浅谈混凝土结构工程加固设计及施工方案
2015-12-03
目录
在混凝土工程中，混凝土结构加固中的设计和施工方案的制定显得尤为重要，加固的构筑物情况不同，需要制定的加固方案也就不同。方案的确定始终要遵循技术可靠、安全适用、经济合理、确保质量的原则。只有加固的过程中，根据构筑物的不同情况来采用对应的施工方案，加固工程才能收到良好的社会效益和经济效益。
一、混凝土结构加固工程施工设计方案的重要性
混凝土结构工程加固施工方案对混凝土结构加固施工作业的质量有着直接的影响，安全可靠的良好施工性是保证施工质量以及施工效率的重要因素。部分加固工程的施工方案虽然在理论上具有解决问题的可行性，但是其方案在具体的实施过程中却存在着较大的难度，导致施工的周期较长、劳动量大、安全系数较低等多种弊端，不同的加固方案对混凝土结构加固工程的质量影响存在差异。
二、混凝土结构加固设计
混凝土结构的加固是由直接加固与间接加固两类构成，设计时要根据实际情况、使用要求来进行方法和配套技术的选择。
1、直接加固的一般方法
（1）增大截面加固法
为了提高构件的正截面抗弯、斜截面抗剪能力和截面的刚度，起到加固补强的作用，必须要在钢筋混凝土受弯构件受压区增加混凝土现浇层，增大截面面积，增加截面的有效高度。采用本方法时，按现场检测结果确定的原构件混凝土强度等级不应低于C10。
（2）置换混凝土加固法
该方法与增大截面法有相近的优点，就是在加固之后不影响建筑物的净空，这样施工的缺点就是使作业时间较长；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的柱、梁等混凝土承重构件的加固。采用本方法加固混凝土结构构件时，其非置换的原构件混凝土强度等级，按现场检测结果不应低于该混凝土结构建造时规定的强度等级。
（3）有黏结外包型钢加固法
外包钢加固是把钢板或型钢包在被加固构件的外侧，外包型钢一般应采用湿式外包法加固钢筋混凝土梁，即采用改性环氧树脂胶粘剂用灌浆等方法把型钢与被加固构件黏结成一整体，被加固后的构件，由于受到外界的压力与拉力，钢截面面积大幅度提高，因此截面刚度和正截面承载力大幅度提高。
（4）粘贴纤维复合材加固法
构件为了提高承载能力，应在被加固构件的受拉区域用胶结材料把纤维增强复合材料贴于此处，使它与被加固截面共同工作，这样被称为粘贴纤维复合材加固法。该法不仅具有粘贴钢板的优点，还具有耐潮湿、耐腐蚀、几乎不增加结构的重量、经久耐用、维护成本较低等优点，当被加固构件的表面有防火要求时，需要进行专门的防火处理。被加固的混凝土结构构件，其现场实测混凝土结构的强度等级不应低于C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于105Mpa。适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。
2、间接加固的一般方法
（1）外加预应力加固法
受弯构件在预应力水平拉杆加固中，由于附加外力荷载和预应力的共同作用下，轴向拉力在拉杆内产生，该力通过杆的顶部锚固定在偏心地传递到构件上，在构件中产生偏心受压力作用，该作用直接克服了部分弯矩，并减少了外荷载效应，从而提高了构件的抗弯能力。
（2）增加支承点加固法
增加支承点加固法是通过受弯构件计算跨度的减少，达到减少作用在被加固构件上的承载效应，以提高结构承载力。这种方法简单可靠，但易损坏建筑物和其使用功能，并可能的减少空间的使用；这种加固方法适用于特点的条件下。
（3）其他加固法
辅助结构的加固方法是采用另外制定的辅助构件，如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁，全部或部分分担被加固梁的荷载。然后进行加腋在支座上，支座附近的截面提高，因此，该截面的抗弯和抗剪能力都提高了。
三、混凝土结构加固施工方案
好的加固方案应该具备施工方便、技术先进、经济效果好、加固的质量高等特点。
1、加固工程的施工方案必须考虑在内的条件是良好的施工性。加固工程方案的优劣，我们必须首先考虑施工作业条件的好坏，没有良好的施工性是阻碍加固工程施工的一个主要因素。虽然有的加固方案在解决问题中是可行的，但是，由于其方案的自身特点，在施工过程中附带了一定的施工难度，而造成施工工期过长，劳动力消耗过多，安全系数较低等弊端，会严重影响加固质量。
2、不同类型的工程加固方案的分析。在一般情况下，在加固工程中常采用增大截面加固法、置换混凝土加固法、外加预应力加固法和增加支承点加固法等，随着科技的不断发展，工程在进行加固时开始应用新技术、新材料、新工艺，如化学灌浆法、粘钢锚固法、碳纤维加固法应运而生，并广泛应用于各种类型的加固工程中。具体哪个方案最能体现加固工程所要求的快、省、短、平的特点，应根据加固需要的实际情况，综合确定加固方案。
①以框架梁的加固为例，较为经济、合理、技术先进的加固方案当属碳纤维加固法和粘钢锚固法，前者除了材料成本较高外，其他各种优势明显，主要表现在自重轻，材料本身几乎没有重量，后者则成本低，工艺简单，占地面积小，加固效果好等特点，明显优于增大截面法和外加预应力加固法。碳纤维加固后强度变高，固化后的碳纤维强度比钢材高达十几倍；体力消耗少，工作面可以只有一个或两个人操作即可；施工周期短，技术熟练的工人，每人每天可完成了约200米。然而，在负弯矩部位进行加固的效果比钢板性能要差。
②以框架柱的加固为例，一般采用的加固方法有黏结外包型钢加固法，即用型钢包在混凝土柱四周进行加固，这样就可以既大大提高混凝土柱的承载力，又不增加混凝土截面尺寸，具体的操作分为干、湿两种形式：干式加固法是将型钢(一般是角钢)直接外包于需要加固的混凝土柱四周，一定要确保混凝土与型钢之间无连接，由于钢筋与混凝土没有成为统一的整体，所以不能确定传递剪力连接。湿式加固法一种是用环氧树脂化学灌浆、乳胶水泥浆等材料，将角钢粘贴在混凝土柱上，另一种是角钢与混凝土之间保持一定的距离，在中间进行混凝土浇筑，以实现外包钢与混凝土相结合的目的。两种方法作比较，干式作业法施工简单，造价低，施工时间短，但其承载力提高不如湿式作业法好。在方案选择时，应根据加固要求和原构件情况，合理挑选适当方案进行加固。
结束语
混凝土结构工程的加固是一项系统而灵活的工程，在进行加固方案的设计和施工过程中，随着建筑科学技术的不断进步，新型建筑材料不断出现，更好的加固施工方法将会有更大拓展，因此，加固施工方案的选择范围也将更为广泛。
