浅谈土木工程结构加固技术

浅谈土木工程结构加固技术

作者：张磊

来源：《城市建设理论研究》2013年第29期

【摘要】对几种主要加固工法的介绍增进人们对加固技术的了解。加固技术包括：碳纤维高效补强系统、后锚固植筋系统、粘钢补强系统、混凝土保护与修复系统

本文主要介绍建筑结构的加固技术。

【关键词】建筑，结构，加固技术

中图分类号：TU318 文献标识码：A

前言

随着我国改革开放成果的日益显现，我国经济实力得到了极大的提升，为应对日益增长的人居环境要求，大量居住、公共建筑建成并投入使用。随着时间的推移，我国人口将不断减少，资源趋近枯竭，拆除尚能使用的旧建筑重新兴建新建筑势必将会浪费大量的资源。改造加固既有建筑延长既有建筑的使用寿命必然会成为今后建筑工程的重点。改造加固既有建筑延长既有建筑的使用寿命需要依赖加固技术才能得以实现。由于近十年来我国加固技术进入高速发展期，人们对加固技术尚不熟悉。下文通过对几种主要加固工法的介绍增进人们对加固技术的了解。相信不久的将来加固技术必将成为土木工程施工中寻常工法而为人们所熟知。

二、土木工程结构加固技术

│碳纤维高效补强系统

► 使用│

碳纤维补强系统是针对混凝土结构、木结构和砌体结构的高效加固系统

需要对混凝土结构、木结构和砌体结构加固的主要因素为：

·荷载增大 ·抗震加固 ·结构受到损害

－商业建筑的使用荷载增加－加固柱子－建筑中材料老化

－桥梁车辆吨位增加－加固砌体墙－钢筋锈蚀

－工业建筑中重型设备的安装－加固梁板－车辆撞击

－振动结构

－改变建筑功能

加固效果：

·改善结构状态 ·改变结构体系·纠正设计或施工失误－减少变形－改变墙、柱位置－配筋不足

－降低原有结构应力－楼板、墙体开洞－构建截面不足

－减消裂缝

► 优点│

－自重轻，能在狭小的空间操作，施工时不影响房屋正常使用－强度高，能灵活的用于抗弯、抗剪加固

－具有柔韧性，能包裹复杂外形的构件

－适用于各种构件表面(梁、柱、通风管、管道、墙体)

－抗碱等化学腐蚀和恶劣环境（本身无公害）

－可对织物进行重复利用

－织物覆盖平整

►碳纤维补强系统－对装饰影响小

－贮存寿命长，允许操作期限长

－在操作前、操作中和完成后都允许环境存在湿气

－强度高、高模量粘接剂

－基材可以是混凝土、砌体结构、木结构等许多结构材料

－抗高温

－永久荷载作用下抗蠕变

－抗震性能好极限应变大

－具有触变性和易溶性，符合环保要求

► 碳素纤维布施工工法概要

碳纤维加固是采用同一方向排列的碳纤维织物，在常温下用环氧树脂胶粘贴于混凝土结构表面，利用其紧密粘着于混凝土结构表面，使二者作为一个新的整体，共同受力，是一种非常简单且优良的加固补强方法。

步骤：底层处理---涂布底层接着剂----涂布接着剂----贴上碳素纤维片----渗透----脱泡---涂布接着---渗透----脱泡----加工----完成

► 碳素纤维板施工工法概要│

碳纤维板工法，是将同一方向排列的碳素纤维使用环氧树脂浸润，从而硬化形成CFRP板*（东丽碳素纤维板），并且采用胶状环氧系粘着剂将板粘贴在混凝土表面的简单补强作业。

步骤：用溶剂等清洁碳板---将粘着剂进行混合----在碳板上把粘着剂涂抹成圆弧状----在混凝土上粘结碳板用硬橡胶滚轴压制---除去多余的粘着剂----清洁碳板的表面----保养养护----根据需要表面涂装。

无需底胶涂布段差3mm以内无需修复

│工程图片

■公铁立交桥T梁加固■车间楼板加固（板顶）

■办公楼楼板加固（板底）■高架桥箱梁加固

■化工厂设备框架梁加固■厂房框架柱加固

■厂房框架梁加固■碳纤维现场检测

│后锚固植筋系统

►后锚固植筋施工工法概要│

后锚固植筋工法，是针对不同施工环境使用适当锚固剂在不同基材上成孔，将钢筋或螺栓锚固于基材内的一种施工工艺。

步骤：

► 特点│shengcheng

固化时间短，快速承载，可缩短工期；

基材无应力，可进行小边距或小间距施工；

具有抗疲劳、抗老化、抗酸碱、无蠕变等特点；

一般具有高闪点、抗高电压（一万伏绝缘），使用安全；

优质胶适用于地震多发区，振动机械的紧固等；

耐候性好，经反复冻融循环锚固能力无明显降低；

一般锚固剂安全无毒，可用于引用水环境；

质量检查直观无安全隐患；

► 安装钢筋建议钻孔直径

钢筋直径Φ(mm) 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 40

建议钻孔直径D(mm) 12 16 18 20 22 25 28 32 35 40 50

│工程图片

■剪力墙植筋■锅炉基础植筋

■围栏植筋■柱增大截面植筋

■新增楼板植筋植筋拉拔试验

│粘钢补强系统

钢板补强工法是利用环氧树脂特有的优良粘接性能和可注入性，将补强用钢板采用锚栓固定在混凝土表面，并在间隙处注入环氧树脂，从而起到补强的效果。主要应用于桥梁的补强，工业与民用建筑混凝土构件的补强以及烟囱、水塔等构筑物的补强工程中。

►粘钢施工工法概要│shengcheng

施工步骤：

1涂抹式粘贴: 表面处理---设置锚栓--- 涂抹结构胶---安装钢板---表面清理----涂装

◆表面处理◆设置锚栓◆涂抹结构胶

◆安装钢板◆表面清理◆涂装

2灌注式粘贴：表面处理---设置锚栓---安装钢板---封缝---注入环氧树脂----涂装

工程图片

■刚架拱结点粘钢加固

■剪力墙洞口粘钢加固■框架梁、板粘钢加固■框架柱粘钢加固

■桥梁腹拱粘钢加固■框架柱粘型钢加固

■框架梁灌钢加固■框架梁粘型钢加固

■排架柱牛腿粘钢加固■挑梁粘钢加固■楼板开洞粘钢加固

│混凝土保护与修复系统

►结构损坏的评估调查和诊断│

►化学腐蚀修复

钢筋锈蚀造成的损害

碳化杂散电流/电位差腐蚀物质的侵蚀作用

空气中的CO2与砼孔隙中◆不同导电能力的金属在砼上相◆氯化物会加速腐蚀进程

的氢氧化钙反应连，导致锈蚀。◆当氯化物的浓度超过0.2～0.4%