CN102704698A - 一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构 - Google Patents

Abstract

本发明对混凝土梁、板、柱及节点的加固都是采用预应力和粘结复合一体化双措施加固技术提供一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土结构梁结构包括待加固梁、受压区钢板、受拉区钢板、钢板箍、斜拉钢筋和螺杆，所述加固钢筋混凝土结构柱结构包括待加固柱、千斤顶、焊接临时牛腿和至少2组加固组件，所述加固钢筋混凝土柱结构包括待加固柱、固定部件、连接钢板和至少2组加固组件，所述加固钢筋混凝土悬挑板结构包括待加固悬挑板伸出端、钢板带、化学锚栓和紧固件，从而解决了公知的钢筋混凝土结构加固技术新老结构不能协同工作的根本问题。

Description

一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构

技术领域

本发明涉及混凝土结构加固领域，特别涉及一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构。

                    

背景技术

钢筋混凝土结构是工程结构中最为面广量大的结构形式。在建筑工程、桥梁工程、港口码头、隧道工程等领域均大量采用。混凝土建筑物会因材料劣化，荷载增加、损伤累计、使用功能变化，设计施工存在初始缺陷等，需要对原结构进行加固改造或修复。因此，钢筋混凝土结构加固改造技术成为结构加固改造领域研究的重点内容。

我国《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006），提出了多种加固方法供设计人员选用，如加大截面加固法、粘钢加固法、粘贴纤维复合材料加固法、钢丝绳网加固法、体外预应力加固法等。但是，现行规范中提出的这些加固方法，仍存在如下一些问题：

(1)加大截面加固法：可靠性好，提高的承载力、刚度幅度大，但是施工周期长，现场湿作业多且施工比较复杂，增加了结构的自重，又增加了结构高度，占用净空或影响使用。

(2)粘钢加固法：能够提高承载力，对刚度提高有限，且抗腐蚀能力差，不防火，不适用于混凝土强度很低的情况。且受原构件配筋量的限制，极限承载力的提高幅度有限，加固构件的延性也会随之降低。

(3)粘纤维复合材料加固法：具有材料自重小，施工方便的优点。 但是对刚度提高不明显，不防火。也不适用于混凝土强度低的情况，易发生粘结破坏等脆性困难。由于应力应变滞后，材料强度利用率低。

(4)钢绞线网加固法：是通过高强不锈钢绞线网再以-渗透性聚合砂浆封闭进行加固。耐久性和耐火性较粘钢板加固和粘贴纤维加固好些，但对刚度提高也不明显， 对承载力的提高也还很有限，其机理也属于加筋类加固方法。

(5)体外预应力加固法：虽然该方法能明显提高刚度、承载力，但施工比较复杂，成本高。还存在锚固较难，外露筋需做防腐防火耐久性处理等问题，若处理不当直接影响到加固效果和结构安全。

常见的加固方法均能不同程度提高结构的承载力和刚度等，但这些加固法均是单措施加固法。不能同时解决的共性问题是：1.加固结构为二次组合结构，新老结构缺乏可靠连结形成整体，不能有效共同工作；2.加固结构为二次受力结构，原结构在自重或荷载作用下已经发生变形损伤等，后加结构材料需再次受力变形才能发挥材料的强度性能。上述特性可说是目前所常用的加固方法固有弊端。

 

发明内容

本发明目的在于提供一种高效全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构及其方法。可以解决公知的现有加固混凝土的结构及方法存在的缺陷问题，能有效的较大幅度提高构件的承载力、刚度、开裂荷载和延性，对于已受损结构也能起修复加固作用。保证新老结构的共同工作。即使原结构配筋率较高，刚度较大，也可通过合理设计改善结构的性能或起到损伤修复作用。

本发明采用如下机理：由于原结构在荷载作用下已经发生不同程度的初始应力应变。后加结构材料需要原结构再次变形才能发挥材料的强度。有时可能导致原结构已经破坏，而后加结构材料还未充分发挥材料强度性能，应力应变滞后效应明显。此时，则需采用预应力加固方法，后加结构材料施加预应力后锚固在原结构上。以使得后加结构材料随即可以发挥强度作用，消除应力应变滞后效应的影响，结构新老部分随即可以共同受力。具体是对受压部位的后加结构材料施加预压应力，受拉部位后加结构材料施加预拉应力。这样加固结构再次受力，后加结构材料与原结构同步变形就能同时起到作用。解决加固结构二次受力的应力应变滞后问题。可以充分发挥结构材料的强度。这对已开裂损坏或无法卸载的结构加固尤其重要，应力应变滞后将严重影响加固效果，必须对后加结构材料施加预应力。

原结构与后加结构材料需要通过结合面形成整体，传递剪力实现共同工作。单纯采用结构胶胶结无法保证新老结构完全可靠粘结形成整体。通过在新老结构的界面引入压应力和机械锚固与结构胶粘结等复合粘结一体化。解决单纯采用结构胶粘结界面强度不足容易失效，新老结构不能复合形成整体共同工作的问题。与单纯在受拉区增加加固材料相比，本方法的加固幅度更大。拉压区同时加固或者两面对称加固，又能充分发挥全截面的性能。并且，受到原结构截面尺寸、配筋率的限制较小。加固构件全截面的加固性能得到较好的发挥加固后并仍具有较好的延性。

