浅谈混凝土结构加固技术

　　摘要：本文介绍了几种混凝土结构的加固方法及配套技术，分析了其特点及适用范围，对混凝土结构加固技术提出几点建议。以积累经验，提高工艺水平。
　　关键词：混凝土结构，加固，方法，适用范围
　　随着我国社会的快速发展，基础设施建设也加快了步伐，越来越多的建筑物需要修复加固。如果没有技术革新,将会带来巨大的经济负担和社会压力。如何采取有效的方法保证结构的安全使用，加固技术将成为一项重要的工作。
　　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，可扩大截面面积，增加截面有效高度，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。此法施工工艺简单、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.粘钢加固法
　　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）表面粘贴钢板，这样可提高被加固构件的承载力，且施工方便。粘结钢板必须满足3个因素：（1）被粘结表面必须清洁。（2）环氧至少有混凝土强度的粘结强度。（3）为避免脆性的板分离破坏，板必须长而薄，或采用足够的锚固，来充分发挥钢板的性能。Jones的试验研究表明：胶粘锚固钢板是钢板锚固的最好方式。粘钢板主要实际问题是：（1）重量太大，且为方便操作和处理，在长度上有所限制。（2）现在加固采用低碳钢，且有与生俱来的锈蚀特性，因此产生了一个额外的维护工作。（3）现在难以肯定粘结的耐久性，以及在钢板与胶体界面潜在的锈蚀。（4）环氧树脂等用固化剂结硬后，强度虽高，但有跪性，且一般粘结剂适用面不够广。目前我国东洋机械公司从日本引进并正在研制生产在特殊环境下使用的粘结剂，诸如低温（一20C以下）、高温、水下等特殊环境下的粘结剂。该法施工快速、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，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。
　　3.预应力加固法
　　预应力加固具有加固、卸载、改变结构内力的三重效果，适用大跨结构加固。用预应力钢筋在构件外进行张拉，可以起到增加主筋，提高正截面及斜截面强度，同时也提高了刚度，是一种积极的加固方法。但预应力钢筋中的预应力设置多少，却要受结构受力年限而定，即要考虑混凝土徐变的影响。预应力筋的应力不宜大于150MPa，对于已负荷很久的超静定结构，宜为50—100MPa.外加预应力技术已成功地应用于校正现有结构中超出的不满意的挠度，改进对疲劳和开裂的抗力。现在外加预应力在美国、日本、瑞士已广泛开发用作混凝土加固。优点为：施工方法简单、成熟；用X射线或其它无损检测技术可以在结构运行期检验；拉杆或绞线可替换。缺点源于结构的外部：易于锈蚀，易燃，易于损坏外观。外部施加预应力系统对外界侵蚀性成分与防火的保护通常用外包混凝土或喷射混凝土。其锈蚀问题可通过使用纤维加筋塑料来解决。但目前对纤维加筋塑料的机械性能并不十分了解，还有待进一步研究。
　　4.外包钢加固法
　　外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边，外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体，加固后的构件，由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高，因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。该法受力可靠、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600C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。
　　5.置换加固法
　　在梁或偏心受压柱中，用置换法可以达到局部直接补强的效果。例如当成批构件混凝土强度等级达不到设计要求时，通过检测，选出最低等级的构件，然后按弯矩图确定最危险截面，这些截面的受压区用高一级新混凝土置换老混凝土，切剖面应成直角平整，然后用喷射混凝土灌满，试验证明，尽管仅在局部置换，仍是十分有效的。在置换法中，构件需切割成方口或要将柱切断。目前，日本、美国和瑞典均有混凝土切割机生产，上海以及欧美各地也有现成产品，北京东洋机械公司是国内唯一以切割为主业的公司。
　　6.聚合物浸渍混凝土加固技术
　　聚合物浸渍混凝土是指以普通混凝土为基材，以有机单位为浸渍液渗入混凝土内部并且聚合而成的一种有机——无机复合材料。聚合物浸渍混凝土与混凝土基材的性能试验对比结果表明：聚合物浸渍混凝土对混凝土基材的性能改善是显著的，强度可提高数倍，抗渗性及耐化学腐蚀性也有大幅度提高。由于有机单体渗入混凝土内部，并且聚合后基本填满了混凝土原有的空隙，极大地改善混凝土的微观力学结构。因此，浸渍混凝土能够显著地提高原混凝土基材的力学强度。
　　7.与混凝土结构加固改造配套使用的技术
　　7.1裂缝修补技术。根据混凝土裂缝的起因、性状和大小，采用不同封护方法进行修补，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。
　　7.2植筋技术。系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。
　　7.3托换技术。系托梁（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。
　　参考文献：
　　[1]王莉,赵考重,刘清阳.预应力技术在建筑结构加固中的应用[J].建筑技术开发.2004
　　[2]黄朝辉.现代建筑物加固技术概述[J].民营科技.2008
　　[3]游雄斌.浅析混凝土结构加固技术[J].基建优化.2007,(02)

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