CN103643804B - 一种基于拱效应的锈蚀钢筋混凝土梁的修复加固方法 - Google Patents

一种基于拱效应的锈蚀钢筋混凝土梁的修复加固方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103643804B
CN103643804B CN201310600397.3A CN201310600397A CN103643804B CN 103643804 B CN103643804 B CN 103643804B CN 201310600397 A CN201310600397 A CN 201310600397A CN 103643804 B CN103643804 B CN 103643804B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon cloth
anchorage zone
reinforced concrete
concrete beam
zone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310600397.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103643804A (zh
Inventor
董卫
苏志敏
杨华舒
武亮
闫毅志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunming University of Science and Technology
Original Assignee
Kunming University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunming University of Science and Technology filed Critical Kunming University of Science and Technology
Priority to CN201310600397.3A priority Critical patent/CN103643804B/zh
Publication of CN103643804A publication Critical patent/CN103643804A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103643804B publication Critical patent/CN103643804B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于拱效应的锈蚀钢筋混凝土梁的修复加固方法，属于土木工程既有结构性能评价与修复技术领域。本发明先将底面处锚固区域的锈胀裂缝处10mm宽的区域内的混凝土表面清除干净；然后将锈胀裂缝间隔设置一充填口，以低压充填法将环氧树脂由预留的充填口充填入锚固区域内的锈胀裂缝的内部，并进行养护；再将碳纤维布覆盖于锚固区域的底面和支点间区域的底面，将且仅将位于锚固区域的碳纤维布粘结在钢筋混凝土梁的底面；最后将碳纤维布包裹在钢筋混凝土梁锚固区域的顶面、两个侧面及粘有碳纤维布的锚固区域的底面，将碳纤维布和锚固区域四周粘住。本发明工艺简单；能有效减少施工工期，减少修复费用；有效恢复结构的承载性能。

