重慶橋梁加固設(shè)計(jì),常采用的梁板加固方法
信息摘要：碳纖維布加固是建筑結(jié)構(gòu)加固工程中廣泛使用的一種加固方法。一般適用于建筑和一般結(jié)構(gòu)中承受靜力的一般受彎和受拉構(gòu)件，不適用于受壓構(gòu)件、剛度不足的構(gòu)件和承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。也可應(yīng)用于砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固。但需要注意的是，碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期環(huán)境溫度一般不應(yīng)高于60℃，在特殊環(huán)境下使用該技術(shù)時(shí)須采取相應(yīng)的防護(hù)措施。
梁板承載力不足主要是指改變用途后，梁板的承載力達(dá)不到預(yù)定承載力或規(guī)定承載力的要求。其一般表現(xiàn)為構(gòu)件撓度過(guò)大、裂縫過(guò)寬過(guò)長(zhǎng)、鋼筋銹蝕嚴(yán)重或受壓區(qū)混凝土出現(xiàn)壓潰跡象。根據(jù)梁、板等受彎構(gòu)件的性質(zhì)，常采用的梁板加固方法有以下幾種類型:
1.加大截面加固法
又稱混凝土包裹加固法，可以增加構(gòu)件的截面和配筋，提高構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和抗裂性，也可用于裂縫的修補(bǔ)。加大截面加固法施工工藝簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)。適用于梁、板、柱、墻及一般結(jié)構(gòu)的混凝土加固；但現(xiàn)場(chǎng)施工濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)生活有一定影響，鋼筋建筑限界有所降低。
根據(jù)構(gòu)件的受力特點(diǎn)、加固目的和幾何尺寸，可設(shè)計(jì)為單面、雙面或三面加固，或四面加固。上、下加厚層常用于加固梁等受彎構(gòu)件，可以增加截面有效高度，擴(kuò)大截面面積，從而提高構(gòu)件的正截面受彎承載力、斜截面受剪承載力和截面剛度，起到加固作用。在合適配筋范圍內(nèi)，混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力隨著配筋面積和強(qiáng)度的增加而增加。當(dāng)原構(gòu)件正截面配筋率不太高時(shí)，變大主筋面積可以有效提高原構(gòu)件正截面的受彎承載力。在截面受拉區(qū)增加現(xiàn)澆混凝土保護(hù)層，變大構(gòu)件截面，與原構(gòu)件共同工作，可有效提高構(gòu)件承載力，改善正常使用性能。
2.粘貼碳纖維布加固法
碳纖維布加固是建筑結(jié)構(gòu)加固工程中廣泛使用的一種加固方法。一般適用于建筑和一般結(jié)構(gòu)中承受靜力的一般受彎和受拉構(gòu)件，不適用于受壓構(gòu)件、剛度不足的構(gòu)件和承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。也可應(yīng)用于砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固。但需要注意的是，碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期環(huán)境溫度一般不應(yīng)高于60℃，在特殊環(huán)境下使用該技術(shù)時(shí)須采取相應(yīng)的防護(hù)措施。
建議用碳纖維布加固時(shí)，去掉作用在原結(jié)構(gòu)上的活荷載。如果在完全卸載的情況下無(wú)法加固，則應(yīng)考慮次生應(yīng)力的影響。另外，梁、板構(gòu)件受彎加固時(shí)，受拉區(qū)粘貼碳纖維布的方向應(yīng)與鋼筋的受拉方向一致；梁、柱構(gòu)件受剪加固時(shí)，采用封閉粘結(jié)、U形粘結(jié)或側(cè)向粘結(jié)的纖維粘結(jié)方向應(yīng)垂直于構(gòu)件軸向；當(dāng)柱被密封用于抗震加固時(shí)，纖維方向垂直于柱的軸向。
3.粘鋼加固法
粘鋼加固法是用專用建筑結(jié)構(gòu)膠在混凝土構(gòu)件表面粘貼鋼板來(lái)提高結(jié)構(gòu)承載能力的一種加固方法。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、快捷，不影響結(jié)構(gòu)形狀，施工時(shí)對(duì)生產(chǎn)生活影響較小，但加固效果很大程度上取決于膠合工藝和操作水平。它是一種應(yīng)用廣泛的先進(jìn)加固方法，不僅用于建筑工程，也用于公路橋梁。
粘鋼加固的效果主要取決于粘結(jié)施工的質(zhì)量，因此粘鋼加固施工應(yīng)由專業(yè)施工隊(duì)伍嚴(yán)格按照以下工藝流程進(jìn)行:表面處理(將粘結(jié)結(jié)構(gòu)打磨成新的表面)；卸載；搭配；粘貼鋼板；固定和加壓；熟化三天；檢驗(yàn)(主要是儀器檢驗(yàn))；鋼筋表面的防腐處理。
4.改變受力體系-增加支點(diǎn)加固法
改變受力體系的加固方法是指通過(guò)增加支點(diǎn)改變結(jié)構(gòu)受力體系的加固方法。在梁板的跨度中加入支點(diǎn)后，計(jì)算跨度減小，從而大大提高了承載力，同時(shí)減小了梁板的撓度。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳力可靠；但使用空間受到一定影響。這種加固方法適用于梁、板、桁架等結(jié)構(gòu)。
根據(jù)加支點(diǎn)的支撐條件不同，支點(diǎn)可分為剛性支點(diǎn)和彈性支點(diǎn)。
4.1剛性支點(diǎn):新增支撐的剛度很強(qiáng)，使加固構(gòu)件的新支點(diǎn)在外荷載作用下沒(méi)有豎向位移或可以忽略，荷載直接傳遞到基礎(chǔ)或其他豎向支撐構(gòu)件上。這種支護(hù)結(jié)構(gòu)受力明確，計(jì)算簡(jiǎn)單。
4.2彈性支點(diǎn):增加的支柱和支架相對(duì)剛度不大，新支點(diǎn)在外載荷作用下的變形大于原支架。例如，當(dāng)受彎構(gòu)件用作支撐時(shí)，載荷通過(guò)諸如彎曲的變形間接傳遞。而彈性支點(diǎn)加強(qiáng)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力只能通過(guò)變形協(xié)調(diào)關(guān)系獲得。
5.預(yù)應(yīng)力加固方法
預(yù)應(yīng)力加固法是指用預(yù)應(yīng)力筋加固建筑物的梁或板的方法。這種方法不僅施工簡(jiǎn)單，而且可以在不增加梁板截面高度、不影響結(jié)構(gòu)使用空間的情況下，提高梁板的抗彎抗剪能力，改善其使用階段的性能。主要原理是預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的負(fù)彎矩可以抵消部分荷載產(chǎn)生的彎矩，使梁、板的彎矩減小，裂縫寬度減小。
預(yù)應(yīng)力加固法的基本技術(shù)是:在待加固的受拉截面外增加預(yù)應(yīng)力筋并張拉。然后錨固在梁和板的端部。預(yù)應(yīng)力筋常用的張拉方法有千斤頂張拉法、側(cè)向張拉法、豎向張拉法和電加熱張拉法。預(yù)應(yīng)力筋的錨固方法主要有U形鋼板錨固、高強(qiáng)螺栓摩擦粘結(jié)錨固、焊接粘結(jié)錨固、扁擔(dān)錨固、帶原預(yù)埋件錨固、套圈錨固等。
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