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      裂縫修補施工工藝
      發布時間:2014-08-05

      就目前我國的具體情況而言,由于以下一些原因,工程加固具有很好的發展前景,我國是個多自然災害的國家,地震、水災、火災均對建筑物造成過嚴重損失。 我國五、六十年代修建的大批工業廠房、公用建筑和民用建筑,已經進入中老年期,加固改造任務已經大量的提到日程上來。 大量的橋梁工程由于交通量和荷載的增加、修建時間較長或原設計標準較低,已經出現嚴重的損壞,急需加固改造處理 ?傊,大規模建設之后,結構加固將成為建設的主角,無論從歷史文化保護角度還是對居住安全耐久性等角度,結構加固將變得尤為重要。

      一、結構加固改造的主要步驟

      一般工程結構加固的具體步驟為:可靠性鑒定——加固方案選擇—— 加固設計一施工組織設計—— 施工——驗收。

      1、對已有結構現狀的評價是整個加固改造過程中的關鍵環節。通過可靠性鑒定,對已有的結構構成以及連接構造(現場中實際情況)進行掌握;對材料部分、結構的損傷及缺陷;對結構的使用情況、使用環境進行詳盡的調查。

      2、結構的加固方案的選擇和設計的決定加固改造工程的效果和質量的關鍵。根據建筑物受損傷程度和原有建筑物的實際情況和使用目的進行方案設計,使方案技術可靠、經濟合理、方便施工。

      3、加固施工加固改造的主要環節,是實施加固設計和保證加固質量的關鍵。全面了解已有的結構的現狀,根據場地的實際情況組織施工,同時及時向有關設計人員反饋信息。

      二、結構加固的主要方法、優缺點及適用范圍淺析

      混凝土結構加固的主要方法有:碳纖維加固技術、預應力加固法、 粘鋼加固法、增補受拉鋼筋加固法、改變受力體系加固法、化學植筋技術、注漿加固、混凝土表面處理技術、混凝土表層密封技術等。

      (一)、碳纖維加固技術 

       碳纖維布加固技術是利用碳素纖維布和專用結構膠對建筑構件進行加固處理,該技術采用的碳素纖維布強度是普通二級鋼的10倍左右。具有強度高、重量輕、耐腐蝕性和耐久性強等優點。厚度僅為2mm左右,基本上不增加構件截面,能保證碳素纖維布與原構件共同工作。

      碳纖維

      碳纖維片是以碳纖維為組分,以樹脂為基體,通過一定的成型方法形成的單向排列的碳纖維的復合片材。它具有極其優越的品質:材料質輕高強,碳纖維片的抗拉強度比同截面鋼材高7~10倍,用環氧樹脂將它與結構物粘貼后形成一體,能可靠地與鋼筋混凝土共同工作,獲得優異的補強效果,而結構物自重的增加幾乎可以忽略;其抗疲勞強度高,耐久性能好,耐磨損、抗老化等。

      碳纖維根據原料及生產方式的不同,主要分為聚丙烯腈(PAN)基碳纖維及瀝青基碳纖維。碳纖維產品包括PAN基碳纖維(高強度型)及瀝青基碳纖維(高彈性型)。2、碳纖維材料與其他加固材料對比。1)抗拉強度:碳纖維的抗拉強度約為鋼材的10倍!。2)彈性模量:碳纖維復合材料的拉伸彈性模量高于鋼材,但芳綸和玻璃纖維復合材料的拉伸彈性模量則僅為鋼材的一半和四分之一。

      (3) 疲勞強度:碳纖維和芳綸纖維復合材料的疲勞強度高于高強綱絲。金屬材料在交變應力作用下,疲勞極限僅為靜荷強度的30%~40%。由于纖維與基體復合可緩和裂紋擴展,以及存在纖維內力再分配的可能性,復合材料的疲勞極限較高,約為靜荷強度的70%~80%,并在破壞前有變形顯著的征兆! 。4)重量:約為鋼材的五分之一! 。5)與碳纖維板的比較:碳纖維片材可以粘貼在各種形狀的結構表面,而板材更適用于規則構件表面。此外,由于粘貼板材時底層樹脂的用量比片材多、厚度大,與混凝土界面的粘接強度不如片材。