Description

一种基于拱效应的锈蚀钢筋混凝土梁的修复加固方法
技术领域
本发明涉及一种基于拱效应的锈蚀钢筋混凝土梁的修复加固方法，属于土木工程既有结构性能评价与修复技术领域。
背景技术
钢筋锈蚀引起的材料劣化直接影响到钢筋混凝土结构的承载力和耐久性，尤其是港口海岸钢筋混凝土结构在使用15至20年后，混凝土内部的钢筋便开始锈蚀。锈蚀钢筋混凝土结构的修复加固措施已成为重要的研究课题。锈蚀钢筋混凝土梁的传统的修复加固措施是恢复锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结性能。
工程上的常用方法有两种：一、将锈蚀钢筋的周围的混凝土凿开，清除锈蚀产物后，浇筑上新的混凝土。二、在锈蚀梁的支点之间的区域包裹碳纤维布。前者适用于局部锈蚀的钢筋混凝土结构。若在锈蚀区域较大的结构中采用前者的方法，修复过程中结构的整体安全性将受到极大影响，较长的养护期也会影响正常的生产活动。后者将碳纤维布包裹在梁的底面和侧面，限制混凝土的位移。使钢筋和混凝土之间产生相对滑移时，接触面上能产生较大的粘结力。采用后者修复加固的锈蚀钢筋混凝土梁中的承载机理以“梁效应”为主，没有发挥出“拱效应”的承载能力。由此可见，以上两种修复加固方法均存在不足之处，主要为以下两点：对结构修复加固期的正常使用的影响较大，修复时浇筑的混凝土的养护期长；未充分利用梁的“拱效应”来提高锈蚀梁的残存承载能力。
发明内容
本发明提供了一种基于拱效应的锈蚀钢筋混凝土梁的修复加固方法，以用于克服修复加固措施对结构正常使用的影响，及未充分利用梁的“拱效应”来提高锈蚀梁的残存承载能力的不足。
本发明的技术方案是：一种基于拱效应的锈蚀钢筋混凝土梁的修复加固方法，所述方法的具体步骤如下：
A、将底面处锚固区域的锈胀裂缝处10mm宽的区域内的混凝土表面清除干净；
B、将锈胀裂缝每隔25mm-50mm设置一充填口，以低压充填法将环氧树脂由预留的充填口充填入锚固区域内的锈胀裂缝的内部，并进行养护；
C、将厚度为h fib 的碳纤维布覆盖于锚固区域的底面和支点间区域的底面，并以环氧树脂为粘结剂，将且仅将位于锚固区域的碳纤维布粘结在钢筋混凝土梁的底面；
D、将1层-2层碳纤维布包裹在钢筋混凝土梁锚固区域的顶面、两个侧面及粘有碳纤维布的锚固区域的底面，并以环氧树脂为粘结剂，将碳纤维布和锚固区域四周粘住。
所述步骤C中，碳纤维布的厚度计算公式为；式中：h fib 为需粘附的碳纤维布的厚度，(mm)；为应力折减系数；、f y 和f fib 分别为混凝土的抗压强度、钢筋的抗拉强度和碳纤维布的抗拉强度，(N/mm2)；x为钢筋混凝土梁的矩形应力图的受压区高度，(mm)；A sc 为钢筋锈蚀后的横截面积，(mm2)；b为钢筋混凝土梁的宽度，(mm)。
本发明的工作原理是：
根据钢筋的锈蚀率，通过控制碳纤维布的厚度，可使锈蚀梁的承载机理以“拱效应”为主，其破坏形态为受弯破坏。
碳纤维布的厚度可按下式计算：
（1）
式中：h fib 为需粘附的碳纤维布的厚度，(mm)；为应力折减系数；、f y 和f fib 分别为混凝土的抗压强度、钢筋的抗拉强度和碳纤维布的抗拉强度，(N/mm2)；x为钢筋混凝土梁的矩形应力图的受压区高度，(mm)；A sc 为钢筋锈蚀后的横截面积，(mm2)；b为钢筋混凝土梁的宽度，(mm)。
本发明的有益效果是：工艺简单；能有效减少施工工期，减少修复费用；有效恢复结构的承载性能，承载力的提高的程度在剪跨比低于3.2的梁中尤为显著；通过采用碳纤维布可弥补锈蚀钢筋的截面损失，同时既能防止锈蚀钢筋过早屈服又能在支点间形成较强的拉力；通过给锚固区域充填的环氧树脂和横向包裹的碳纤维布，能有效提高锚固区域钢筋与混凝土之间以及锚固区域碳纤维布与混凝土之间的粘结性能。
附图说明
图1为本发明中锈蚀钢筋混凝土梁的立视图；
图2为本发明中锈蚀钢筋混凝土梁的平面展开图及锈胀裂缝图；
图3为本发明中梁底面锚固区域内环氧树脂充填点的分布图；
图4为本发明中底面及锚固区域的碳纤维布的粘结区域和非粘结区域的示意图；
图5为本发明中修复加固后的锈蚀钢筋混凝土梁的立视图；
图6为本发明中左跨锈蚀钢筋混凝土梁中的“拱效应”的示意图；
图中各标号：1为钢筋混凝土梁的侧面、2为钢筋混凝土梁的底面、3为钢筋、4为锈胀裂缝、5为支点、6为锚固区域、7为支点间区域、8为充填点、9为覆盖于梁底面的碳纤维布、10为粘结区域、11为非粘结区域、12为包裹于锚固区域的碳纤维布、13为外荷载作用点、14为荷载传递路径。
具体实施方式
实施例1：如图1-6所示，一种基于拱效应的锈蚀钢筋混凝土梁的修复加固方法，所述方法的具体步骤如下：
A、将底面处锚固区域的锈胀裂缝处10mm宽的区域内的混凝土表面清除干净；
B、将锈胀裂缝每隔25mm设置一充填口，以低压充填法将环氧树脂由预留的充填口充填入锚固区域内的锈胀裂缝的内部，并进行养护；
C、将厚度为h fib 的碳纤维布覆盖于锚固区域的底面和支点间区域的底面，并以环氧树脂为粘结剂，将且仅将位于锚固区域的碳纤维布粘结在钢筋混凝土梁的底面；
D、将1层碳纤维布包裹在钢筋混凝土梁锚固区域的顶面、两个侧面及粘有碳纤维布的锚固区域的底面，并以环氧树脂为粘结剂，将碳纤维布和锚固区域四周粘住。
所述步骤C中，碳纤维布的厚度计算公式为；式中：h fib 为需粘附的碳纤维布的厚度，(mm)；为应力折减系数；、f y 和f fib 分别为混凝土的抗压强度、钢筋的抗拉强度和碳纤维布的抗拉强度，(N/mm2)；x为钢筋混凝土梁的矩形应力图的受压区高度，(mm)；A sc 为钢筋锈蚀后的横截面积，(mm2)；b为钢筋混凝土梁的宽度，(mm)。
实施例2：如图1-6所示，一种基于拱效应的锈蚀钢筋混凝土梁的修复加固方法，所述方法的具体步骤如下：
A、将底面处锚固区域的锈胀裂缝处10mm宽的区域内的混凝土表面清除干净；
B、将锈胀裂缝每隔35mm设置一充填口，以低压充填法将环氧树脂由预留的充填口充填入锚固区域内的锈胀裂缝的内部，并进行养护；
C、将厚度为h fib 的碳纤维布覆盖于锚固区域的底面和支点间区域的底面，并以环氧树脂为粘结剂，将且仅将位于锚固区域的碳纤维布粘结在钢筋混凝土梁的底面；
D、将2层碳纤维布包裹在钢筋混凝土梁锚固区域的顶面、两个侧面及粘有碳纤维布的锚固区域的底面，并以环氧树脂为粘结剂，将碳纤维布和锚固区域四周粘住。
所述步骤C中，碳纤维布的厚度计算公式为；式中：h fib 为需粘附的碳纤维布的厚度，(mm)；为应力折减系数；、f y 和f fib 分别为混凝土的抗压强度、钢筋的抗拉强度和碳纤维布的抗拉强度，(N/mm2)；x为钢筋混凝土梁的矩形应力图的受压区高度，(mm)；A sc 为钢筋锈蚀后的横截面积，(mm2)；b为钢筋混凝土梁的宽度，(mm)。
实施例3：如图1-6所示，一种基于拱效应的锈蚀钢筋混凝土梁的修复加固方法，所述方法的具体步骤如下：
A、将底面处锚固区域的锈胀裂缝处10mm宽的区域内的混凝土表面清除干净；
B、将锈胀裂缝每隔50mm设置一充填口，以低压充填法将环氧树脂由预留的充填口充填入锚固区域内的锈胀裂缝的内部，并进行养护；
C、将厚度为h fib 的碳纤维布覆盖于锚固区域的底面和支点间区域的底面，并以环氧树脂为粘结剂，将且仅将位于锚固区域的碳纤维布粘结在钢筋混凝土梁的底面；
D、将1层碳纤维布包裹在钢筋混凝土梁锚固区域的顶面、两个侧面及粘有碳纤维布的锚固区域的底面，并以环氧树脂为粘结剂，将碳纤维布和锚固区域四周粘住。
所述步骤C中，碳纤维布的厚度计算公式为；式中：h fib 为需粘附的碳纤维布的厚度，(mm)；为应力折减系数；、f y 和f fib 分别为混凝土的抗压强度、钢筋的抗拉强度和碳纤维布的抗拉强度，(N/mm2)；x为钢筋混凝土梁的矩形应力图的受压区高度，(mm)；A sc 为钢筋锈蚀后的横截面积，(mm2)；b为钢筋混凝土梁的宽度，(mm)。
其中，梁的锚固区域6即环氧树脂的充填区域，梁的支点间区域7即环氧树脂的非充填区域，粘结区域10即用粘结剂将位于锚固区域内的覆盖于底面上的碳纤维布和混凝土相粘结，非粘结区域11即位于支点区域内的覆盖于底面上的碳纤维布和混凝土之间相互分离，包裹于锚固区域的碳纤维布12与侧面的混凝土和底面的碳纤维布之间相粘结。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (1)

