加固工程范例6篇

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加固工程

加固工程范文1

关键词:胶粘剂;粘接;加固

中图分类号:TU1文献标识码:A文章编号:1672-3198(2007)10-0283-01

目前,钢筋混凝土结构在全世界的各色的结构形式中扮演着举足轻重的角色。然而,由于使用年限的延长或其他如自然灾害等多种原因造成钢筋混凝土建筑构件强度、刚度不足引起的开裂、破损等情况频繁出现。在我国,许多建国后建成的建筑物经过数十年的使用已到了维修加固的高峰期,如何保证建筑物继续正常、安全的使用,是建筑行业经常碰到的问题。另一方面,近年来因用途变更而对建筑物原有结构、构件进行改造、加固补强的工程也日增多。经过工程技术人员长时期的努力,逐渐形成了一套较为完善的切实可行的工程加固方法,在实际的加固工程中的到广泛的应用和发展。与此同时,随着科学技术的飞速发展,各种各样的新型建材的出现也为加固技术、方法的不断创新、升级提供了有利的条件。

利用建筑结构胶粘剂对需补强、加固的建筑物进行加固,就是近来应用比较广泛的一类加固方法。这类方法主要是采用结构胶这一粘接材料,将补强用的钢板或型材,或是其他补强材料牢固的粘接于各种钢筋混凝土的构件上,使补强材料和原有构件形成协同工作模式从而满足结构、构件原有设计强度、刚度、耐久性要求。应用建筑结构胶粘剂对各类构件进行连接、加固或修补,相比传统的连接加固方法有很多突出的优点:

(1)用合成树脂胶粘剂来连接、加固构件,比一般的铆、焊法受力均匀,材料不会产生应力集中现象(如焊接时的热应力等),使之更耐疲劳,尤其能更好地保证构件的整体性和提高抗裂性,而整体性在基本程度上关系着构件的承载能力和稳定性。

(2)结构粘剂可以将不同性质的材料牢固地连接起来,这对建材多样化的今天,也是传统方法无法比拟的优点。

(3)使用胶粘剂进行施工,工艺简便,可大大缩短工期,往往在1-2天或更短时间就可以使用,尤其在各类构件的加固方面更是如此,可使一些传统方法无法加固的构件得以修复加固;对于某些重要军事工程、交通设施尤为重要。且其耐老化性能优良,能满足各种要求;在施工中还可以提高效率、降低成本、节约能源等。

常用的加固胶粘剂按照其基本性能分为A级胶和B级胶,对重要结构、悬挑构件、承受动力作用的结构、构件,采用A级胶;对一般结构构件可采用B级胶。同时按照胶粘剂索粘接材质的不同大致可分为,碳纤维复合材料浸渍/粘结用胶粘剂安全性能指标、粘钢及外粘型钢用胶粘剂和锚固用胶粘剂等。表1中归纳了几种常用加固胶粘剂的性能指标。

表1

建筑结构胶粘剂从20世纪80年代问世以来,已经有二十多年的发展历程,开辟了越来越广阔的应用领域:

(1)建筑结构胶粘剂在粘接加固中的应用。

这类应用范围主要是用结构胶作为一种粘接材料,讲补强用的钢板或型材,或者是其他补强材料(如碳纤维、芳纶、氯纶)牢固粘接在各种钢筋混凝土的构件上,如梁、柱、节点、托架板面、隧道及拱形顶等,已施工完成的加固工程均获得满意结果。以梁为例,可以是建筑物上的普通承重梁,也可以是起重吊车用梁,还可以是公路桥梁的梁及板梁、铁路桥的钢筋混凝土梁等。通过精心设计施工加固补强厚的效果非常良好。

(2)建筑结构胶粘剂在化学栓或锚筋上的应用。

这是另一个广泛应用的领域,是作为后锚固技术中的化学胶粘材料,它将螺栓、钢筋、塑料杆及其他锚固用材,埋于混凝土、岩石、砖、石材等基材中,发挥建筑结构胶粘剂的粘接强度,使后锚固件牢牢地埋植于基材里,在外力作用下,起到承载作用。这是近几年来发展和快的应用领域之一,大到抗震用钢筋的植牢,小到一个装修用螺杆的粘接埋入,建筑结构胶粘剂都有用武之地。

(3)建筑结构胶粘剂在灌注与修补粘接上的应用。

它可以是对外包钢加固用钢板,与混凝土构件之间灌胶粘接应用,建筑结构胶粘剂将钢板与混凝土牢固的连成一体,起到共同工作的效果。也可以用于一般构件中裂纹的封堵,使之达到原来的设计要求,并且防止了裂缝继续扩大。这类应用同样是量大面广的一个领域,不但可以在建筑构件中应用,同样可以用在水力工程和军事工程等各种结构上的修补和修复。

