土木工程施工中钢筋混凝土柱加固技术探微

土木工程施工中钢筋混凝土柱加固技术探微
摘要：钢筋混凝土在项目工程中发挥着至关重要的作用。

在各个地区建设钢筋
混凝土能够有效的为项目工程提供便利条件。

但是，相关的工作人员不对钢筋混
凝土进行定期的保养维护及定期的检测工作，钢筋混凝土的整体质量也会大幅度
下降。

因此，混凝土的质量检测及巩固技术就起到至关重要的作用。

通过相关的
书刊、文献等可以了解到我国大部分混凝土的质量都存在着一定的问题，只有对
这些存在问题或瑕疵的混凝土进行检测及彻底根治，才能够保证混凝土的正常使用，还能够促进项目工程后期的发展。

关键词：土木工程；钢筋混凝土柱；加固技术
前言：在结构柱中最为常见的就是钢筋混凝土柱。

在实际工程中常常因为设计不周、施
工质量差、施工现场管理不善等原因，导致ＲC柱的人为缺陷。

在施工过程中，荷载增加，
民用建筑中房屋结构加层改造、工业厂房中的设备增设及公路、铁路的需求量加大带来承载
力不足，地震、火灾等偶然因素也会引起混凝土柱的抗震性能不良等诸多影响其安全和使用
功能的问题非常普遍。

但限于我国国情，一些建筑物建立时间太长，其中的大部分仍不可能
推倒重建。

这就迫切需要采取切实有效的加固改造方法来大幅提高结构柱的承载力，同时又
显著改善其抗震性能。

1混凝土柱加固技术
对于以下几种加固方式是使用相对较多，适用大部分加固工作当中。

而对于一些特殊的
钢筋混凝土当中，以下几种方法能够有效的提高钢筋混凝土的质量。

①粘贴钢板加固法：此
方法对施工人员没有太高要求，钢筋混凝土的整体质量也能够达到严格的标准。

②粘贴碳纤
维加固法：这种方法是将碳纤维粘贴到钢筋混凝土当中，让碳纤维去分散过往车辆所产生的
力度，从而保证混凝土柱的使用时间。

③体外植筋法：此方法是对混凝土桥梁的整体进行全
面的调整，通过调整来增加混凝土柱的整体质量及后期的使用时间。

由此可见，以上几种方
法都能够有效的提高混凝土柱的整体质量及后期的使用时间。

2预应力钢绞线加固技术
预应力钢绞线由于强度髙、低松弛性能、预应力施加简单而被广泛应用于新建桥梁、建筑、水利、岩土等基础设施中。

与此同时，随着加固需求的增多，一些学者也将其应用在混
凝土结构加固中，如图１所示。

钢绞线加固混凝土柱是将高强钢绞线按一定间距缠绕在混凝
土柱横截面上，然后用锚具固定两端并施加预应力。

Ｓａａｔｃｉｏｇｌｕ等通过张拉固定
于墩柱四面滑轮上的钢铰线施加预应力研究其在地震作用下的抗剪性能时发现，施加了预应
力的墩柱裂缝发展缓慢，抗剪性能得到了明显的改善。

郭俊平等对预应力钢铰线网加固混凝
土圆柱的抗震性能进行了研究，发现钢绞线间距为３０ｍｍ时加固试件极限承载力提高27％，累积耗能提高172％。

此外，俞楠等利用有限元软件模拟了环向预应力钢绞线约束混凝土柱
的轴压性能。

3预应力钢板箍加固技术
钢套箍加固混凝土柱后不会显著增大截面，不改变原构件初始刚度，可以实现预应力的
精确控制。

20世纪60年代，北京冶金研究总院的工程师在进行厂房柱的加固时曾使用外包
箍板，但直到20世纪90年代，对局部外包箍板加固ＲＣ柱基本力学性能才展开研究。

虽然
钢板箍能够对混凝土提供一定的约束作用，但存在应力滞后的问题，在一定程度上造成材料
的浪费＾针对上述情况，郭子雄提出了一种新型钢板箍，并结合预应力技术提出了一种新型
加固方法—预应力钢板箍加固技术。

该方法是将两个定制钢板箍箍在混凝土柱表面上，通过
加力板和高强螺栓施加预应力，达到预应力后等强度焊接，之后拆除加力板和高强螺栓重复
使用。

通过对预应力钢板箍加固柱的轴压性能、抗剪性能和抗震性能的深人研究，发现预应
力钢板箍加固技术能够显著提高受压构件的极限承载力和延性、有效抑制斜向剪切裂缝的发
展并能增加受压柱的刚度和耗能能力，提高抗震性能，并且能为减轻地震灾害及震后修复工
作提供可靠的技术保障。

