常用混凝土结构加固基本方法

混凝土结构是以混凝土材料为主，并根据需要配置和添加钢筋、钢骨、钢管、预应力钢筋和各种纤维，形成的结构。通常情况下，混凝土结构的加固方法可分为直接加固和间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。

一、直接加固的一般方法有：

1.加大截面加固法

该法施工工艺简单、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.置换混凝土加固法

该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。

3.有粘结外包型钢加固法

该法也称湿式外包钢加固法，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6000C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。

4.粘贴钢板加固法

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。

技术指标如下

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1、粘钢加固的方法本身在桥梁加固过程中所用的主要材料有钢板、胶粘剂，辅助的材料有（膨胀）螺栓等。

2、钢板

钢板一般选用A3钢板，工业中常用的3号钢或者16Mnq钢板均可，厚度一般在2~6mm之间，可根据工程实际需要设计确定，特殊情况时可适当加厚，材料的各项性能指标应符合相应行业及有关规范的要求。

3、粘胶剂

粘胶剂种类很多，主要有JGN（中科院大连化学物理研究所）、YJS-1（冶金建筑研究总院）、ET（苏州混凝土制品研究所）、WSJ（武汉水利电力学院）等系列产品，各种粘胶剂的各项性能指标可查阅相关书籍或者直接向有关企业索取，其中特别的是JGN系列中的JGN-（A）粘胶剂是专为桥梁动（周期性）荷载而研究设计的产品，尽管其抗疲劳等性能需在工程实践中检验，但它的出现仍必将促进粘钢加固方法在桥梁加固工程中的应用。

5.粘贴纤维增强塑料加固法

除具有粘贴钢板相似的优点外，还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。

施工要点

 

(1)把构件表面装饰层和抹灰层凿掉，用压缩空气将表面浮尘清除干净，疏松、损伤部位应用环氧砂浆修补平整，裂缝部位应该进行压力灌浆处理。

(2)表面找平：砌体表面凹陷部位用修补胶填平，有高度差的部位应用修补胶填补，尽量减少高度差，转角的处理应用整平胶料将其修补为光滑的圆弧，半径不小于10mm。砌体表面凸出部位用砂轮磨平。

(3)涂底胶：先在砌体表面均匀饱满地涂一层界面剂，然后在涂刷胶粘剂，将胶粘剂甲乙组分别按照说明书比例的质量称好，放在洁净的容器中调和均匀，用刮板把它们均匀涂在砌体表面，等待其固化后再进行下一道工序施工，调好的底胶必须在规定的时间内用完，一般情况下在40min内用完。

(4)粘贴碳纤维布：按照设计要求的尺寸裁剪碳纤维布。配好的胶放在洁净的容器中调和均匀，用刮板把胶均匀地涂刮在底胶上需要粘贴碳纤维布处，随即把按照设计要求已裁剪好的碳纤维布粘贴在设计部位，然后用专用滚子沿碳纤维布的受力方向来回滚压，挤出气泡，在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。等待指触干燥后，即可进行第二道碳纤维布的粘贴，方法与第一道相同。碳纤维布的搭接长度一般为100mm，端部用横向碳纤维布固定。

(5)碳纤维布粘贴完毕，等待指压干燥后，再刮涂一层面胶，来回滚压，使胶充分渗入到碳纤维布中。

(6)等待面胶指触干燥后，在最外一层碳纤维布的外表面均匀涂抹一层粘贴胶料，有利于表面保护层

6.绕丝法

该法的优缺点与加大截面法相近；适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固，或需对受压构件施加横向约束力的场合。

7.锚栓锚固法

该法适用于混凝土强度等级为C20~C60的混凝土承重结构的改造、加固；不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。

二、间接加固的一般方法有：

1.预应力加固法

该法能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力，但加固后对原结构外观有一定影响；适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固，但在无防护的情况下，不能用于温度在600C以上环境中，也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。

2.增加支承加固法

该法简单可靠，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间；适用于具体条件许可的混凝土结构加固。

三、与混凝土结构加固改造配套使用的技术有：

1.托换技术

系托梁（或桁架，以下同）拆柱（或墙，以下同）、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。

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。

3.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。

4.碳化混凝土修复技术（还不成熟）

系指通过恢复混凝土的碱性（钝化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。

5.混凝土表面处理技术

系指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。

6.混凝土表层密封技术

系指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。

7.其它技术

如结构、构件移位技术、调整结构自振频率技术等。

一、粘钢加固法

粘钢加固法是通过结构胶粘剂，将钢板粘贴到混凝土构件，相当于对被加固构件进行了体外配筋，粘钢加固法不仅提高了被加固构件的强度，对裂缝的开展及挠度均有抑制。粘钢加固法以其独特优点，不会退出加固舞台。首先是造价较低，断面为5x100的Q235b钢板，能提供的设计强度约为5x100x215=107（千牛），若改为100宽.0167mm厚的碳纤维布，假定碳布的设计强度为3500Mpa。则碳布提供的设计强度为0.167x100x3500=58（千牛），稍微粗略地说，粘一层5厚钢板和粘两层碳布强度相当，可是粘贴5厚钢板比起粘贴双层碳布，造价要节省一些；其次，粘钢时一般采用加压用膨胀螺栓，螺栓的存在使钢板和混凝土构件的整体性更好，而粘钢两层碳布，因剪力后滞，存在材料降效现象；另外，钢板不象碳布那样易损，便于装修。

二、碳纤维加固方法

碳纤维加固是美日等国家研发应用在土木工程中 的新型加固补强技术。该方法采用同一方向排列的纤织物，在常温狭隘用环氧树脂胶粘贴于混泥土结构表面，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。

随着材料科学的发展，纤维材料于土木工程中的应用成为国内外研究的热点，纤维材料中的碳纤维用于加固补强混凝土结构有着其自身的技术优势：高效高强（可以充分的利用其高强度、高模量的特点来提高结构及构件的承载力和延性，改善受力性能，达到高效加固的目的）、耐腐蚀性及耐久性（碳纤维材料化学性质稳定，不与酸碱盐等化学物质反应）、不增加构件的自重和体积（碳纤维质轻而薄）、使用面广（碳纤维是一种柔性材料，且可以任意裁剪）、便于施工（无需大型的施工机械，占用场地少，无湿作业）。碳纤维加固方法是采用同一方向排列的纤织物，在常温狭隘用环氧树脂胶粘贴于混泥土结构表面，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。与传统的粘钢加固不同，碳纤维加固在不增加构件荷载前提下完成设计及使用的需要。

三、粘钢加固与碳纤维加固的区别

碳纤维加固与粘钢加固不同，碳纤维加固在不增加构件荷载前提下完成设计及使用的需要。而粘钢加固就需要增加构件荷载前提下完成设计及使用。