(4)建筑结构胶粘剂在现场施工粘接构件中的应用。

此项应用范围是结构胶刚刚开始不久的。在澳大利亚悉尼歌剧院混凝土屋盖的拼接拼装中曾经使用过,在我国也有柱子接长和地基桩接长的实际事例,但因其设计理论与计算方法的基础研究尚属起步阶段,目前还处于试用期,但这个领域的方展和应用前景是非常广阔的。

(5)建筑结构胶粘剂在粘接修补各类建筑物上的应用。

胶粘剂还可以对各类老建筑、古建筑(木结构、混凝土结构、石结构及砖结构等)进行粘接修复,也可以对某一单元构件进行修补修复。其修复工艺简便,修补修复效果良好。此种应用实例是比较多的。另外在公路面、机场跑道的修复中已有几十年的应用历史。水工水下中的粘接也有广阔前景。

(6)建筑结构胶粘剂在其他方面的应用。

这方面是在建筑及工程上的应用。如各类工程的应急抢险、防水堵漏、密封防潮以及防腐蚀等方面的应用。

建筑结构胶粘剂综合了化学、力学、材料、结构、光电测等先进技术的成果,应用于建筑结构粘钢补强、锚栓植筋、现场灌注施工上,显示出其突出的优点与重要性。国内公司经过多年不懈的努力,已成功的掌握了它们的技术,并应用于实际建筑施工中,解决了一些建筑加固中用传统方法难以解决的课题,创造了巨大的经济效益和社会效益。相信建筑结构胶粘剂此类材料与技术会有美好的发展前景。

参考文献

加固工程范文2

关键词:浅析;建筑工程;加固

Abstract: The author describes the advantages of application building structural adhesives reinforced construction projects and new construction reinforcement technology, reinforced adhesive types, characteristics and uses, building structural adhesives applications.Key words: analysis; architectural engineering; reinforcement

中图分类号:TU9文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)

目前,钢筋混凝土结构在全世界的各类结构形式中扮演着举足轻重的角色。然而,由于使用年限的延长或其他如自然灾害等多种原因造成钢筋混凝土建筑构件强度、刚度不足引起的开裂、破损等情况频繁出现。如何保证建筑物继续正常、安全的使用,是建筑行业经常碰到的问题。经过工程技术人员长时期的努力,逐渐形成了一套较为完善的切实可行的工程加固方法,在实际的加固工程中得到广泛的应用和发展。与此同时,随着科学技术的飞速发展,各种各样的新型建材的出现也为加固技术、方法的不断创新、升级提供了有利的条件。

1 应用建筑结构胶粘剂对建筑工程加固的优点

用合成树脂胶粘剂来连接、加固构件,比一般的铆、焊法受力均匀,材料不会产生应力集中现象(如焊接时的热应力等),使之更耐疲劳,尤其能更好地保证构件的整体性和提高抗裂性,而整体性在基本程度上关系着构件的承载能力和稳定性。结构粘剂可以将不同性质的材料牢固地连接起来,这对建材多样化的今天,也具有传统方法无法比拟的优点。使用胶粘剂进行施工,工艺简便,可大大缩短工期,往往在1~2 天或更短时间就可以使用,尤其在各类构件的加固方面更是如此,可使一些传统方法无法加固的构件得以修复加固;对于某些重要工程、交通设施尤为重要。且其耐老化性能优良,能满足各种要求;在施工中还可以提高效率、降低成本、节约能源等。

2 新型建筑加固技术

利用建筑结构胶粘剂对需补强、加固的建筑物进行加固,就是近来应用比较广泛的一类加固方法。这类方法主要是采用结构胶这一粘接材料,将补强用的钢板或型材,或是其他补强材料牢固的粘接于各种钢筋混凝土的构件上,使补强材料和原有构件形成协同工作模式从而满足结构、构件原有设计强度、刚度、耐久性要求。应用建筑结构胶粘剂对各类构件进行连接、加固或修补,相比传统的连接加固方法有很多突出的优点。

3 常用的加固胶粘剂种类、特性及用途

3.1 聚乙烯醇酸甲醛类胶粘剂。粘固强度较高,耐水性、耐油性、耐磨性及抗老化性较好;用于粘贴壁纸、墙布、瓷砖等,可用于涂料的主要成膜物质,或用于拌制水泥砂浆,能增强砂浆层的粘结力。

3.2 聚醋酸乙烯酯类胶粘剂。常温固化快,粘结强度高,粘结层的韧性和耐久性好,不易老化、无毒、无味、不易燃爆,价格低,但耐水性差;广泛用于粘贴壁纸、玻璃、陶瓷、塑料、纤维织物、石材、混凝土、石膏等各种非金属材料,也可作为水泥增强剂。

3.3 乙烯醇胶粘剂。水溶性胶粘剂,无毒、使用方便、粘结强度不高;可用于胶合板、壁纸、纸张等的胶接。

3.4 环氧树脂类胶粘剂。粘结强度高,收缩率小、耐腐蚀、电绝缘性好、耐水、耐油;用于粘接金属制品、玻璃、陶瓷、木材、塑料、皮革、水泥制品、纤维制品等。

3.5 酚醛树脂类胶粘剂。粘结强度高、耐疲劳、耐热、耐气候老化;用于粘接金属、陶瓷、玻璃、塑料和其他非金属材料制品。

3.6 聚氨酯类胶粘剂。粘附性好、耐疲劳、耐油、耐水、耐酸、韧性好、耐低温性能优异、可室温固化,但耐热差;适于于胶接塑料、木材、皮革等,特别适用于防水、耐酸、耐碱等工程中。

