CN102182326B

CN102182326B - 一种用于混凝土受弯构件的加固方法

Info

Publication number: CN102182326B
Application number: CN2011100836518A
Authority: CN
Inventors: 卢亦焱; 张学朋; 李杉; 龚田牛
Original assignee: Wuhan University WHU
Current assignee: Wuhan University WHU
Priority date: 2011-04-02
Filing date: 2011-04-02
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-04-02
Also published as: CN102182326A

Abstract

本发明涉及一种加固方法，尤其是涉及一种用于混凝土受弯构件的加固方法。本发明是将混凝土受弯构件(7)受拉底面植入自锁锚杆，一般包括钻孔、扩孔、清孔、灌注无集粘结材料、植入带有锥头的锚杆和施压自锁等步骤。自锁锚杆(3)一端带有螺纹，通过旋紧螺帽(2)可施加一定的预压力。通过旋紧自锁锚杆一端的螺帽来施加一定的预压力，可为组合加固材料提供可靠的粘结力，但应在后浇高性能混凝土强度达到设计50％以后再施加预压力。因此，本发明具有如下优点：1.使整个截面的抗弯刚度可大幅增加，承载力得到大幅提高，同时也能显著改善抗剪性能；2.整体性能良好，可靠性高；3.耐久性能好且施工方便，节约成本。

Description

一种用于混凝土受弯构件的加固方法

技术领域

本发明涉及一种加固方法，尤其是涉及一种用于混凝土受弯构件的加固方法。

背景技术

大量工业与民用建筑的混凝土受弯构件由于设计、施工的缺陷或长期使用过程中的老化、损伤和灾害等因素，造成相当部分的构件开裂、承载力不足等诸多影响安全和使用功能的问题，迫切需要进行加固。比如民用建筑中由于房屋结构加层改造、工业厂房中的机器增设及桥梁结构中的超载等现象，使得原有结构的承载力不足，迫切需要通过加固的方法来大幅提高受弯构件的承载力。

目前在对混凝土受弯构件的实际加固中，应用较为广泛的是增大截面、外粘钢板及粘贴纤维增强塑料等来进行加固；虽然这几种方法都可提高混凝土受弯构件的承载力，但其缺点也较为明显：增大截面加固对原结构截面增大一般较大，对结构自重影响较大，且材料利用率不高，利用这种传统方法加固有时得不偿失。而粘贴纤维增强塑料加固后构件截面的延性大幅度降低，刚度提高不明显，且容易发生纤维增强塑料的剥离破坏，破坏具有一定的突然性，同时纤维增强塑料的利用率较低；外粘钢板加固时钢板厚度及层数均受到限制，实际工程中一般为一层，厚度在2mm～6mm之间，使得其对混凝土受弯构件承载力的提高有限。且粘贴加固方法中结构胶都为加固关键所在，一旦结构胶失效，就起不到加固的效果；结构胶不耐高温，易老化，对温度和湿度要求较高，耐久性能不好。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的增大截面加固对原结构截面增大一般较大，对结构自重影响较大，且材料利用率不高等的技术问题；提供了一种使整个截面的抗弯刚度可大幅增加，承载力得到大幅提高的一种用于混凝土受弯构件的加固方法。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的粘贴纤维增强塑料加固后构件截面的延性大幅度降低，刚度提高不明显，且容易发生纤维增强塑料的剥离破坏，破坏具有一定的突然性，同时纤维增强塑料的利用率较低等的技术问题；提供了一种整体性能良好，可靠性高的一种用于混凝土受弯构件的加固方法。

本发明再有一目的是解决现有技术所存在的结构胶不耐高温，易老化，对温度和湿度要求较高，耐久性能不好等的技术问题；提供了一种耐久性能好且施工方便，节约成本的一种用于混凝土受弯构件的加固方法。

一种用于混凝土受弯构件的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在原混凝土受弯构件受拉底面采用无机粘结料植入自锁锚杆并预留部分自锁锚杆端部；

步骤2，通过钢板上的预留孔将钢板穿入自锁锚杆，利用自锁锚杆端头螺帽将槽型钢板定位，在钢板与混凝土受弯构件受拉底面之间预留高度空间；

步骤3，在钢板与混凝土受弯构件受拉底面之间的预留空间内浇筑混凝土；

步骤4，将至少一对钢箍板连接于钢板横向中心轴两侧的钢板端面，在混凝土受弯构件上钻孔对穿高强螺栓将钢箍板固定于受弯构件的侧面；

步骤5，最后通过旋紧自锁锚杆一端的螺帽，施加压力。

在上述的一种用于混凝土受弯构件的加固方法，所述的步骤1中，自锁锚杆带有螺纹，通过旋紧螺帽可施加预压力。

在上述的一种用于混凝土受弯构件的加固方法，所述的步骤2中，钢板为槽型，定位时槽口朝向受弯构件的受拉底面。

在上述的一种用于混凝土受弯构件的加固方法，所述的步骤3中，混凝土为自密实微膨胀混凝土或自密实纤维混凝土或自密实自应力混凝土。

在上述的一种用于混凝土受弯构件的加固方法，所述的步骤2中，槽型钢板与混凝土受弯构件受拉底面之间的预留空间高度小于或者等于混凝土受弯构件梁高的1/10。

在上述的一种用于混凝土受弯构件的加固方法，所述的步骤4中，钢箍板为条形或L形，通过焊接或栓接于槽型钢板的两侧端面。

在上述的一种用于混凝土受弯构件的加固方法，所述的步骤5中，旋紧自锁锚杆一端的螺帽，施加压应力应在后浇混凝土强度达到设计值的50％以后施加。

因此，本发明具有如下优点：1.使整个截面的抗弯刚度可大幅增加，承载力得到大幅提高；2.整体性能良好，可靠性高；3.耐久性能好且施工方便，节约成本。

附图说明

图1为本发明钢板与受弯构件宽度相同时的结构示意图。

图2为沿图1的I-I线的剖视结构示意图。

图3为本发明钢板宽于弯构件宽度的结构示意图。

图4为沿图3的II-II线的剖视结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，钢板1、螺帽2、自锁锚杆3、第一钢箍板4、第二钢箍板5、固定螺栓6、混凝土受弯构件7。

实施例：

一种用于混凝土受弯构件的加固方法，包括以下步骤：

步骤1，在原混凝土受弯构件受拉底面采用无机粘结料植入自锁锚杆并预留部分自锁锚杆端部；自锁锚杆带有螺纹，通过旋紧螺帽可施加预压力。

步骤2，通过槽型钢板上的预留孔将槽型钢板穿入自锁锚杆，利用自锁锚杆端头螺帽将槽型钢板定位，定位时槽口朝向受弯构件的受拉底面并在槽型钢板与混凝土受弯构件受拉底面之间预留高度空间；这里要注意的是，槽型钢板与混凝土受弯构件受拉底面之间的预留空间高度小于或者等于混凝土受弯构件梁高的1/10。

步骤3，在槽型钢板与混凝土受弯构件受拉底面之间的预留空间内浇筑混凝土；混凝土为自密实微膨胀混凝土或自密实纤维混凝土或自密实自应力混凝土。

步骤4，将四对钢箍板连接于槽型钢板横向中心轴两侧的钢板端面，在混凝土受弯构件上钻孔对穿高强螺栓将钢箍板固定于受弯构件的侧面；钢箍板为条形或L形，通过焊接或栓接于槽型钢板的两侧端面。

步骤5，最后通过旋紧自锁锚杆一端的螺帽，施加压力，施加压应力应在后浇混凝土强度达到设计值的50％以后施加。

本发明施工完成以后的整个装置，包括用于承接混凝土受弯构件7的钢板1以及穿过钢板1的自锁装置，钢板1为槽型钢板，与其所承接的混凝土受弯构件7的之间设有预留空腔，预留空腔高度小于或者等于其所承接的混凝土受弯构件7的梁高的1/10。钢板1上还设置有箍紧装置，自锁装置包括一根穿过所述钢板1并通过螺帽2与该钢板1固定的自锁锚杆3，在本实施例中，自锁锚杆3为4个，对称设置在钢板1纵向中心轴两侧。本方案结构可在大幅提高混凝土受弯构件7的承载力的同时显著改善其延性，又能提高其抗剪性能。通过在受弯构件底部增加钢板，在其间隙内填充以高性能纤维混凝土，槽型钢板对后浇混凝土也有约束作用，可使整个截面的抗弯刚度可大幅增加，承载力得到大幅提高；加固钢板及高性能混凝土良好的韧性，又可显著改善混凝土受弯构件7的延性；受弯构件底部的自锁锚杆提供的预压力也可抵消受拉侧的部分拉应力，减小变形，有助于结构承载力和延性的提高。L形钢箍板不仅能锚固作用，又能显著改善梁的抗剪性能。

箍紧装置包括四对一端与钢板1相固定并对称分布在横向中心轴两侧的第一钢箍板4以及第二钢箍板5，第一钢箍板4以及第二钢箍板5另一端通过对穿一个固定螺栓6固定，每对钢箍板，即第一钢箍板4以及第二钢箍板5均对称分布在钢板1纵向中心轴两侧，在本发明中，钢箍板条状或者L型。本方案的加固结构整体性能良好，可靠性高。利用受弯构件受拉面底部的自锁锚杆和侧面的钢箍板将原构件、后浇混凝土及钢板连接为一体，整体性能良好，后加固材料利用率高。受弯构件受拉面底部的自锁锚杆不仅可作为一般的锚栓起到锚固作用，直接提供抗剪力，又可通过施加的预压力增大新老混凝土界面正应力，提高机械摩擦力，使构件的整体性能大幅提高。间隙填充流动性良好的高性能纤维混凝土，对原结构的表面平整度要求低，不会因构件表面平整度导致加固材料内力分布不均匀，加固可靠性高。