1.一种基于拱效应的锈蚀钢筋混凝土梁的修复加固方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：
A、将底面处锚固区域的锈胀裂缝处10mm宽的区域内的混凝土表面清除干净；
B、将锈胀裂缝每隔25mm-50mm设置一充填口，以低压充填法将环氧树脂由预留的充填口充填入锚固区域内的锈胀裂缝的内部，并进行养护；
C、将厚度为h fib 的碳纤维布覆盖于锚固区域的底面和支点间区域的底面，并以环氧树脂为粘结剂，将且仅将位于锚固区域的碳纤维布粘结在钢筋混凝土梁的底面；
D、将1层-2层碳纤维布包裹在钢筋混凝土梁锚固区域的顶面、两个侧面及粘有碳纤维布的锚固区域的底面，并以环氧树脂为粘结剂，将碳纤维布和锚固区域四周粘住；
所述步骤C中，碳纤维布的厚度计算公式为；式中：h fib 为需粘附的碳纤维布的厚度，(mm)；为应力折减系数；、f y 和f fib 分别为混凝土的抗压强度、钢筋的抗拉强度和碳纤维布的抗拉强度，(N/mm2)；x为钢筋混凝土梁的矩形应力图的受压区高度，(mm)；A sc 为钢筋锈蚀后的横截面积，(mm2)；b为钢筋混凝土梁的宽度，(mm)。
CN201310600397.3A 2013-11-25 2013-11-25 一种基于拱效应的锈蚀钢筋混凝土梁的修复加固方法 Active CN103643804B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310600397.3A CN103643804B (zh) 2013-11-25 2013-11-25 一种基于拱效应的锈蚀钢筋混凝土梁的修复加固方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310600397.3A CN103643804B (zh) 2013-11-25 2013-11-25 一种基于拱效应的锈蚀钢筋混凝土梁的修复加固方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103643804A CN103643804A (zh) 2014-03-19
CN103643804B true CN103643804B (zh) 2016-01-13