3.7 丁腈橡胶胶粘剂。弹性及耐侯性良好,耐疲劳、耐油、耐溶剂性好,耐热,有良好的混溶性,但粘着性差,成膜缓慢;适用于耐油部件中橡胶与橡胶、橡胶与金属、织物等的胶接。尤其适用于粘接软质聚氯乙烯材料。

3.8 氯丁橡胶胶粘剂。粘附力、内聚强度高,耐燃、耐油、耐溶剂性好。储存稳定性差的混溶性;用于结构粘接或不同材料的粘接。

3.9 聚硫橡胶胶粘剂。很好的弹性、粘附性。耐油、耐候性好,对气体和蒸气不渗透,防老化性好;作密封胶及用于路面、地坪、混凝土的修补、表面密封和防滑。用于海港、码头及水下建筑物的密封。

3.10 硅橡胶胶粘剂。良好的耐紫外线、耐老化性,耐热、耐腐蚀性,粘附性好,防水防震;用于金属、陶瓷、混凝土、部分塑料粘接。尤其适用于门窗玻璃的安装以及隧道、地铁等地下建筑中瓷砖、岩石接缝间的密封。

4 建筑结构胶粘剂的应用

4.1 建筑结构胶粘剂在粘接加固中的应用。这类应用范围主要是用结构胶作为一种粘接材料,讲补强用的钢板或型材,或者是其他补强材料(如碳纤维、芳纶、氯纶)牢固粘接在各种钢筋混凝土的构件上,如梁、柱、节点、托架板面、隧道及拱形顶等,已施工完成的加固工程均获得满意结果。以梁为例,可以是建筑物上的普通承重梁,也可以是起重吊车用梁,还可以是公路桥梁的梁及板梁、铁路桥的钢筋混凝土梁等。通过精心设计施工加固补强厚的效果非常良好。

4.2 建筑结构胶粘剂在化学栓或锚筋上的应用。这是另一个广泛应用的领域,是作为后锚固技术中的化学胶粘材料,它将螺栓、钢筋、塑料杆及其他锚固用材,埋于混凝土、岩石、砖、石材等基材中,发挥建筑结构胶粘剂的粘接强度,使后锚固件牢牢地埋植于基材里,在外力作用下,起到承载作用。这是近几年来发展最快的应用领域之一,大到抗震用钢筋的植牢,小到一个装修用螺杆的粘接埋入,建筑结构胶粘剂都有用武之地。

4.3 建筑结构胶粘剂在灌注与修补粘接上的应用。它可以是对外包钢加固用钢板,与混凝土构件之间灌胶粘接应用,建筑结构胶粘剂将钢板与混凝土牢固的连成一体,起到共同工作的效果。也可以用于一般构件中裂纹的封堵,使之达到原来的设计要求,并且防止了裂缝继续扩大。这类应用同样是量大面广的一个领域,不但可以在建筑构件中应用,同样可以用在水力工程和军事工程等各种结构上的修补和修复。

4.4 建筑结构胶粘剂在现场施工粘接构件中的应用。此项应用范围是结构胶刚刚开始的。在澳大利亚悉尼歌剧院混凝土屋盖的拼接拼装中曾经使用过,在我国也有柱子接长和地基桩接长的实际事例,但因其设计理论与计算方法的基础研究尚属起步阶段,目前还处于试用期,但这个领域的方展和应用前景是非常广阔的。

4.5 建筑结构胶粘剂在粘接修补各类建筑物上的应用。胶粘剂还可以对各类老建筑、古建筑(木结构、混凝土结构、石结构及砖结构等)进行粘接修复,也可以对某一单元构件进行修补修复。其修复工艺简便,修补修复效果良好。此种应用实例是比较多的。

4.6 建筑结构胶粘剂在其他方面的应用。以上说明的这些方面是在建筑及工程上的应用。建筑结构胶粘剂还可以应用在其他方面,如各类工程的应急抢险、防水堵漏、密封防潮以及防腐蚀等方面的应用。

5 结束语

现代建筑的发展方向是设计标准化、施工机械化、构件预制化及建材的轻质、高强和多功能化。建筑胶粘剂的广泛推广和使用,将加快以上四化的进程,并在提高施工速度、美化建筑物、改进建筑质量、节省工时与能耗等方面具有重要的意义。现对建筑胶粘剂在建筑工程中的应用进行了分析。建筑结构胶粘剂综合了化学、力学、材料、结构、光电测等先进技术的成果,应用于建筑结构粘钢补强、锚栓植筋、现场灌注施工上,显示出其突出的优点与重要性。国内公司经过多年不懈的努力,已成功的掌握了它们的技术,并应用于实际建筑施工中,解决了一些建筑加固中用传统方法难以解决的课题,创造了巨大的经济效益和社会效益。相信建筑结构胶粘剂此类材料与技术会有美好的发展前景。

