混凝土結構加固方法的選擇和應用

汪雷

（中信建筑設計研究總院有限公司 湖北武漢 430010）

0 引言

建筑結構加固是在原有建筑的基礎上，采取增強、局部更換或調整其內力等措施，從而提高建筑的安全性、適用性和耐久性的一種方法。在對建筑物進行加固處理時，要對建筑物出現(xiàn)的損壞、損傷進行實地考察和合理的分析，運用科學的方法進行建筑結構加固處理。不同加固方法產生的加固效果差異較大，其經濟性、適用性、后期維護成本及對建筑空間的影響也不相同，對此，探討各混凝土結構加固方法的特點和應用具備顯著現(xiàn)實意義。

1 混凝土結構加固的特點

建筑結構加固是對固有的建筑結構進行的改造，因此，結構加固受到原結構現(xiàn)狀（如截面形式、截面尺寸等）的制約；一般結構在加固前已承受一定時間的荷載作用，加固設計應當充分考慮結構歷史應力對結構受力性能的影響，施工期間需要采取有效的卸荷措施保證施工期間的穩(wěn)定性。此外，在混凝土加固施工期間，應當確保良好施工條件和施工方案的可落實性，同時確保施工環(huán)境可以有效確?；炷良庸痰膶嵭?。以提高施工綜合質量，提高施工過程中的安全系數，確保加固施工可以順利實施[1]。

2 常用的混凝土結構加固方法

2.1 增大截面加固法

增大截面法是借助增大原構件截面積并增配鋼筋的方法來提高結構構件的承載力和剛度。這種加固方法的效果好、經濟、適用范圍廣，后期維護成本低，且有較多的工程使用經驗，具有較好的適用性。該方法的缺點在于施工操作相對復雜，且現(xiàn)場濕作業(yè)工作量較大，需要的養(yǎng)護期也較長，截面增大對構件美觀和建筑凈空高度也有一定影響。因此，在選用增加截面加固法時，需要考慮加固效果、成本、作業(yè)環(huán)境與工期等因素，綜合分析技術可行性。

2.2 外包型鋼加固法

外包型鋼法是在鋼筋混凝土構件四周外包型鋼或者鋼板達到共同受力，從而提高結構構件的承載力和剛度。該方法傳力可靠，施工方便，工期較短，對建筑凈空高度影響較小，但用鋼量較大，外露的鋼構件還應進行防火、防腐處理，后期維護較復雜。根據外包型鋼與原構件是否粘結，可分為干式、濕式外包型鋼加固方案，其中，干式外包鋼加固方式主要是應用在鋼筋混凝土柱外包鋼的加固處理，在型鋼與混凝土柱之間并不存在任何的連接，或者雖然填塞了水泥砂漿但是并不能保障界面能可靠的傳導力。濕式外包型鋼的加固方式則是借助結構膠粘接方式進行連接，確保型鋼與原結構構件之間存在有力的連接[2]，從而大幅度提高承載效果。

2.3 粘貼碳纖維材料加固法

混凝土結構采取粘貼碳纖維材料加固方式也能夠有效提高混凝土結構的承載力和剛度。相對于其他的材料而言，碳纖維材料本身具備更高的抗拉強度，并且有研究顯示，碳纖維材料的抗拉強度屬于普通鋼材的8倍，甚至部分優(yōu)質材料可以達到10倍[4]。碳纖維材料本身還具備優(yōu)質的抗疲勞特性，在目前混凝土結構大量應用的工程環(huán)境之下，借助碳纖維材料進行加固處理不僅可以預防疲勞問題的發(fā)生，還可以保證混凝土結構的完整性，同時碳纖維材料非常適合在高酸、堿、鹽及大氣腐蝕的環(huán)境中使用。但碳纖維材料抗老化性能較差，不耐火，長期使用溫度不宜超過60℃，相對濕度不超過70%，對高溫、高濕、存在有害介質環(huán)境及直接暴露于陽光下的室外條件應采用特種膠黏劑，且要有專門的保護措施[3]。

2.4 間接性加固措施

間接性加固措施主要包括預應力加固、增加支點的加固以及其他加固措施。預應力加固主要是應用預應力混凝土的原理，在增加構件或者是在原本構件的基礎上進行施加預應力，確保初始應力得到提高的一種加固措施。對于混凝土結構的梁板而言，可以對受拉力區(qū)域施加相應的預壓力，從而實現(xiàn)與使用階段產生的拉力相抵消，從而達到卸載的效果，盡可能提升梁體的承載能力和抗裂能力。增設指點法是通過增加支點來減小構件的計算跨度和內力，從而提高結構承載力，其特點是受力明確、簡單可靠、加固效果好，但建筑使用空間受到一定的影響。

3 加固施工的技術要求

3.1 外包型鋼加固

在外包型鋼混凝土結構加固施工期間，需要先對加固結構與鋼板貼合面進行全面的加工處理，在施工處理期間需要確保接觸界面的平整性，確保角鋼可以有效的粘貼在構件的表面上。對于混凝土結構加固的部分需要確保表面無任何塵土或雜物，這也是提高加固效果的關鍵。在采取濕式外包鋼加固施工期間，需要先在表面涂抹乳膠水泥漿或者是調配相應的環(huán)氧樹脂化學灌漿料，并做好鋼板的除銹處理，確?；炷量梢院图庸滩牧媳３钟行зN合。

3.2 增加支點加固方式

在通過增加支點改變力傳導方式從而實現(xiàn)對混凝土結構加固的施工中，需要先在節(jié)點位置的梁體、支柱和后澆混凝土的接觸面進行浮渣處理與鑿毛處理，為后續(xù)施工奠定基礎。在施工期間可以應用型鋼套箍干式連接方式處理，此時需要借助水泥漿灌注施工，在型鋼套箍和支柱之間保持良好固定之后，再應用相對比較硬的砂漿對殘余的縫隙等進行密實處理，提高加固質量。

3.3 預應力加固

在應用預應力加固施工方面，需要先對拉桿做好調校處理，確保筆直性，促使拉桿尺寸與安裝位置準確無誤。同時在安裝施工之前需要先對焊接頭、螺桿以及螺帽等做好質量檢測，確保拉桿傳導力的可靠性與正確性。規(guī)避今后施工期間出現(xiàn)斷裂或滑動的問題，導致更大的危害。在施工期間需要注重撐桿末端位置的角鋼和混凝土構件之間的連接深度，并做好固定處理。

4 結語

綜上所述，混凝土結構加固方案的選擇和施工控制非常重要，是保障建筑安全、經濟適用、耐久的關鍵。針對不同工程的實際特征采取最佳、最經濟的加固方式，促使混凝土結構加固質量得到保障。同時隨著當前建筑行業(yè)的快速發(fā)展，新型施工技術及新材料的不斷涌現(xiàn)，新型加固技術也在不斷投入應用，設計人員在熟悉既有加固技術的基礎上還應不斷學習新技術，促進新加固技術的發(fā)展與應用。