Family

ID=50249081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310600397.3A Active CN103643804B (zh) 2013-11-25 2013-11-25 一种基于拱效应的锈蚀钢筋混凝土梁的修复加固方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103643804B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104357000B (zh) * 2014-10-11 2017-02-22 航天特种材料及工艺技术研究所 一种隔热填缝剂及其敷设方法
CN110514496B (zh) * 2019-09-02 2022-07-12 卡本科技集团股份有限公司 一种碳纤维网格加固混凝土梁端部的锚固试验方法
CN110688747B (zh) * 2019-09-19 2022-05-06 昆明理工大学 一种基于安全性和经济性多目标优化的岩质边坡锚固计算方法
CN111809911A (zh) * 2020-07-13 2020-10-23 中国二十二冶集团有限公司 解决框架梁底钢筋锈蚀的施工方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000320070A (ja) * 1999-05-07 2000-11-21 Toray Ind Inc 鉄筋コンクリート梁類の補強方法
CN201071563Y (zh) * 2007-07-20 2008-06-11 西安建筑科技大学 一种碳纤维布加固的木梁
CN102220813A (zh) * 2010-04-14 2011-10-19 上海法赫桥梁隧道养护工程技术有限公司 一种混凝土维修加固处理方法
CN102199951A (zh) * 2011-01-31 2011-09-28 云南巨和建设集团有限公司 使用碳纤维加固混凝土结构的施工方法
JP5788837B2 (ja) * 2011-07-26 2015-10-07 新日鐵住金株式会社 炭素繊維材を用いた鋼構造物補強方法
CN102409867A (zh) * 2011-09-14 2012-04-11 博睿思科技(大连)有限公司 一种碳纤维复合材料加固工艺
CN203066504U (zh) * 2013-01-04 2013-07-17 天津市喜安意建筑技术开发应用有限公司 用碳纤维布加固的钢筋混凝土楼板

Also Published As

Publication number Publication date
CN103643804A (zh) 2014-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104675141A (zh) 一种frp管约束水泥基复合材料加固墩柱结构
CN103643804B (zh) 一种基于拱效应的锈蚀钢筋混凝土梁的修复加固方法
CN106149554B (zh) 一种预制桥面板伸缩缝连接构件、制备方法及其施工方法
CN109972538B (zh) 一种钢板内灌填充料组合加固混凝土桥梁结构与施工技术
CN112031821B (zh) 隧道衬砌缺陷的加固防护治理方法
CN201771003U (zh) 用于加固水中桩柱的隔离体
CN105200929B (zh) 单板受力梁桥环箍预应力筋的加固方法
CN107013040A (zh) 一种套筒预埋式后浇楼板的施工方法
CN107304634A (zh) 一种高强不锈钢丝网增强ecc加固混凝土结构
Nordin Fibre reinforced polymers in civil engineering: flexural strengthening of concrete structures with prestressed near surface mounted CFRP rods
CN203890900U (zh) 快速修复空心板桥铰缝的结构
CN208777448U (zh) 一种预制拱件
CN103291082A (zh) 一种木梁加固体外预应力施工方法
CN203129623U (zh) 建筑物复合加固结构
CN108660902A (zh) 一种节段预制拼装式的铁路预应力混凝土连续梁桥
CN204571341U (zh) 一种frp管约束水泥基复合材料加固墩柱结构
CN105862724B (zh) 转轴式加强型预应力混凝土波形板桩
CN208917655U (zh) 一种节段预制拼装式的铁路预应力混凝土连续梁桥
CN103469737A (zh) 一种变粘结预应力碳纤维板加固混凝土受弯构件的方法
CN202627555U (zh) 混凝土梁体加固结构
CN104153594B (zh) 一种提高钢筋混凝土构件直剪承载力的方法
CN205474788U (zh) 一种宽幅箱梁桥主梁顶板加固结构
CN213773008U (zh) 一种绿色建筑桥梁破损修补结构
CN204097873U (zh) 一种桥梁桥面混凝土结构
CN201212126Y (zh) 钢筋混凝土衬圬工复合式主拱圈的拱桥

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant