计施工标准。 和测试标准。 对各种加固方式的受力特点和施工要点的研究还需进一步深入。 例如，加固结构二次力的作用机理及估算方法研究； 各种加固材料和外包粘贴方式对原结构的抗弯、抗剪、抗疲劳、延展性和耐久性的实验研究。 结构胶的热性能是保证钢筋混凝土结构与各类钢筋薄板接合工作的关键。 变性有待进一步研究。 运用有限元理论研究混凝土-粘结剂-钢筋材料的挠度和应变、其受力模型的构建及估算方法的实现，从而准确估算其受力特性。 对各种加固方法的可靠性进行分析，提出相应实用的估算模型和公式二手钢结构市场二手钢结构市场，并符合现行规范，如采用分项系数法、可靠性修正分析等。该研究已列入我国国家基础研究重大项目（攀登项目）“重大土木水利工程安全与耐久性基础研究”。 苏杰二手钢结构研发出修补用自流平砂浆。 苏杰二手钢结构正在进行碳纤维应用技术研究。 中国水科院研制出机械设备地脚螺钉专用锚固剂。 中国建筑科学研究院已经对结构的安装后锚固技术进行了具体研究，并编制了相关行业标准。 同时，中国建筑科学研究院筹备建立混凝土结构锚固钢筋技术、优质高效承重膨胀螺钉、提高混凝土硬度的加固技术。

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