在梁、柱构件的加固，环向钢板箍留在构件上也成为构件受剪的组成部分，通过预张拉使得其既可以发挥对受压区和受拉区结构材料的锚固作用，自身也能迅速发挥抗剪作用。梁柱节点上的环向预应力既可发挥对纵向后加加固材料的锚固作用，又能起到抗剪作用，并能约束节点核心区混凝土增强其抗剪能力。具体构件加固方式多样，但都是遵循了以上的基本原理。

与传统预应力加固方法相比。传统预应力加固方法预应力材料锚固时多种原因造成的预应力损失十分明显，故需采取措施减少预应力损失。还存在局部受压问题。但需要加固结构的混凝土强度通常都较低，这就造成局限。锚固区也需要尽量减少局部的压力。本方法则不存在这个问题，可以用于混凝土强度等级较低的情况。此外，本发明加固结构对原结构外观、尺寸、重量等方面的影响都比较小。因此本发明加固作用机理明确，施工较为简单，预应力施加方法可控性强，可操作性较好。并且不需特殊专门设备，采用常见市售工程材料和机具。实际应用范围非常广泛，能满足工程实际的需求。

该发明应用在梁中的基本方法是：

一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土结构梁结构包括待加固梁、受压区钢板、受拉区钢板、钢板箍、斜拉钢筋和钢筋，所述待加固梁配有纵筋，所述受压区钢板通过结构胶和固定件固定在待加固梁上方，所述受拉区钢板通过结构胶和钢板箍固定在待加固梁下方，所述钢板箍为U型钢板条，钢板箍开口朝上将受拉区钢板与待加固梁卡紧，钢筋穿过受压区钢板和待加固梁两侧，钢筋下端与钢板箍上端之间为焊接连接，钢筋上端有预紧螺母，所述待加固梁两侧开槽放置斜拉钢筋，所述斜拉钢筋下端有限位块，斜拉钢筋上端有预紧螺母，所述待加固梁两侧各斜置有两根斜拉钢筋。

使用时将斜拉钢筋放在梁测槽内，套在梁底的钢板挡块处。梁底钢板涂刷结构胶，在梁顶收紧螺母，即可将梁底钢板，施加预拉应力。在梁顶钢板自由状态时将其垫起成折线形，涂刷结构胶。两端部的四个钢板箍先安装在梁上并拧上螺母但不完全收紧。将垫块拿掉，两边向中间依次安装钢板箍直至所有钢板箍安装完成。梁顶钢板逐渐压平，此时钢板箍与梁顶钢板孔之间已无间隙，将钢板箍上所有螺母收紧，通过强制受压使得梁顶钢板施加了预压应力。拧紧螺母也可对钢板箍施加了预拉力。同时，后加结构材料在界面的胶黏剂粘结作用，以及钢板箍的拉结锚固等措施，起到将新老结构有效连接、共同工作并承受荷载，复合形成整体的效果。

原梁在自重作用下形成了梁顶为受压区，梁底为受拉区。如此按照上面的方法施加预应力并且锚固，后加结构材料与原结构的应力应变程度基本符合。再次承受荷载时，解决了两者共同承担荷载并且共同进入到破坏状态，不会发生新老结构的分离破坏的问题。因此，起到了克服前述所说的传统加固结构弊端的作用。

该发明应用在柱中的基本方法是：

本发明所述一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土结构柱结构包括待加固柱、千斤顶、焊接临时牛腿和至少2组加固组件，所述待加固柱在基础顶面与梁之间，所述千斤顶底部压在待加固柱上端，千斤顶上部顶住梁底，千斤顶底部有焊接牛脚，所述焊接牛脚焊接在待加固柱上部内，所述加固组件等距离套在待加固柱上，所述加固组件包括4个角钢和4个焊接缀板，所述每组加固组件4个角钢粘贴在待加固柱同一平面4个角上，所述焊接缀板焊接在相邻两个角钢的翼缘上将角钢拉紧。

作为本发明一种改进，所述待加固柱在基础顶面与上梁或中间梁之间，本专利待加固柱可用于底层的基础顶面与楼盖梁之间，也可用于中间层之间。

作为本发明一种改进，当所述待加固柱在基础顶面与上梁之间，所述待加固柱穿过中间梁侧，所述待加固柱穿过中间梁侧节点部分内设置有节点箍筋，为了加强连接强度，应该在待加固柱与中间梁侧之间节点部分增加节点箍筋，以提高节点的强度和延性。

本发明所述一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土柱结构包括待加固柱、固定部件、连接钢板和至少2组加固组件，所述待加固柱在基础顶面与中间梁之间，所述中间梁与上梁之间有支撑支柱，所述上固定部件上端连在中间梁底面，所述下固定部件下端连在基础顶面上端，所述连接钢板连在上固定部件下端和下固定部件上端之间将上固定部件和下固定部件相连，所述加固组件等距离套在待加固柱上，所述加固组件包括2个L型卡环和绞丝螺母，所述每组加固组件一个L型卡环端头穿过另一L型卡环端尾，2个L型卡环首尾相连将待加固柱卡住，所述L型卡环端头伸出端上有绞丝螺母拉紧。

因为，柱在结构自重和使用荷载作用下，已经在截面内产生了应力应变。通过千斤顶压在临时牛腿上施加压力，则可对后加材料施加预压应力能够确保后加材料充分发挥作用。同时，拉结螺栓拉结了新老材料形成整体，确保可靠地锚固措施，确保新老结构共同工作。

如此这样，通过在柱子的两对边安装角钢，角钢上焊接钢临时牛腿。用千斤顶顶在楼盖上的梁上，向下压紧钢临时牛腿，则使得角钢内产生了预压应力。可将缀板焊接在角钢。再次承担荷载时候，后加结构材料可以迅速发挥作用。加固构件的二次受力性能良好，解决了应力应变滞后影响新老结构共同工作的问题。

另外，还可将柱子两对边安装钢板，钢板的长度略长于楼层净高，然后将钢板顶在楼层间上接上层梁，下面压住下层梁，用预应力箍逐步向中间收紧。钢板则牢固的被压缩收紧在柱上，由于钢板缩短，则在后加结构材料中产生了压应力。再通过预应力箍和结构胶将其牢固的与原构件连接起来。在机械锚固和化学粘结力的多措施作用下，实现了新老结构的二次组合。具体采用哪种方法，可根据实际情况进行相应的选择。

该发明应用在节点中的基本方法是： 

本发明所述一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土柱结构包括梁、柱、竖向角钢、卡环、焊接角钢和横向钢筋，所述梁和柱相交于节点，所述节点由竖向角钢贯通，所述节点两侧张拉有卡环，所述节点的上下部位焊接有焊接角钢，所述节点中部梁上打有孔，孔内设置有横向钢筋。

因此本发明如若应用在节点部位，也可以按此原理。如此这样，竖向角钢贯通节点部位，预先受压，则避免了受压的应力应变滞后，可以传递竖向荷载。通过张拉临时卡环，使得钢筋与被约束节点之间无间隙。在节点的上下部位，焊接角钢约束节点。同时，在节点中部的梁上打孔，穿过横向钢筋，再与竖向角钢焊接。这样，待焊接冷却后则横向后加结构材料可以发挥对节点发挥约束作用，使得节点区域成为约束混凝土，并帮助节点传递剪力。提高节点区域的承载力和刚度延性等。后钻孔的数量限制，减少对原结构破坏。

该发明应用在板中的基本方法是： 

    本发明所述一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土悬挑板结构包括待加固悬挑板伸出端、钢板带、化学锚栓和紧固件，所述待加固悬挑板伸出端穿过墙面，所述待加固悬挑板伸出端穿过墙面处上开有孔，所述待加固悬挑板伸出端上粘有钢板带，所述待加固悬挑板伸出端外端有化学锚栓将钢板带外端与待加固悬挑板伸出端外端相固定，所述钢板带内端在墙面开孔内，所述钢板带内端通过紧固件与待加固悬挑板伸出端内端相固定。

作为本发明一种改进，所述钢板带内端通过1-3个紧固件与待加固悬挑板伸出端内端相固定，可根据强度需要设置1-3个紧固件进行预紧。

本专利应用在板，也可以按此方法。具体方法以悬挑板为例。在自重或使用荷载作用下，悬挑板已受荷变形，这时就需要后加结构材料与原结构的初始变形同步。如此这样，将钢板的一端与悬挑板的端头以螺栓固定对穿。在悬挑板的根部，先以螺栓收紧固定，待钢板初步收紧后，再在接近板端高低差部位收紧一个螺栓，则钢板就产生了预拉应力。并且通过结构胶、螺栓等解决了钢板与悬挑板复合形成整体，共同承担荷载的问题。

具体的施工方法，以在简支梁中应用为例：

包括如下步骤：

1）进行施工准备工作；

2）对待加固梁和钢板进行表面处理；

A．根据待加固梁表面平整度及所需表面平整度，对混凝土粘结面进行修补；

B．根据待加固梁粘结面情况及待加固梁粘结面胶粘剂粘稠度对待加固梁进行糙化处理；

C.在对钢板粘结面上胶前，进行除锈打磨、糙化和展平处理；

D.在打磨工序完成，粉尘基本落定之后，应用工业丙酮将粘结面擦拭干净；

3）钢板加工、斜拉钢筋定位打孔；

A．按设计要求的钢板尺寸进行下料，并制作对应长度的U型钢板箍；

B．按设计图纸标注尺寸进行划线定位，确定斜拉钢筋的打孔位置，保证最端部的斜拉钢筋离腹板边厚度截面处距离大于100mm，待加固梁端部的两排斜拉钢筋之间距离控制在200mm～300mm之间，待加固梁上表面孔位投影点贴近待加固梁腹板，待加固梁端部孔的正投影点应进入腹板侧面；

C.打孔后按设计位置要求定出斜拉钢筋的定位斜线，并在斜线位置开槽，槽体宽度应能容纳斜拉钢筋；

4）配制所需胶粘剂，将拌和好的胶粘剂依次反复刮抹在钢板和混凝土粘合面上，胶层厚度1mm～3mm，待加固梁底涂刷范围应超出粘贴范围四周20mm～30mm；

5）胶粘剂涂刷完成经检查无漏涂后，即可将上、下表面钢板就位，并将斜拉钢筋初步套在待加固梁上，将斜拉钢筋埋入预先开设的槽体中，并安装U型钢板箍；

6）采用扭矩扳手拧动斜拉钢筋的端头预紧螺母，对下表面受拉区钢板建立预拉应力；

7）收紧U型钢板箍对待加固梁下表面受拉区钢板施加预压应力，使受拉区钢板粘贴在待加固梁下；

8）卸下支撑，对加固后混凝土构件进行检查；

9）进行防腐、密封处理。

 

附图说明

图1是本发明用于梁结构示意图；

图2是本发明用于梁结构局部剖视图；

图3是本发明用于柱结构具体实施例2示意图；

图4是本发明用于柱结构具体实施例1和2截面剖视图；

图5是本发明用于柱结构具体实施例3准备阶段示意图；

图6是本发明用于柱结构具体实施例3示意图；

图7是本发明用于柱结构具体实施例3截面剖视图；

图8是本发明用于悬挑板结构准备阶段示意图；

图9是本发明用于悬挑板结构示意图；

图10是本发明用于节点侧视图；

图11是本发明用于节点截面示意图；

具体实施方式

以下结合附图和实施例对发明做详细的说明：

本发明的目的在于提供一种高效全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构技术及方法，其能够提高原有混凝土结构的抗弯承载力改善其变形性能，对于已经受载损伤的构件，也能起到很好的修复加固作用，并能够有效解决传统加固技术未能彻底解决“应变滞后、界面易坏”等问题，且加固幅度可根据工程需要确定不受限制，因此实际应用范围非常广泛，能满足工程实际的需求。

传统预应力加固方法，受拉预应力材料内缩造成预应力损失十分明显，故需采取措施保证不会发生内缩，而且其锚固区的应力过大也需要设法尽量减少锚固区的压力，分散局部应力，此外加固后对原结构外观、尺寸、重量等方面需要影响尽可能小，要达到此此目必须采用主动加固方法，对后加材料施加预应力，这对已开裂损坏或无法卸载的结构加固时尤其重要，否则后加材料的应变滞后影响严重影响加固效果，新老材料无法同步受力，影响加固效果，且新老结构无法有效地共同复合形成整体共同受力。

为此本发明采用如下加工机理：

本发明所有结构都是通过对受压区后加材料施加预压应力，受拉区材料施加预拉应力，并施以锚固。从而可以解决后加材料的应变滞后问题，充分发挥全截面的性能，与单纯在受拉区增加材料相比，不仅大大增加了加固对承载力的提高幅度，而且加固后结构仍然有很好的延性，此外其通过设法在界面引入压应力和机械锚固的方法，来解决混凝土界面强度不足的问题，从而能够保证直至构件破坏，能够避免界面发生粘结破坏。

因此本发明施工较为简单，预应力施加方法可控性强，可操作性较好。并且不需特殊专门设备，采用的是常见市售材料，因此施工也较为方便成本较低，此外采用该加工机理可对梁、柱、节点和悬挑板进行加工，从而应用范围极为广泛，具有极广市场前景，以下为本发明具体实施例。

作为本专利梁结构具体实施例本发明提供结构示意图如图1所示侧视图如图2所述的一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述梁结构包括待加固梁1、受压区钢板2、受拉区钢板3、钢板箍4、斜拉钢筋5和钢筋6，所述待加固梁1配有纵筋，所述受压区钢板2通过结构胶和固定件固定在待加固梁1上方，所述受拉区钢板3通过结构胶和钢板箍固定在待加固梁1下方，所述钢板箍4为U型钢板条，钢板箍4开口朝上将受拉区钢板3与待加固梁1卡紧，钢筋6穿过受压区钢板2和待加固梁1两侧，钢筋6下端与钢板箍4上端之间为焊接连接，钢筋6上端有预紧螺母，所述待加固梁1两侧打锚孔放置斜拉钢筋5，所述斜拉钢筋5下端有限位块，斜拉钢筋5上端有预紧螺母。

由此可见，本发明的此实施例，主要由待加固梁1、受压区加固部分，受拉区加固部分、钢板箍4部分共同组成。

本发明所述待加固梁1配有纵筋，构件已配纵筋位于待加固梁1底部保护层内，承担底部拉应力，构件混凝土承担顶部受压区压应力，二者结合构成了待加固梁1的截面特征，在其自重作用下或者已经承受荷载作用下，受拉区产生了初始拉应变，受压区发生了出事压应变。若已经承受荷载，则待加固梁可能已经发生损伤。