参考文献:

加固工程范文3

关键词:混凝土结构加固 砌体结构加固 钢结构加固

中图分类号: TU198 文献标识码: A 文章编号:

混凝土结构加固篇

混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类,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

在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层,可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯,斜截面抗剪能力和截面刚度,起到加固补强的作用,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

外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边,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600C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、粘钢加固法

钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面粘贴钢板,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。

5、粘贴纤维增强塑料加固法

外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域,使它与被加固截面共同工作,达到提高构件承载能力的目的。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。

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

(一)预应力水平拉杆固法

预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件,由于预应力和新增外部荷载的共同作用,拉杆内产生轴向拉力,该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上(当拉杆与梁板底面紧密贴合时,拉杆会与构件共同找曲,此时尚有一部分压力直接传递给构件底面),在构件中产生偏心受压作用,该作用克服了部分外荷载产生的弯矩,减少了外荷载效应,从而提高了构件的抗弯能力。同时,由于拉杆传给构件的压力作用,构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。

(二)预应力下撑拉杆加固法

钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后,形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系,在外荷载和预应力共同作用下,拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点(下撑点和杆端锚固点)传递给被加固构件,抵消了部分外荷载,改变了原构件截面内力特征,从而提高了构件的承载能力

2、增加支承加固法

增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度,达到减少作用在被加固构件上的载载效应,提高结构承载水平的目的。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。

3、其它加固法

辅助结构加固法是采用另制的辅助构件,在支座附近加腋后,支座附近截面的有效高度提高了,截面的抗弯和抗剪能力都得到提高。

砌体结构篇

砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时,可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。

(一)适用于砌体结构的直接加固方法一般为:

1、钢筋混凝土外加层加固法

该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强,砌体加固后承载力有较大提高,并具有成熟的设计和施工经验;适用于柱、带壁墙的加固;其缺点是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、钢筋水泥砂浆外加层加固法

该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近,但提高承载力不如前者;适用于砌体墙的加固,有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。

3、增设扶壁柱加固法

该法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近,但承载力提高有限,且较难满足抗震要求,一般仅在非地震区应用。

(二)适用于砌体结构的间接加固方法一般为:

1、无粘结外包型钢加固法

该法属于传统加固方法,其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少,受力较为可靠;适用于不允许增大原构件截面尺寸,却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固;其缺点为加固费用较高,并需采用类似钢结构的防护措施。

2、预应力撑杆加固法

该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力,且加固效果可靠;适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固;其缺点是不能用于温度在600C以上的环境中。

(三)砌体结构构造性加固与修补

1、增设圈梁加固

当圈梁设置不符合现行设计规范要求,或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷,或房屋的整体性较差时,应增设圈梁进行加固

2、增设梁垫加固

当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时,应增设梁垫进行加固。

3、砌体局部拆砌

当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时,可将破裂墙体局部拆除,并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。

4、砌体裂缝修补

在进行裂缝修补前,应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素,确定造成砌体裂缝的原因,以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。

钢结构篇

钢结构加固的主要方法有:减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时,亦可采用其它加固方法。

1、改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法;改变结构计算图形的一般加固方法:

(1)对结构可采用增加结构或构件的刚度的方法进行加固:

(2)对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固:

(3) 对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固:

2、加大构件截面的加固

采用加大截面加固钢构件时,所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。

3、连接的加固与加固件的连接

钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接,有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时,应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

4、裂纹的修复与加固

加固工程范文4

1良好的施工性是加固工程方案必须考虑的条件之一

加固工程方案的优劣,首先要把是否具有施工作业方便作为必要条件,没有良好的施工性是阻碍加固工程施工的一个拦路虎。例如,某市技工学校办公楼因冬季施工,掺加不合格防冻剂,超标的氯离子破坏了钢筋钝化膜,致使十架大梁产生严重裂缝,需要进行加固,原施工设计方案之一是采取简易修补法,即,将大梁裂缝处出现的酥松混凝土凿除,露出钢筋后,将锈蚀的钢筋周圈进行除锈后,用环氧砂浆进行封闭,达到加固目的;方案之二是采取加大截面加固法,经对设计方案分析,此两种方案除具有工程造价低的优点外,还有以下不足之处:

1.1技术可行性差,由于此大梁跨度大,凿除混凝土梁则需分段进行,要用大量的临时支撑进行安全防护,造成周转材料不必要的浪费;

1.2劳动强度高,在凿除混凝土梁时,因分段施工时,只能凿一米挪一米,成倍增加了劳动强度;

1.3工效低,大量的重复劳动和落后的施工作业方法,延误了施工工期并导致劳动效率下降;

1.4安全性差,因所有大梁必须将钢筋凿除外露,大梁承载力减小,在施工时,须时刻注意防护措施是否到位,麻痹大意则易出现意外事故;

1.5产值效益小,大量的周转材料和人工费用的浪费,加大了生产成本,减少了生产效益;

1.6加大的截面影响房屋外观和空间尺寸。基于这些原因,经与甲方和设计院商讨,改变加固方案,采用先进的外包钢加固施工方法,应用QR型建筑工程结构胶粘锚技术,对这十架大梁进行加固,由于技术先进,加固性能好,占用空间小,施工周期短,材料消耗少,工艺简便、安全并减轻了劳动强度,提高了加固质量。取得了良好的综合效益。

2不同类型加固工程与加固方案分析

一般来说,加固工程常采用的方法有加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法和改变结构传力途径加固法等,随着科学技术的不断进步,应用新技术、新材料、新工艺进行工程加固的方法,如,化学灌浆法、粘钢锚固法、碳纤维加固法应运而生,并开始广泛应用于各类加固工程中。具体那个方案最能体现加固工程所要求的短、平、快、省的特点,应根据需要加固的构件情况,综合确定加固方案。

2.1以框架梁的加固为例,笔者认为,较为合理、经济、技术先进的加固方案当属粘钢锚固法和碳纤维加固法,前者以造价低,施工简单,占用空间小,加固效果好,明显优于加大截面法和预应力加固法,后者除材料费用高外,则各种优势尽显其中,重要表现在自重轻,材料自身几乎不增加重量;强度高,固化后的碳纤维强度比钢材高达十几倍;劳动强度小,一个作业面只需一至两人操作即可;施工工期短,熟练工人每人每天可完成近200m2左右。但是,应用其在负弯矩部位进行加固效果不如钢板性能好。

2.2以框架柱的加固为例,较为常见的加固方法有外包钢加固法,即,在混凝土柱四周包以型钢进行加固,这样既不增大混凝土截面尺寸,又大幅度地提高混凝土柱的承载力,具体方法又分干法作业与湿作业法两种形式:干式加固法是将型钢(一般是角钢)直接外包子需要加固的混凝土柱四周,型钢与混凝土之间的连接,由于与混凝土没有形成一个整体,所以不能确保结合面传递剪力。湿式加固法一是用乳胶水泥浆或环氧树脂化学灌浆等材料,将角钢粘贴在混凝土柱上,二是角钢与混凝土之间留一定间距,中间浇筑混凝土,达到外包钢材与混凝土相结合。两种作业方法相比较,干式作业法施工更为简单,价格低,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,合理挑选适当的方案进行加固。如,某市泰和宾馆由于功能改变,原设计一层柱子采用的是干式加固方案,将L100x6的角钢包子柱子四周并用缀条连接,已完全满足加固需求;而某市某机电工程学校四、五层柱子,由于内置钢筋锈蚀,致使混凝土柱产生裂缝,采取的是湿式加固方案,对局部柱角用石英砂配置的高标号水泥砂浆和环氧砂浆将LS0x6的角钢粘贴到混凝土柱四周,达到整体加固补强目的。两种加固方法均取得良好效果。另外,对于加固工程,还有焊接补筋加固法、套箍加固法、喷射混凝土补强法、化学灌浆修补法、粘钢加固法、碳纤维加固法等,每种加固方法各有其特点及适应范围,只要行之有效,技术成熟,既满足加固要求,又经济实用,均可采用。

3加固工程方案要在新技术、新材料、新工艺上写文章

加固工程范文5

关键词:公路桥梁;病害;加固

前言

桥梁是公路的重要组成部分,随着交通运输量大幅度提高,行车密度及车辆载重越来越大,跨河桥梁和高架桥梁在交通工程中的重要性与日俱增。我们发现桥梁的混凝土开裂、剥落、衰变及钢筋的锈蚀(管道灌浆不饱满普遍存在)对桥梁的损害问题非常严重,已需要大量的资金和技术来维护或改建,已成为迫切需要解决的问题。解决桥梁加固中存在的问题,运用方法对旧桥进行维修加固,提高承载能力,确保交通运输安全是目前乃至今后面临的主要任务。

一、公路桥梁存在的常见病害

1. 主拱圈裂缝病害

a.主拱圈中波纵向裂缝,检查时常发现各孔中波波顶均存在纵向裂缝。

b.肋、波连接处裂缝。各孔拱波与拱肋连接处大部分均发生裂缝。

c.拱肋裂缝。各孔拱肋均有横向裂缝,有不少是U形裂缝,这些裂缝多发生在拱顶前后10m左右范围内。

d.横系梁裂缝

2. 钢筋锈蚀病害

钢筋发生锈蚀时,锈蚀部分的体积可膨胀至原来体积的10倍以上,从而对周围混凝土形成挤压,造成混凝土开裂、剥蚀、使截面有效尺寸减小,导致结构承载能力下降,锈蚀剥蚀,使截面有效尺寸减小,导致结构承载能力下降。锈蚀的直接后果是钢筋断面面积减小,对于以钢筋作为抗弯能力。钢筋锈蚀还会降低混凝土对钢筋的握裹力,锈蚀物外流,在结构表面形成锈迹,影响结构美观。

3. 墩台基础病害

桥梁墩台基础在常年使用过程中,除了承受上部构造荷载外,还将承受土压力,风力,流水压力,冰压力和浮力等等各种力的作用。另外,自然界各种因素的影响作用,以及由于过桥车辆的日益重型化,墩台基础经常受到过重荷载的作用,因此,桥墩台将会出现不同程度的损坏。

4. 主梁裂缝及主梁变形病害

主梁裂缝多发生在锚跨中部(正弯矩区)梁的下缘及悬臂梁根部(负弯矩区)上缘,后者大都贯穿整个车行道翼板。此类裂缝显然是由于大量重车通过使梁的受拉区开裂,属正常现象。但由于负变矩区裂缝在上面,雨水易从裂缝渗入梁内,引起钢筋锈蚀及砼强度降低。

二、公路桥梁加固的重要性

1.在公路桥梁使用期间内,任何桥梁都会成为旧桥。早期修建的桥梁,由于当时人们对铺装功能、病害认识有限,往往存在配筋偏小,钢筋直径过细,铺装与承载构件的界面连续不牢靠等问题。由于桥梁是建在大地上的特殊产品,不仅受自然环境的影响(如大气腐蚀、温度、湿度变化等),而且还受到使用环境的影响,难以避免产生损坏现象。这使桥梁的维修、养护、加固、改造已成为必然。

2.从经济上分析,桥梁加固可以节省大量投资,收到良好的社会经济效益。采用适当的加固技术和拓宽措施,不仅可以避免因拆除旧桥与重建新桥而增加工程费用;而且对现有交通运输影响有的甚至可以在不中断交通的情况下完成,早期设计施工的高速公的桥梁在长期大交通量、重荷载的运营情况下大部分出现了病害;同时也恢复和提高了旧桥的承载能力及通行能力,延长桥梁的使用寿命,满足现代化交通运输的需求。

3.同时桥梁的改造和加固,不仅可以提高公路桥梁的通行能力和服务水平,而且在更大程度上能够消除交通安全隐患。从发展中分析,旧的公路桥梁加固有利于促进桥梁建设的可持续发展。既满足现代人的需求以不损害后代人满足需求的能力,使经济、社会、资源和环境保护协调发展。

三、公路桥梁加固的方法

1、桥面铺装加固法

1)局部修复凿补法。将水泥混凝土铺装层的表面凿毛,深度以使骨料露出为准;用清水冲洗干净断面并充分润湿,涂刷上同标号的水泥砂浆(或其他粘结材料),最后在桥梁承载能力容许范围内,铺筑一层1~5cm厚的水泥混凝土铺装层。

2)重新浇筑混凝土面板。桥面板的破裂和其他损坏特别严重,混凝土质量或施工状况特别不良,且无适用的修补方法时,就必须采用重新浇筑新的混凝土桥面板的措施,施工时,将原有的行车道铺装全部拆除,再将行车道表面清扫干净,必要时铺入适量短钢筋,配置上1~2层钢筋网,浇筑整体化混凝土。

3)桥面补强层加固法。即在旧有桥面上,重新加铺一层混凝土或钢筋混凝土补强层,此方法既修补已出现裂缝、剥离等损坏的桥面板,又能加高原有梁板的有效高度,增加梁板的抗弯能力,改善铰结梁板的荷载横向分布,从而提高桥梁的承载能力。

4)其他方法。如加铺一层沥青混凝土,采用混凝土粘结剂或环氧树脂材料修补法,钢纤维混土修补法,聚合物混凝土罩面法等。

2、加大截面加固法

也称为外包混凝土加固法,是用增大混凝土结构物的截面面积和配筋进行加固的一种方法。加大截面加固法一般采用两种方式:一种是加厚桥面板;另一种是加大主梁梁肋的高度和宽度。该法工艺简单、适应性强,具有成熟的设计和施工经验,适用于较小跨径的T梁桥或板桥的加固。采用此法加固后桥梁刚度明显提高,承载能力也能取得较好的效果。但现场施工的湿作业时间较长,加固后的建筑物净空有一定减小。

3. 粘贴碳纤维增强塑料加固法

采用专门的树脂将碳纤维粘贴于混凝土结构受拉表面,碳纤维与原结构形成新的受力整体,碳纤维与钢筋共同承受荷载,降低了钢筋应力,从而使结构达到了加固和补强效果。此法几乎不增加结构自重和截面尺寸,不改变净空高度,施工方便,对原结构几乎不会造成新的损伤,具有良好的耐腐蚀性、耐久性和抗疲劳性能,根据受力分析可进行多层粘贴进行补强,其方向性也可以灵活掌握。缺点是环氧树脂在温度高于60℃时会呈现软化现象,而桥梁一般受到阳光直射,桥面温度高于60℃的可能性很大,不利于采用树脂胶作粘贴剂。