需要注意的是，混凝土受弯构件7受拉底面植入自锁锚杆，一般包括钻孔、扩孔、清孔、灌注无集粘结材料、植入带有锥头的锚杆和施压自锁等步骤。自锁锚杆3一端带有螺纹，通过旋紧螺帽2可施加一定的预压力。通过旋紧自锁锚杆一端的螺帽来施加一定的预压力，可为组合加固材料提供可靠的粘结力，但应在后浇高性能混凝土强度达到设计50％以后再施加预压力。

槽型钢板可为标准型钢或钢板加工成型，若槽型钢板宽度与原受弯构件底面宽度相同时，槽口应抵住原受弯构件的受拉底面定位，钢板连接的钢箍板为条形；若槽型钢板比原受弯构件底面宽时，槽口应高于原受弯构件的受拉底面定位，钢板连接的钢箍板应为L形。标准型钢包括槽钢、工字钢等；加工形成的槽型钢板可采用同厚钢板弯折变形或不同厚钢板焊接成型。

高性能纤维混凝土应具备良好流动性、抗收缩性和较好的韧性。自密实混凝土其良好的工作性能可解决施工技术困难的问题，使后浇混凝土的填充度得到保证。由于自密实具有良好的流动性，其在硬化后收缩和徐变变形较普通混凝土要大，可在自密实混凝土中加入一定量的膨胀剂，以补偿混凝土收缩和徐变变形。自密实纤维混凝土具有较好的韧性，抗拉性能较好，纤维混凝土中所掺纤维可选用钢纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维等单一纤维，也可选择多种纤维混杂使用；也可使用自密实自应力混凝土，以在施加一定得初应力。

与其他粘结加固方法相比，该方法避免了使用结构胶带来的易老化、对环境要求高等问题，扩孔自锁锚杆及对穿螺杆等连接件对环境要求低，不受加固环境的影响，使用寿命长，具有优良的耐久性。且新型钢-高性能混凝土组合加固梁下部触火面为钢材单面受热，且内核混凝土有吸收热量的作用，可降低钢材的升温，避免钢材高温弱化，从而改善整个结构的抗火性能；由于新老混凝土界面的粘结力、自锁锚杆的机械咬合力及施加的预压力，可有效减少抗剪连接件的数量，减小施工难度，降低工程造价。而槽型钢板又可作为后填混凝土的模板，自密实高性能混凝土的应用也可大幅降低施工难度。可见本方法操作简单、施工方便、工程成本较低，应用前景广阔。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了钢板1、螺帽2、自锁锚杆3、第一钢箍板4、第二钢箍板5、固定螺栓6、混凝土受弯构件7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims

1.一种用于混凝土受弯构件的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤2，通过钢板上的预留孔将钢板穿入自锁锚杆，利用自锁锚杆端头螺帽将钢板定位，在钢板与混凝土受弯构件受拉底面之间预留高度空间；

步骤5，最后通过旋紧自锁锚杆一端的螺帽，施加压力。

2.根据权利要求1所述的一种用于混凝土受弯构件的加固方法，其特征在于：所述的步骤1中，自锁锚杆带有螺纹，通过旋紧螺帽可施加预压力。

3.根据权利要求1所述的一种用于混凝土受弯构件的加固方法，其特征在于：所述的步骤2中，钢板为槽型，定位时槽口朝向受弯构件的受拉底面。

4.根据权利要求1所述的一种用于混凝土受弯构件的加固方法，其特征在于：所述的步骤3中，混凝土为自密实微膨胀混凝土或自密实纤维混凝土或自密实自应力混凝土。

5.根据权利要求3所述的一种用于混凝土受弯构件的加固方法，其特征在于：所述的步骤2中，槽型钢板与混凝土受弯构件受拉底面之间的预留空间高度小于或者等于混凝土受弯构件梁高的1/10。

6.根据权利要求3所述的一种用于混凝土受弯构件的加固方法，其特征在于：所述的步骤4中，钢箍板为条形或L形，通过焊接或栓接于槽型钢板的两侧端面。

7.根据权利要求1所述的一种用于混凝土受弯构件的加固方法，其特征在于：所述的步骤5中，旋紧自锁锚杆一端的螺帽，施加压应力应在后浇混凝土强度达到设计值的50％以后施加。