本发明所述受压区加固部分主要包括受压区钢板2，受压区钢板2通过结构胶和螺栓上的螺母固定安装在受压区，并且通过起拱再压迫到与梁表面服帖，通过长度缩短对其施加预压应力，其中预加压应力的水平需要达到待加固梁受压区已经发生的初始压应变，并且要略微超过，以保证受压区钢板2立即能够发挥作用。这样则不会待加固后待加固梁再承受荷载原待加固梁1已经再次破坏，受压区钢板2才发挥作用，彻底克服了应变滞后。

本发明所述受拉区加固部分主要包括受拉区钢板3和斜拉钢筋5，所述受压区钢板2通过结构胶和钢板箍4固定安装在受拉区，所述斜拉钢筋5通过机械锚栓固定安装在受拉区，并且通过斜拉钢筋5拧紧螺母缩短对受拉区钢板3施加预拉应力，使得预加拉应力的水平需要达到待加固梁1受拉区已经发生的初始拉应变。同时为了克服应变滞后，等加固混凝土构件一承受荷载就能发挥作用，这样通过在受拉区和受压区的钢板施加初始拉压应力，解决了后加加固材料的应变滞后的问题。

本发明所述钢板箍4部分为U型钢板条，钢板箍4两个开口端连有钢筋6，钢筋6焊接在U形箍上，并在钢筋6上套丝。钢板箍4安装在待加固梁1上时，U形箍下部卡在受拉区钢板3上，钢板箍4上端的钢筋6通过受压区钢板2上的开洞穿过去，再旋紧钢筋6上的预紧螺母紧固在受压区钢板2上，这样就对钢板箍4也就施加了预紧力。

因此在本发明的结构中，施加预压预拉应力的钢板都与待加固梁1轴线方向平行，其作用是协助已配纵筋承担拉应力，以及协助受压区混凝土承担压应力，从而提高极限承载力，同时拉压区的钢板相当于增加了构件高度，增加了受拉区配筋可以限制裂缝的开展，同时，受拉区钢板3施加预应力对于裂缝有一定的闭合效果，此外本专利钢板箍4相当于箍筋的体外配筋，再施加一定的预应力，可以发挥箍筋的效果，提高受弯构件的斜截面抗剪能力，此外在受拉区，钢板箍的受压作用又能作为受拉区钢板的锚固措施。在受压区，钢板箍4的钢筋6穿过受压区钢板2上的孔洞用螺母锚固，同时受压区钢板2在起拱往下压迫的过程中，逐步受压区钢板2的孔壁紧贴螺杆，螺杆的抗剪作用也发挥对受压区钢板锚固作用。

本专利在其他各种构件中的加固略有不同，但基本原理是一样的，为了适应加固系统中需要较大荷载的情况，可以布置多层钢板，以实现加固的要求，加固后受弯构件的压应力由受压区钢板和受压区混凝土共同承担，其中界面的剥离力主要由界面结构胶剪应力和钢筋截面抗剪以及螺母垫片施加的摩擦力承担。受弯构件受拉区的拉应力由受拉钢板和受拉区配筋共同承担，虽然端部临空界面、跨中裂缝等处可能产生脆性的剥离破坏，但是其受到了钢板箍的有效约束，不会在加固结构正常受弯破坏之前发生剥离等脆性破坏。如此这样，本发明对混凝土梁、板、柱及节点的加固都是采用预应力和粘结复合一体化双措施加固技术。解决了后加材料应力应变滞后以及不能有效粘结共同工作的问题。

作为本专利柱结构具体实施例1本发明提供截面图如图3所述一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土结构柱结构包括待加固柱1’、千斤顶2’、焊接临时牛腿3’和至少2组加固组件，具体需要几组厂家根据待加固柱1’需要进行设计，所述待加固柱1’在基础顶面与中间梁4’之间，所述中间梁4’与上梁5’之间有支撑支柱，所述千斤顶2’底部压在待加固柱1’上端，千斤顶2’上部顶住梁底，千斤顶2’底部有焊接牛脚3’，所述焊接牛脚3’焊接在待加固柱1’上部内，所述加固组件等距离套在待加固柱1’上，所述加固组件包括4个角钢7’和4个焊接缀板8’，所述每组加固组件4个角钢7’粘在待加固柱1’同一平面4个角上，所述焊接缀板8’焊接在相邻两个角钢7’的翼缘上将角钢7’拉紧。

作为本专利柱结构具体实施例2本发明提供结构示意图如图4所示截面图如图3所述一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土结构柱结构包括待加固柱1’、千斤顶2’、焊接临时牛腿3’和至少2组加固组件，具体需要几组厂家根据待加固柱1’需要进行设计，所述待加固柱1’在基础顶面与上梁5’之间，所述待加固柱1’穿过中间梁4’，所述待加固柱1’穿过中间梁4’节点部分内设置有节点箍筋6’，为了保证对节点的约束能力，应使得节点箍筋6’施加适当的预应力。应该在待加固柱1’与中间梁4’之间节点部分增加节点箍筋6’，所述节点箍筋6’有2根，本专利可根据强度需要设置1-3根节点箍筋6’，所述千斤顶2’底部压在待加固柱1’上端，千斤顶2’上部顶住梁底，千斤顶2’底部有焊接牛脚3’，所述焊接牛脚3’焊接在待加固柱1’上部内，所述加固组件等距离套在待加固柱上，所述加固组件包括4个角钢7’和4个焊接缀板8’，所述每组加固组件4个角钢7’粘在待加固柱1’同一平面4个角上，所述焊接缀板8’焊接在相邻两个角钢7’的翼缘上将角钢7’拉紧。

作为本专利柱结构具体实施例3本发明提供准备阶段示意图如图5所示结构示意图如图6所示截面图如图7所述一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土柱结构包括待加固柱1’、固定部件、连接钢板9’和至少2组加固组件，具体需要几组厂家根据待加固柱1’需要进行设计，所述待加固柱1’在基础顶面与中间梁4’之间，所述中间梁4’与上梁5’之间有支撑支柱，所述上固定部件上端连在中间梁4’底面，所述下固定部件下端连在基础顶面上端，所述连接钢板连在上固定部件下端和下固定部件上端之间将上固定部件和下固定部件相连，所述加固组件等距离套在待加固柱上，所述加固组件包括2个L型卡环10’和绞丝螺母，所述每组加固组件一个L型卡环10’端头穿过另一L型卡环10’端尾，2个L型卡环10’首尾相连将待加固柱1’卡住，所述L型卡环10’端头伸出端上有绞丝螺母拉紧，可以对节点箍筋施加预应力。

作为本专利悬挑板结构具体实施例本发明提供结构示意图如图8和9所述一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土悬挑板结构包括待加固悬挑板1”伸出端、钢板带2”、化学锚栓3”和紧固件4”，所述待加固悬挑板1”伸出端穿过墙面5”，所述待加固悬挑板1”伸出端穿过墙面5”处上开有孔，所述待加固悬挑板1”伸出端上粘有钢板带2”，所述待加固悬挑板1”伸出端外端有化学锚栓3”将钢板带2”外端与待加固悬挑板1”伸出端外端相固定，所述钢板带2”内端在墙面5”开孔内，所述钢板带2”内端通过2个紧固件4”与待加固悬挑板1”伸出端内端相固定，本发明可根据强度需要设置1-3个紧固件4”进行预紧。

作为本专利节点结构具体实施例本发明提供结构示意图如图10和11所述一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土柱结构包括梁1’’’、柱2’’’、竖向角钢3’’’、卡环4’’’、焊接角钢5’’’和横向钢筋6’’’，所述梁和柱相交于节点，所述节点由竖向角钢3’’’贯通，所述节点两侧张拉有卡环4’’’，所述节点的上下部位焊接有焊接角钢5’’’，所述节点中部梁上打有孔，孔内设置有横向钢筋6’’’。

本专利具体实施方式如下；

1）进行施工准备工作；

本专利施工准备工作，首先应仔细阅读设计施工图，并与设计人员进行施工图交底；其次应根据施工现场和被加固混凝土结构构件的实际状况制定详细的施工方案和施工组织设计；确定施工方案和施工组织设计后，再次检查加固所需的钢板、钢筋、胶粘剂等材料及其它施工机具的数量和工况，避免施工中断，影响加固质量。

2）对待加固梁和钢板进行表面处理；

在进行补强加固时，待加固梁表面状况被认为是影响粘结性能的最重要因素，因此，在粘钢加固前，应对待加固梁粘结面进行处理，使之形成坚固、完整、清洁、适度粗糙的表面，以得到较好的粘结性能。

A．根据待加固梁表面平整度及所需表面平整度，对混凝土粘结面进行修补；

在进行补强加固时，需对粘结面上的蜂窝、孔洞、凹陷部位应用胶粘剂掺水泥或石英砂配置的胶泥进行修补，修补后表面平整度偏差不应大于1.5mm/m，可采用靠尺工具检测进行控制，对于粘结面上较大的缺陷，施工单位应制定专门的修复措施，经过设计单位核定后实施。

B．根据待加固梁粘结面新旧程度和坚实程度待加固梁粘结面胶粘剂粘稠度对待加固梁进行糙化处理；

（a）在实际加固工程中，对于待加固梁粘结面，应根据构件表面的新旧程度、坚实程度，分别对待处理：对很旧很脏的混凝土构件的粘结面，应先用硬毛刷沾高效洗涤剂，刷除表面油垢污物，然后用冷水冲洗，再对粘结面进行打磨，除去2～3mm厚表层，直至完全露出新面；对不是很脏很旧的混凝土构件的粘结面，可直接进行打磨，去掉1～2mm厚表层；对于湿度较大或龄期在三个月内的待加固梁，因一般树脂类胶粘剂在潮湿的基层上粘接强度会大幅度降低，故除满足上述要求外，尚须进行人工干燥处理。