      (二)、預應力加固法

      用預應力鋼筋對梁、板進行加固的方法,稱為預應力加固法。這種方法具有施工簡便和不影響結構使用空間等優點。用預應力鋼筋加固、板的基本工藝是:在需要加固的受拉區段外面補加預應力筋,對鋼筋進行張拉,并將其錨固在梁、板的端部。。

      1、預應力筋的張拉  預應力筋通常裸置于梁體之外,所以預應力筋的張拉也是在梁體外進行的。

      張拉的方法可分為3種。   (1)千斤頂張拉法,千斤頂張拉法是使用千斤頂在預應力筋的端部進行張拉并錨固的方法。(2)橫向收緊法,橫向收緊法即在加固筋兩端被錨固的情況下,利用簡易工具使鋼筋由直變彎產生拉伸應變,從而在加固筋中建立預應力。(3)豎向張拉法,豎向張拉法分為人工張拉和千斤頂張拉兩種方法。

      2、預應力筋的錨固  預應力筋的錨固可采用以下4種方法。(1)U形鋼板錨固首先將原梁端部的混凝土保護層鑿去,并涂以環氧砂漿,然后把與梁同寬U形鋼板卡在環氧砂漿上,再將加固筋焊接或錨接U形鋼板的兩側。(2)高強螺栓錨固在梁及鋼板上鉆出與高強螺栓相同直徑的孔,然后在鋼板和梁上涂一層環氧砂漿,用高強螺栓將鋼板壓在原梁上,以產生摩擦力和黏結力,最后將預應力筋錨固在鋼板上,或直接焊接在鋼板上。(3)扁擔式錨固在原梁的受壓區增設鋼板托套,把加固筋錨固或焊接在鋼板托套上。施工時,鋼板托套用環氧砂漿年節在原梁上,以防止其滑動。(4)套箍錨固套箍錨固是把型鋼作成的鋼框嵌套在原梁上,并將預應力筋錨固在鋼框上的一種錨固方法。施工時,先除去鋼框處的混凝土保護層,并用環氧砂漿黏結鋼框。

      采用外加預應力鋼拉桿或型鋼撐桿,對結構構件或整體進行加固的方法。其特點是通過預應力手段強迫后加部分——拉桿或撐桿受力,改變原結構內力并降低原結構應力水平。后加部分與原結構能較好地共同工作,結構的總體承載能力可顯著提高。預應力加固法具有加固、卸荷、改變結構內力的三重效果,適用于大跨結構加固,及采用一般方法無法加固或加固效果很不理想的較高應力應變狀態下的大型結構加固。預應力法加固按加固對象的不同,分為預應力拉桿加固及預應力撐桿加固。預應力拉桿加固主要用于一般梁板結構、框架結構、精架結構、網架結構及大偏心受壓結構;預應力撐桿加固主要用于軸心受壓及小偏心受壓框架柱。

      (三)、 粘鋼加固

      粘貼鋼板加固法用粘結劑(建筑結構膠)將鋼板粘貼在已開裂構件需要加固的部位上,以提高結構承載力的一種方法。該方法的應用研究始于2O世紀6O年代。在國際上它是一種適用面較廣的加固方法,不僅用于建筑,而且用于公路橋梁的加固補強。

      結構粘鋼加固方法,與其他的加固方法比較,有許多獨特的優點和先進性,主要有:

          1)、堅固耐用:經過多年來的工程實踐,已經證明完全能保證加固工程的質量,結構的強度和剛度都能滿足設計的要求。施工工藝精巧,質量優秀,工程合格率為100%。膠粘劑30年老化試驗耐久性能滿足要求。粘鋼加固后的結構試驗,也證明強度和剛度的設計方法是正確的和可靠的。

      2)、施工快速:在保證粘鋼加固結構質量的前提下,快速完成施工任務,并能根據業務要求,在不停產不影響使用的情況下完成施工,受到用戶的普遍贊揚。

      3)、簡潔輕巧:與其它加固方法比較,粘鋼加固的施工,干凈利落,比較簡便,現場無濕作業。完成加固后的結構外觀不改變,比較輕巧,鋼板薄,結構自重增加極微,不會導致建筑物內其他構件的連鎖加固。