4外粘FＲP材料加固法
现阶段在土木工程中研究和应用较广的主要有碳纤维增强聚合物（CFＲP）、玻璃纤维
增强聚合物（GFＲP）、等各种纤维增强聚合物。

将FＲP材料水平包裹或缠绕于混凝土构件
的外围，当构件承受竖向荷载时而发生横向变形时，FＲP可为混凝土被动提供约束力，从而
加强混凝土的性能，从而改善混凝土柱的受力性能。

FＲP加固能显著改善混凝土变形能力，
同时这与其他传统加固方法相比，外粘材料的加固法虽然耐腐蚀、量轻、强度高，但其加固
后结构延性较差，变形能力不足；另外，由于粘贴纤维材料底部树脂为环氧类结构胶，对温
度要求较高，易老化等问题存在。

同时，由于单一FＲP无法满足结构加固的需要，近年来国内外对混杂纤维复合加固也进行了研究与应用。

为了提高FＲP材料的利用率，对FＲP材料
在加固前施加一定的预应力也逐渐成为研究的一个热点。

ＦＲＰ材料具有抗拉强度高，密度小、自重轻的特点，用于加固混凝土柱不增加原结构
的重量，各国学者对预应力ＦＲＰ材料约束混凝土加固技术深人的研究。

通过对预应力ＦＲ
Ｐ加固试件进行试验研究，发现能提高柱的轴心抗压承载力、抗剪承载力、抗弯承载力以及
抗震性能。

除此之外，国内一些研究人员在研究ＦＲＰ预应力大小对加固混凝土圆形截面短
柱的轴心受压性能时发现，当环向预应力与纤维布的抗拉强度的比值在0-0.2范围内时，试
件的承载力和延性随预应力的增大而增大，但当比值等于0.25倍时加固效果会降低。

5预应力加固法
采用预应力加固法的主要思想就是施加一部分预先设想的力或变形，来减小或抵消不希
望出现的力和变形，对于小偏心受压柱，压杆肢设置在压力较大侧。

但这种方法的缺点是在
施工时需要有专门的预应力设备，施工工序较为复杂。

由于桥梁结构自重较大，且跨度一般
较大，预应力加固方法因其内在的优势致使其在桥梁加固工程中应用较多，关于预应力加固
方法的相关研究国内外也开展较多。

6预应力钢带加固技术
高强钢带具有抗拉强度高，变形性能好的特点，钢带打包机可以方便的对其施加预应力。

预钢带加固应力钢带法是将钢带缠绕在柱上，对其施加预拉力达到对混凝土的约束作用，提
高柱的抗震性能。

Ｇａｍｂｌｅ采用预应力张拉钢条带加固足尺圆柱试验，证明了施加预应
力能有效改善圆柱基底钢筋搭接区的性能。

随着材料科学和机械加工工艺的进步，高强钢带
开始量产且出现了与之配套的钢带拉紧机和锁扣机。

针对这种情况，杨勇对预应力钢带加固
柱的轴压性能和抗震性能进行了深入研究发现３１ｍｍ宽，0.9ｍｍ厚的钢带以50ｍｍ为间
距时加固钢筋混凝土柱的承载力和变形能力分别提高65％和234％，抗震性能明显改善，具
有很好的工程应用前景。

7结束语
钢筋混凝土柱的加固方式随着施工工艺和新材料的开发不断发展，通过对常用钢筋混凝
土柱加固方法的分析发现，增大截面加固法工艺简单，施工方便，应用较为普遍。

但是，用
于加固钢筋混凝土桥墩柱时会由于加固柱刚度的增加导致柱子分担的荷载增大，需要进行优
化分析；外包钢加固法施工简便，受力较为可靠，但是外包型钢利用率不高；粘贴FＲP加固法能改变混凝土的受力状态，提高其承载力和变形能力，但是加固柱的延性提高程度不显著；
预应力加固法受力机理明确，但是施工工序较为复杂。

各种加固方式都有相应的优缺点，实
际工程应用中应结合具体情况采用合适的加固方式。

参考文献
［1］胡波，时旭东．加大截面法单面加固钢筋混凝土柱受力性能研究［J］．特种结构，2005，22（1）：79－82．
［2］季强，苏三庆，张心斌．用外包钢筋混凝土法加固ＲC柱性能的试验研究
［J］．工业建筑（增刊），2005（35）：945－947．。