（b）待加固梁粘结面的糙化能提高粘结强度，不同的粗糙度对粘结的影响取决于胶粘剂的性质。如果胶粘剂的稠度比较大，内聚力比较大，采用粗糙度比较大的粘结面，容易获得较大的粘结强度；如果胶粘剂的稠度比较小，采用粗糙度比较小的粘结面，容易获得较大的粘结强度。待加固梁粘结面的糙化一般采用砂轮打磨或喷砂处理，角部应打磨成圆弧状，糙化或打磨的纹路应均匀，并尽量垂直于钢板受力方向。

C.在对钢板粘结面上胶前，进行除锈打磨、糙化和展平处理；

钢板粘结面上胶前，应进行除锈打磨、糙化和展平处理，使得打磨后的表面显露出金属光泽，此外糙化的纹路应尽量垂直于钢板受力方向，展平后的钢板与混凝土表面应平整服贴，且轮廓尺寸应与划线基本吻合。

D.在打磨工序完成，粉尘基本落定之后，应用工业丙酮将粘结面擦拭干净；

待加固梁和钢板粘结面经上述方法处理后，经打磨过的待加固梁和金属构件表面会产生粉尘等杂质，粘附在构件表面，若清洗不干净，将直接影响粘结的质量。因此，在打磨工序完成，粉尘基本落定之后，应用工业丙酮将粘结面擦拭干净。清理后应及时进行下道工序施工，以免粘结面上再度污染水渍、油渍和粉尘等，从而影响粘结效果。

3）钢板加工、斜拉钢筋定位打孔；

A．按设计要求的钢板尺寸进行下料，并制作对应长度的U型钢板箍；

（a）钢板下料。构件表面修整、清理后，应按设计图纸要求进行划线确定钢板粘贴位置，并按设计要求的钢板尺寸进行下料，宜采用机械切割。在上、下表面设计位置处安设挡块，并与钢板焊接牢固。

（b）进行U形钢板箍的制作。按设计要求进行钢板箍的下料和弯折，宜采用机械切割下料和机械弯折，进行钢筋的下料和套丝时，其长度应满足设计要求，并将制作好的钢筋焊接于钢板带上，并且焊缝长度应满足相应的要求。

B．按设计图纸标注尺寸进行划线定位，确定斜拉钢筋的打孔位置，并在打孔处尚应先探测钢筋对打孔有无影响，若锚孔位置有较大的变化，应经设计单位同意后进行调整。

保证最端部的斜拉钢筋离腹板边厚度截面处距离大于100mm，待加固梁端部的两排斜拉钢筋之间距离控制在200mm～300mm之间，待加固梁上表面孔位投影点贴近待加固梁腹板，以保证收紧时待加固梁侧钢筋能够服贴在待加固梁侧表面，打孔过程中应采用定位工具，以防打偏，打孔角度满足设计要求，待加固梁端部孔的正投影点应略进入腹板侧面；

C.打孔后按设计位置要求定出斜拉钢筋的定位斜线，并在斜线位置开槽，槽体宽度应能容纳斜拉钢筋；

4）配制所需胶粘剂，将拌和好的胶粘剂依次反复刮抹在钢板和混凝土粘合面上，目前国内外性能较理想的结构加固用胶粘剂大部分都为A、B双组份环氧树脂类，须在使用时现场临时配制，SJK也属于此类胶粘剂,根据施工环境条件及施工工艺的差异，建议使用前认真阅读说明书，并进行现场试配试验，根据施工工艺、气温条件、所需操作时间等对固化剂用量作适当调整，以控制胶粘剂固化时间。

A．配胶前的准备

配胶前准备好案秤、配胶用的干净容器(一般用塑料盆)、丙酮、干棉纱、抹刀、搅拌器具等。称料前应对A、B两组份分别进行充分的上下搅拌，保证匀称。

B．称量

根据试配试验结果，每次配胶都必须称量，随配随用，配胶量不宜过多(一般不超过5公斤)，否则难以搅拌均匀且有可能造成不必要的浪费。配好的胶需在适用期内使用完。

C．搅拌

按选定配胶比例分别称量A、B两组分，倒入干净容器，采用人工或胶料搅拌器按同一方向进行搅拌，拌至色泽均匀为止。

D.粘贴

胶粘剂配制好后，用抹刀同时涂抹在已处理好的待加固梁粘结面和钢板粘结面，为使胶能充分浸润、渗透、扩散、粘附于粘结面，宜先用少量胶在粘结面上来回刮抹数遍，再添抹至所需厚度，中间厚、边缘薄，所有操作应在胶的适用期内完成，并留有一定的时间用以对位安装及预应力施加。

配胶完成后将拌和好的胶粘剂依次反复刮抹在钢板和待加固梁粘合面上，胶层厚度1mm～3mm，待加固梁底涂刷范围应超出粘贴范围四周20mm～30mm。下表面钢板仰贴时，胶液的下垂度不应大于3mm。胶粘剂涂刷完成经检查无漏涂后，即可将上、下表面钢板就位，并将斜拉钢筋初步套在构件上，将钢筋埋入预先开设的槽体中。

5）胶粘剂涂刷完成经检查无漏涂后，即可将上、下表面钢板就位，并将斜拉钢筋初步套在待加固梁上，将斜拉钢筋埋入预先开设的槽体中，并安装U型钢板箍；

6）采用扭矩扳手拧动斜拉钢筋的端头预紧螺母，对下表面受拉区钢板建立预拉应力，张拉施工时采用循环张拉法，先拧紧内侧的钢筋螺母，再拧紧外侧的钢筋螺母，每次拧紧时都使得扭矩扳手上的扭矩示值大致相等，按此顺序依次循环张拉，此外每次拧紧时需同时拧紧对称位置的两个螺母，直至扭矩示值达到设计要求为止。

7）收紧U型钢板箍对待加固梁下表面受拉区钢板施加预压应力，使受拉区钢板粘贴在待加固梁下；

具体的收紧顺序是：先收紧端部的前三个钢板箍，然后收紧中部钢板箍，再由两边开始依次同时对称向中间收紧。在收紧的过程中，钢板箍上的钢筋逐渐紧贴孔壁，受压区钢板挤压在钢筋上，钢筋压在混凝土待加固梁孔壁上，从而能有效施加预压应力。

具体操作时采用扭矩扳手控制每个钢板箍的拧紧扭矩达到设计要求。钢板箍螺母宜分多次拧紧，逐步施加，以钢板周边有少量胶液挤出为宜。由于受压区钢板预拱，收紧钢板箍的同时，预拱钢板被逐步压平，即对待加固梁顶钢板施加了预压应力。

8）卸下支撑，对加固后混凝土构件进行检查；

9）进行防腐、密封处理。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土结构梁结构包括待加固梁、受压区钢板、受拉区钢板、钢板箍、斜拉钢筋和螺杆，所述待加固梁配有纵筋，其特征在于：所述受压区钢板通过结构胶和固定件固定在待加固梁上方，所述受拉区钢板通过结构胶和钢板箍固定在待加固梁下方，所述钢板箍为U型钢板条，钢板箍开口朝上将受拉区钢板与待加固梁卡紧，螺杆穿过受压区钢板和待加固梁两侧，螺杆下端与钢板箍上端之间为焊接连接，螺杆上端有预紧螺母，所述待加固梁两侧开槽放置斜拉钢筋，所述斜拉钢筋下端有限位块，斜拉钢筋上端有预紧螺母。

2.根据权利要求1所述的一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，其特征在于，所述待加固梁两侧各斜置有两根斜拉钢筋。

3.一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土结构柱结构包括待加固柱、千斤顶、焊接临时牛腿和至少2组加固组件，其特征在于：所述待加固柱在基础顶面与梁之间，所述千斤顶底部压在待加固柱上端，千斤顶上部顶住梁底，千斤顶底部有焊接牛脚，所述焊接牛脚焊接在待加固柱上部内，所述加固组件等距离套在待加固柱上，所述加固组件包括4个角钢和4个焊接缀板，所述每组加固组件4个角钢粘贴在待加固柱同一平面4个角上，所述焊接缀板焊接在相邻两个角钢的翼缘上将角钢拉紧。

4.根据权利要求3所述的一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，其特征在于，所述待加固柱在基础顶面与上梁或中间梁之间。

5.根据权利要求3所述的一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，其特征在于，当所述待加固柱在基础顶面与上梁之间，所述待加固柱穿过中间梁侧，所述待加固柱穿过中间梁节点部分内设置有节点箍筋。

6.一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土柱结构包括待加固柱、固定部件、连接钢板和至少2组加固组件，其特征在于：所述待加固柱在基础顶面与中间梁之间，所述中间梁与上梁之间有支撑支柱，所述上固定部件上端连在中间梁底面，所述下固定部件下端连在基础顶面上端，所述连接钢板连在上固定部件下端和下固定部件上端之间将上固定部件和下固定部件相连，所述加固组件等距离套在待加固柱上，所述加固组件包括2个L型卡环和绞丝螺母，所述每组加固组件一个L型卡环端头穿过另一L型卡环端尾，2个L型卡环首尾相连将待加固柱卡住，所述L型卡环端头伸出端上有绞丝螺母拉紧。

7.一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土柱结构包括梁、柱、竖向角钢、卡环、焊接角钢和横向钢筋，其特征在于：所述梁和柱相交于节点，所述节点由竖向角钢贯通，所述节点两侧张拉有卡环，所述节点的上下部位焊接有焊接角钢，所述节点中部梁上打有孔，孔内设置有横向钢筋。

8.一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，所述加固钢筋混凝土悬挑板结构包括待加固悬挑板伸出端、钢板带、化学锚栓和紧固件，其特征在于：所述待加固悬挑板伸出端穿过墙面，所述待加固悬挑板伸出端穿过墙面处上开有孔，所述待加固悬挑板伸出端上粘有钢板带，所述待加固悬挑板伸出端外端有化学锚栓将钢板带外端与待加固悬挑板伸出端外端相固定，所述钢板带内端在墙面开孔内，所述钢板带内端通过紧固件与待加固悬挑板伸出内端相固定。

9.根据权利要求8所述的一种全预应力复合一体化加固钢筋混凝土结构，其特征在于，所述钢板带内端通过1-3个紧固件与待加固悬挑板伸出内端相固定。

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