      4)、靈活多樣:粘鋼加固法的適應性很強,能夠解決生產上和生活上各種有關問題。粘貼鋼板的方案多種多樣,靈活巧妙。還可粘貼型鋼、加固鋼結構及磚砌體結構等。

      5)、經濟合理:由于施工快,避免或減少工廠停產時間,節約加固材料,與其它加固方法比較,粘鋼加固的費用大為節省,經濟效益很高。

      結構粘剛加固法可在下列情況下使用:                                  

      (1)鋼筋焊接點斷裂加固 (2)梁柱受化學腐蝕的粘鋼加固(3)提高樓面荷載加固(4)陽臺根部斷裂加固(5)牛腿接點加固(6)懸掛式吊車梁提高荷載加固(7)樓面荷載集中力加固(8)橋梁斷裂、舊橋維修加固(9)混凝土柱子牛腿斷裂加固等

      (四)、增補受拉鋼筋加固法

      增補受拉鋼筋加固法,是指在梁的受力較大區段補加受拉鋼筋(或型鋼),以提高梁承載能力的加固方法。增補鋼筋與原梁之間的連接方法有全焊接法、半焊接法和黏結法3種。

      1)、全焊接法

      全焊接法是增補鋼筋直接焊接在梁的原筋上,以后不在補澆混凝土做黏層保護。即增補筋是在裸露情況下,依靠焊接參與原梁的工作。增補筋之所以能錨固與梁中原筋上完成承載功能,是由于梁中原梁的應力是不均勻的有些區段、部位(如簡支梁的端部、連續梁的反彎點附近)原筋的應力較小。這些部位的原筋強度沒有被充分利用,尚有潛力可挖。若把增補鋼筋的端頭焊接在上述區段內,則原筋對增補筋即可起到錨固作用。

      2)、半焊接法

      半焊接法是指將增補筋焊接在梁中原筋上后,再補澆或噴射一層細石混凝土進行黏結和保護。這樣增補筋即手焊點錨固,由于混凝土黏結力的固結,使增補筋的受力特征與原筋相近,受力較為可靠。

      3)、黏結法

      黏結法是增補筋完全依靠后澆混凝土的黏結力傳遞,來參與原梁的工作。

      實際工程中,在受拉區補攪混凝土層的情況是比較多的。原配筋率較低,其混凝土受壓區高度較小,因此在受拉區補加縱向鋼筋并澆混凝土是提高該梁抗彎承載力的有效方法。又如陽臺、雨蓬等懸臂構件的承載力加固,可在原板的上面(受拉區)補配鋼筋和補澆混凝土。當在連續梁(板)的全長上部補澆混凝土時,后補澆的混凝土在跨中處于受壓區,而在支座卻處在受拉區。按后澆混凝土與原混凝土結合情況的不同,增大截面可分為新舊混凝土截面獨立工作和整體工作兩種情況。

      (五)、化學植筋技術

      1)、化學植筋技術    植筋新技術是運用高強度的化學粘合劑,使鋼筋、螺桿等與混凝土產生握裹力,從而達到預期效果。施工后產生高負荷承載力,不易產生移位、拔出,并且密著性能良好,無需作任何防水處理。由于其通過化學粘合固定,不但對基材不會產生膨脹破壞,而且對結構有補強作用。施工簡便迅速,安全并符合環保要求,是建筑工程中鋼筋混凝土結構變更、追加、加固的最有效的方法。

      2)、 使用范圍    1、各類建筑結構增建、變更等預留鋼筋固定。2、橫梁、柱頭、樓板、剪力墻等加固預留鋼筋錨固。 3、各類鋼結構、機械設備、支架等的螺桿錨固。

      3)、 技術特點

      1、高承載力(剪力、拉力);

                2、對固定的基材不產生膨脹力,適宜邊距、間距小的部位;

                3、施工簡便、時間短;

      隨著經濟建設的發展,在新建工程的同時,還強調對已有工程的技術、功能改造,在改造過程中,往往要求增加結構高度、增加荷載、增加跨度、增加層數。一些設計施工較早的工業和民用建筑,結構上不能滿足現有的建筑抗震設計規范要求,需要進行抗震加固;其他的如施工不當、管理不當、設計失誤等一些不確定因素造成的工程隱患則難以計數,因此工程加固改造具有廣泛的發展前景。



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