4. 桥下部结构加固法

桥台特别是高度较大的桥台,受行车荷载和土压力作用,常见病害有桥台开裂、凸肚,翼墙外崩、开裂、错位等。对于跨径较小、水流不大的石拱桥,可采用在桥跨内加钢筋混凝土框架进行加固。

5. 灌缝胶灌注法

当梁体变形及裂缝严重,承载能力下降。当梁体存在严重变形和裂缝,应加强桥梁观测及试验检测,分析原因,制定加固处理方对承载能力、刚度不足的梁体,首选用灌缝胶灌注处理裂缝,采用种植或粘贴钢筋加固法、新浇注混凝土增大梁体截面加固法、粘贴钢板(筋加固法、粘贴碳纤维加固法、体外预应力加固法等方案进行进行结构补强,提高梁体的抗弯承载力。

加固工程范文6

本文对西园隧洞工程提出局部修补和全面封闭防护相结合的除腐加固技术路线,并就其除腐加固材料的选择方面提出必要的技术要求。

关键词:隧洞工程;除腐加固技术;选材

1、工程概况

昆明西园隧洞为圆形结构,位于滇池草海西岸,隧洞直径4.8km,沿程弯曲弧度不超过10°,总长为4.76km;正常情况下隧洞内污水最深处达1.5m,流速0.5m/s;是人工开凿的滇池泄洪的重要通道,原设计功能为宣泄洪水,调控滇池水位,即将草海流域的汛期洪水和外海泻入草海的洪水由西园隧洞排入下游沙河,提高滇池的防洪标准,保证滇池沿岸的防洪安全;同时可改变滇池水体流向,加速水体流动,缩短滇池换水周期,改善水质。滇池北岸截排污管工程完工后,为达到滇池蓄清排污的目的,将大清河、船房河等污水截流至西园隧洞排出,目前西园隧洞除承担着滇池防洪保护的任务外,还要每天不间断接受3.5m3/s的生活污水。随着草海综合治理工程的实施,西园隧洞在承担防洪要求外,仍将是草海水体置换的重要通道,因此,西园隧洞是滇池保护与治理的命脉工程,关系重大。

西园隧洞设计为无压圆形断面,钢筋混凝土衬砌,净洞径为4.8m,设计泄洪流量为40m3/s。隧洞坐落于南北构造的西山大断裂带上,穿越地层岩性主要为石灰岩、玄武岩、粉砂岩、泥岩等。

2、腐蚀现状

西园隧洞承担排污功能多年,经云南省建筑工程监督检查站、云南省水环境监测中心对洞内污水及废气采样分析(2005年12月),污水中有 含量高达357mg/L,气体中 含量异常偏高,达9 780mg/m3,导致隧洞中存在大量酸性气体,加之通气条件差,形成酸雾,使隧洞混凝土受到碳酸及酸性气体的腐蚀。经洞内实地检查,西园隧洞混凝土表面产生脱落,出现麻面,共检测144组混凝土腐蚀深度和碳化深度,检测结果:平均腐蚀深度 27.4mm(最大39mm、最小20mm),平均碳化深度5.4mm(最大15mm、最小2mm),发现1 606处漏筋,对外露钢筋检测锈蚀深度,结果:平均锈蚀深度0. 27mm(最大0.5mm,最小0. O5mm)。洞内发现89条裂缝,出现不同程度的渗漏水现象212处,加之水的劈裂作用部分漏水点出现射水。鉴于西园隧洞存在严重安全隐患,为保证隧洞安全,需尽快对其进行防腐加固处理。

3、隧洞结构安全复核

在确定采用何种针对性的防腐加固方案之前,需要对西园隧洞进行结构安全复核。对隧洞衬砌混凝土用结构力学方法进行结构安全分析,用有限元方法对分析结果进行复核。复核结果表明隧洞衬砌混凝土整体上安全。但考虑到类似围岩的断层、节理和隧洞存在的裂缝、碳化腐蚀、渗漏喷水和钢筋腐蚀等许多实际因素都没有考虑进去,而且从实测资料和拍摄的图片来看,在隧洞许多局部存在安全隐患和危险事实。例如混凝土衬砌厚度为31.1 cm(结构的最小厚度要求是30cm),如果让混凝土继续碳化腐蚀,混凝土的衬砌厚度将会小于规范要求。根据2005年12月的检测结果,11mm厚混凝土预测碳化时间见表1,钢筋面积锈蚀预测见表2。

鉴定结果表明:隧洞目前存在着安全隐患,如果隧洞现存的许多缺陷和问题继续发展下去,隧洞将发展成不安全,应及时就西园隧洞进行防腐加固处理,保证隧洞的安全运行。

4、修补方案研究

西园隧洞水位经常变化区,混凝土碳化腐蚀比较严重,钢筋锈蚀且混凝土脱落,需整体先把已经腐蚀碳化的混凝土凿出,再用防腐砂浆进行修补,恢复结构整体外形再涂防腐涂料。因此修补砂浆必须具有较高的密实性和与老混凝土界面较强的黏结能力,同时具备一定的防腐能力。

4. 1除腐加固技术路线及要求

针对西园隧洞所处的酸性水质和高密度的酸性气体环境中,对隧洞的防腐加固处理是必需而且是必要的。其技术方案为局部修补和全面封闭防护相结合,即对于碳化深度超过混凝土保护层,钢筋已产生锈胀破坏部位,要在彻底清除剥离疏松已腐蚀混凝土的基础上,打磨钢筋表面清除锈蚀层,涂刷阻锈涂料,用粘结性好和密实度高的复合砂浆进行局部修补,恢复结构整体外形,再用气密性好、粘结性好的防腐涂料对整个隧洞混凝土进行全面封闭喷涂处理,以防止污水中 、气体中 的进一步侵蚀。对目前渗漏水点预埋直径1 cm的铜管将水导出,以减小涂层受劈裂水的作用,达到整体防护效果。这一技术方案应具有以下特点:①阻锈涂料具有良好的附着力,涂膜坚韧,屏蔽性和封闭性好;②修补砂浆应具有较高的密实性和与老混凝土界面较强的粘结能力,砂浆的抗压强度R28不小于30M Pa;粘结强度R粘不低于混凝土本体的抗拉强度;③涂料能适应水流的冲磨;④涂料应具有良好的气密性和老混凝土及修补砂浆表面有较强的粘结能力,粘结强度R粘不小于1.5Mpa;⑤涂料能浸渍混凝土碳化层,固化后使碳化层形成聚合物浸渍混凝土;⑥涂料应具有一定柔性,以适应温度变化而不脆裂失效,且运行若干年后根据需要可重复实施以上喷涂处理。

4. 2修补材料的选择

目前可供选择的修补砂浆有以下几种:①聚合物改性砂浆:即在普通砂浆中复合掺用高分子聚合乳液配合而成。②改性环氧砂浆:由固热性混合树脂、砂辅固化剂、稀释剂、增韧剂、促进剂等组分混合而成。③苏水ME- 4高性能修补砂浆:由水泥、砂浆、苏水ME-4高性能修补砂浆添加剂和水配制而成。④采用抗硫酸盐侵蚀水泥掺加I级粉煤灰来提高混凝土自身的密实性、抗渗性,达到防腐效果。其中改性环氧砂浆要求修补表面干燥状态,而在实际隧洞中,修补表面处于潮湿的环境中,因此放弃改性环氧砂浆修补方案。苏水ME-4高性能修补砂浆适合于混凝土开裂、表面剥蚀破坏等薄层修补,而西园隧洞实际的混凝土剥落现象严重,修补层相对深,因此经过室内对比试验研究,采用NK-101丙烯酸酷共聚乳液作为水泥添加剂,制备水溶性较好的聚合物改性砂浆作为修补材料,主要性能如下。

(1)防水效果好。水泥添加剂与普通水泥、砂子配制成聚合物砂浆,直接与基层构成完整的防水体系,具优良的成膜特性,能很好的隔绝空气、有害液体的侵入以达到防腐、防渗的目的,能适应各种结构。与普通水泥砂浆相比,密实性显著提高,2天吸水率降低10倍,抗渗提高1.5倍,抗氯离子提高8倍以上。

(2)机械性能好。聚合物砂浆比普通水泥砂浆抗拉、抗剪强度提高35%和50%,极限引伸率提高1~3倍,达700~900×10-6,弹性模量降低,收缩小,抗裂性显著提高,与老砂浆及钢板粘结强度提高4倍以上。

(3)防渗漏年限长。经2 160h碳弧灯紫外线加速老化,性能同普通水泥砂浆,已有15年使用实例。

(4)抗蚀能力强。能耐2%硫酸,5%以下盐酸、硝酸及氢氟酸,耐氨水、尿素、乙醇、苯等化学介质腐蚀,能有效地防止空气中酸性氧化物的腐蚀及海水中氯离子和盐类的侵蚀。

(5)施工简单,维修方便。常温施工,常温固化,施工速度快。

(6)绿色环保。NK-101丙烯酸酷共聚乳液无毒、无味、无环境污染,属绿色建材产品。

设计采用聚合物改性水泥砂浆水泥添加剂,为NK-101丙烯酸酷共聚乳液,其性能指标见表3。

4. 3配合比设计

采用正交设计试验方法,并且以抗压强度、黏结抗拉强度为评定指标。其正交设计试验水平因素及试验结果见表4。

通过不同系列多因素正交共拟定在9组配合比进行试验,确定最佳配方,在此基础上进行最佳配方特性试验,其推荐配合比见表5,特性试验结果见表6。

从表6聚合物改性水泥砂浆特性试验结果可以知道,其抗拆强度达到8.43M Pa,抗压强度达到42.1MPa,8字模抗拉强度达到23.91MPa,黏结强度也达到10MPa以上,和普通水泥砂浆相比具有较强的抗拆、抗压、抗拉和黏结强度。

5、结束语