土木工程毕业设计（论文）混凝土结构增加截面法加固方法研究

1、编编 号号 无锡太湖学院无锡太湖学院 本本科科生生毕毕业业设设计计（ 论论文文 ） 题目题目：混凝土结构增加截面法加固方法研 究 土木工程 学院 土木工程 专业 学 号 学生姓名 指导教师 二一二年六月 题目：题目：混凝土结构增加截面法加固方法研混凝土结构增加截面法加固方法研 究究 摘摘 要要 当今国内外建筑物加固改造业发展非常迅速,建筑业重心也在发生着转变,增大 截面法是一种广泛应用且经济有效的加固方法。本文分析了增大截面加固法的 特点、适用范围以及加固之后的受力特点,阐述了混凝土增大截面加固的构造规 定及施工关键技术,研究成果有利于该技术的推广使用。加大截面法作为一种有 效的加固方法而被广

2、泛地应用在加固工程中。本文在介绍梁增大截面的加固设 计方法,及保证加固后的混凝土梁能整体工作所必须的构造措施和施工工艺的同 时，还介绍了在使用阶段钢筋应力的计算及控制,以推广增大截面加固法的应用。 当前的一些钢筋混凝土梁和板由于各种原因，出现了功能性的改变，为协助加 固设计技术人员贯彻实施新规范，提高对钢筋混凝土受弯构件的增大截面加固 法的认识，对已有 rc 受弯构件的增大截面加固设计方法从设计、施工方面作 了分析研究，并进行了案例计算，以促进钢筋混凝土加固改造行业有序发展. 关键词关键词：钢筋混凝土构件；加固方法；增大截面法 abstract based on theoretical ana

3、lysis, the sectionincreased method of rc structures flexural member is discussed in the essay, the construction method of steelbonded technique is introduced, and a practical project is also calculated. the design method is useful, which provides reference to similar engineering applications. in the

4、 old method of bridge reinforcement, increading cross-section reinforcement technology is simple and convenient construction,and under certain conditions it can combine to transform or arch bridge on the replacement of the packing, which meet the increased demand of load capacity and durability. but

5、 the design and calculation methods of increasing cross-section of reinforcement bridge component are inadequate,therefore it is necessary in-depth to study the design and calculation methods of the technical of increasing section reinforcement. the main contents of this paper are as followings: by

6、analyzing the increasing cross-section of the eccentric compression member reinforced concrete components of the bending characteristics, we get the the eccentric compression criterion of size eccentric compression on the bilateral and unilateral reinforcement. meanwhile,we can get the calculation f

7、ormulas of size eccentric compression on the bilateral and unilateral reinforcement. throughresearching shrinkage and creep of new concreteon increasing cross- section of reinforced concrete compression zone flxural menbers, we can get the calculation methods of the shrinkage and creep of new concre

8、te. keywords:reinforced concrete component; reinforcement method; the method of enlarging sectional areas 目目 录录 第第 1 章章 绪论绪论. 1.11.1 概述概述. 1.1.11.1.1 施工工艺流程施工工艺流程 . 1.1.21.1.2 施工方法施工方法 . 1.21.2 增大截面法加固的特点及工程应用增大截面法加固的特点及工程应用. 1.2.11.2.1 增大截面法加固法的适用范围增大截面法加固法的适用范围 . 1.2.21.2.2 增大截面加固法的构造要求增大截面加固法的构造要

9、求 . 1.2.31.2.3 增大截面加固法的施工要求增大截面加固法的施工要求 . 1.2.41.2.4 增大截面法的工程应用增大截面法的工程应用. 1.31.3 增大截面法加固基本原理增大截面法加固基本原理. 1.3.11.3.1 加固受力特征加固受力特征 . 1.3.1.11.3.1.1 受弯构建加固受力特征受弯构建加固受力特征. 1.3.1.21.3.1.2 偏心受压构件加固受力特征偏心受压构件加固受力特征. 1.3.21.3.2 加固构造规定与施工要求加固构造规定与施工要求. 1.41.4 梁板柱的增大截面加固法梁板柱的增大截面加固法. 1.4.11.4.1 梁梁 . 1.4.21.4

10、.2 柱柱. 1.4.31.4.3 板板 . 第第 2 章章 混凝土增大截面法加固混凝土增大截面法加固. 2.12.1 混凝土结构的加固原则混凝土结构的加固原则. 2.22.2 混凝土结构的加固工作程序混凝土结构的加固工作程序 . 2.32.3 混凝土结构加固的材料要求混凝土结构加固的材料要求 . 2.42.4 受弯构件正截面加固计算的基本原则受弯构件正截面加固计算的基本原则 . 2.52.5 受弯构件斜截面加固计算的基本原则受弯构件斜截面加固计算的基本原则 . 2.62.6 受压构件正截面加固计算方法受压构件正截面加固计算方法 . 2.72.7 混凝土增大截面加固法混凝土增大截面加固法 .

11、2.7.12.7.1 梁板柱的增大截面加固法梁板柱的增大截面加固法. 2.7.1.12.7.1.1 梁梁. 2.7.1.22.7.1.2 柱柱. 2.7.1.32.7.1.3 板板. 2.82.8 构造措施构造措施 . 2.92.9 施工措施施工措施 . 第第 3 章增加截面法在旧桥加固改造中的应用章增加截面法在旧桥加固改造中的应用. 3.13.1 桥梁破坏的原因桥梁破坏的原因 . 3.23.2 旧桥加固的准备工作旧桥加固的准备工作. 3.33.3 拱桥的加固维修拱桥的加固维修 . 3.43.4 桥梁上部结构的加固改造桥梁上部结构的加固改造 . 3.53.5 桥梁下部结构的加固桥梁下部结构的加

12、固 . 3.63.6 实践与体会实践与体会 . 第第 4 章章 实例实例. 4.14.1 增大截面法加固紫坭大桥引桥增大截面法加固紫坭大桥引桥 . 第第 5 章章 结论与展望结论与展望. 5.15.1 主要结论主要结论 . 5.25.2 展望展望 . 参考文献参考文献. 致致 谢谢. 第第 1 章章 绪论绪论 1.1 概述概述 增大截面加固，也称为外包混凝土加固，是通过增加原构件的受力钢筋， 同时在外侧新浇筑混凝土以增大构件截面，来提高构件的强度、刚度、稳定性 和抗裂性，部分情况也可以用来修补裂缝。这种加固法适用范围较广，可用于 加固混凝土梁板等受弯和柱等受压构件。 根据构件受力特点和加固目的

13、、构件几何尺寸等因素，可设计为单侧、双侧或 四面包套的加固。例如梁常用上、下侧加厚层加固，中心受压柱常用四面外包 套加固，偏心受压柱常用单侧或双侧加层加固。根据不同的加固目的和要求， 此法又可分为加大截面为主的加固和以加配钢筋为主的加固，或者两者兼备的 加固。为了保证后加混凝土正常工作，以加大截面为的加固亦需适当配置构造 钢筋，对于以加配钢筋为主的加固，为了保证配筋的正常工作，需按钢筋的间 距和保护层等构造要求适当增大截面尺寸。加固中应将新、旧钢筋加以焊接， 增强新、旧混凝土结合能力。 增大截面加固技术关键在于新、旧材料能否共同工作，核心是结合面剪力能否 有效地传递。许多试验表明，新、旧混凝土

14、结合面往往是一个薄弱环节，其抗 剪强度远远低于整浇混凝土的抗剪强度，新混凝土的收缩、弹性变形、塑性变 形、徐变等与旧混凝土存在差异，甚至出现裂缝，结合面上抗渗、抗冻性能均 会降低。因此结合面混凝土所具有的粘结抗剪力，有时远低于受剪承载力要求， 需配置一定数量的贯通结合面的剪切-磨擦筋，来抵抗结合面所出现的剪力。为 了确保新、旧混凝土共同工作的可靠性、耐久性，设计时需对加固结构的结合 面进行抗剪验算，同时在施工工艺上采取适当的措施。当被加固构件界面处理 及粘结质量符合规范要求时，可按整体截面计算。 施工工艺流程： 熟悉图纸 定位放线 原构件表面凿毛 纵向受力钢筋锚固生根 箍筋焊接或植入 刷界面剂

15、或水泥浆 模板支护 浇筑细石混凝土或高 强无收缩灌浆料 养护 施工方法： 1、 根据图纸要求，确定构件加大规格尺寸，正确施放位置线。 2、 原混凝土构件表面清污及粗糙处理，把原构件表面的装饰层清除干 净，露出坚实的混凝土表面，然后用专用工具把混凝土表面剔毛并用清水冲刷 干净。 3、 按要求布置纵向受力主筋及分布钢筋，采用植入钢筋或焊接钢筋的 方式与原结构可靠连接。 4、 在原构件表面涂刷一层界面剂或水泥浆后按要求支设牢固的模板。 5、 按要求强度等级灌注细石混凝土或高强无收缩灌浆料，也可采用喷 射的方法进行加固。 6、 细石混凝土或灌浆料保持湿润养护七天 1.21.2 增大截面加固法的基本要求

16、和工程应用增大截面加固法的基本要求和工程应用 增大截面加固法是用增大结构构件或构筑物截面面积进行加固的一种方法， 它不仅可以提高被加固构件的承载能力，而且还可以加大其截面刚度，改变其 自振频率，使正常使用阶段的性能在某种程度上得到改善，这种加固方法广泛 应用于加固混凝土结构中的梁、板、柱等。 增大截面加固法具有原理简单、使用经验丰富、受力可靠、加固费用低廉 等优点，很容易为人们所接受；但它也有一些缺点，如湿作业工作量大，养护 周期长、增加结构自重、占用建筑空间较多等，使其应用受到限制。这是传统 的加固法，是最笨的但也往往是最为可靠的方法，在本课题的工程实践中多次 采用了这种方法。 从理论上讲，

17、增大截面加固法提高结构或构件承载力的潜力是无限的，只 要工程现场允许，都可以采取增大截面加固法。 1.2.11.2.1 增大截面加固法的适用范围增大截面加固法的适用范围 增大截面加固法适用于钢筋混凝土受弯和受压构件的加固，当梁、板、柱 其承载力相差较大，且其刚度也不满足要求时，采用增大截面加固较为有效。 采用增大截面加固法时要求按现场检测结果确定的原构件混凝土强度等级不低 于 c10。该方法施工时的重点是要保证新旧混凝土界面的处理和粘结的质量， 只有当界面处理及其粘结质量符合规范要求时，方可考虑新加混凝土与原有混 凝土的协同工作，按整体截面进行计算。 1.2.21.2.2 增大截面加固法的构造

18、要求增大截面加固法的构造要求 增大截面加固法在设计构造方面必须解决好新加部分与原有部分的整体工 作共同受力问题，试验研究表明，加固结构在受力过程中结合面会出现拉、压、 弯、剪等各种复杂应力，其中关键是剪力和拉力。在弹性阶段，结合面的剪应 力和法向应力主要靠结合面两边新旧混凝土的粘结强度承担，在开裂及极限状 态下，主要是通过贯穿结合面的锚固钢筋或锚固螺栓所产生的被动剪切磨擦力 传递。由于结合面混凝土的粘结抗剪强度及法向粘结抗拉强度远远低于混凝土 本身强度，结合面是加固结构受力时的薄弱环节，即或是轴心受压破坏也总是 首先发生在结合面，因此，结合面必须进行处理，涂刷界面剂，必要时对结合 面从设计构造

19、上配置足够的贯穿于结合面的剪切磨擦筋或锚固件将两部分连接 起来，是确保结合面有效传力，使新旧两部分整体工作。 1.2.31.2.3 增大截面加固法的施工要点增大截面加固法的施工要点 增大截面加固法施工的主要环节有：加固前的卸荷处理，连接处的表面处 理，新增层的施工。施工中应用到新旧混凝土截面处理专用技术。 （1）加固前的卸荷。加固一般都存在新加部分应力滞后问题，为了使新旧 结构尽可能共同受力，加固前应尽量卸去原结构所承受的荷载，完全和精确的 卸荷可采用千斤顶反向加载，简单的卸荷可仅移去活荷载，并控制施工荷载。 （2）连接表面的处理。对原有混凝土的缺陷清理至密实部位，凿去一切风 化酥松层、碳化锈

20、层及油污层，并将表面凿毛或打成沟槽。沟槽的深度不宜小 于 6mm,间距不宜大于箍筋间距或 200mm，被包的混凝土棱角应打掉，同时应 除去浮碴、尘土。原有混凝土表面应冲洗干净，浇注混凝土前，原混凝土表面 应保湿，擦干滞留水，刷净水泥浆或涂刷界面处理剂进行处理。原有和新设受 力钢筋应进行除锈处理；在受力钢筋上施焊前应采取卸荷或支撑措施，并应逐 根分区分段分层进行焊接，以尽量减少焊接热量对钢筋的影响。 （3）新增层的施工。模板搭设、钢筋安置以及新混凝土的浇注和养护，应 符合国家标准混凝土工程施工及验收规范要求。 （4）施工工艺。增大截面加固法加固施工时，推荐采用施工工艺是： a 喷射混凝土浇筑工艺

21、，施工较为简便，混凝土质量和结合性能可显著提 高，与普通混凝土相比，喷射混凝土早期强度较高，常温下一天的抗压强度可 达 6.015.0mpa，与旧混凝土的粘强强度较高，粘结抗拉强度可达 1.52.5mpa，接近混凝土本身强度，比普通混凝土粘结强度高 24 倍。 b 混凝土灌浆料，具体要求另详。 1.2.41.2.4 增大截面加固法的工程应用增大截面加固法的工程应用 对于简支梁，仅正截面受弯承载力不足时，一般采用于梁底部增配钢筋加 固；若斜截面受剪承载力也不足时，应三面包套并加配箍筋加固，对于连续梁， 仅支座部位负弯矩受弯承载力不足时，可于顶面增配钢筋加固；若正负受弯承 载力均不足时，应双面增配

22、钢筋加固；若受剪承载力也不足时，尚应三面或四 面包套增配箍筋加固。 对于简支板受弯承载力不足但差别不大时（15%） ，可于板面增浇高强度 等级混凝土叠合层（按构造配筋）加固；若承载力相差较多时，则应于板底增 配钢筋网，采用喷射混凝土层加固。对于连续板，应双面增配钢筋网和混凝土 层加固，支座负筋应穿墙通过，不得断开。 对于柱，应根据受力情况和实际构造的不同，分别采用四面包套、三面包 套以及主要受力方向的两面包套加固。截面承载力不足着重增配钢筋，轴压比 超标或混凝土强度偏低，则着重增大包套面积及混凝土强度等级。 对于墙，有单面加固和双面加固，一般是对症加固，缺钢筋补钢筋，若混凝土 强度偏低或轴压比

23、超标，则着重提高加固层厚度及混凝土强 1.3 增大截面法加固基本原理增大截面法加固基本原理 增大截面加固法，是增大构件截面和配筋，用以提高构件的强度、刚度、 稳定性和抗裂性，也可用来修补裂缝等，梁式桥和拱式桥等旧桥均可采用该方 法加固。 根据被加固构件的受力特点和加固目的要求、构件部位与尺寸、施工方便 等可设计为单侧、双侧或三侧加固，以及四周外包加固。根据不同的加固目的 和要求，又可分为增大截面为主加固，和加配钢筋为主的加固，或者两者同时 采用的加固，为了保证配筋的正常工作，需按钢筋的间距和保护层等构造要求 决定适当增大截面尺寸。加固中应讲新旧钢筋以焊接，或用锚杆联结补强钢筋 和原构件，同时将

24、旧混凝土表面凿毛清洗干净，确保新旧混凝土良好结合。 1.3.1 加固受力特征加固受力特征 1.3.1.1 受弯构件加固受力特征受弯构件加固受力特征 公路桥梁钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件采用增大截面法加固设计主 要有两种，即在截面受区压增设现浇混凝土加厚层和在截面受拉区增设现浇混 凝土层。前者是增设现浇混凝土层来增大正截面高度，进而提高正截面抗弯承 载力和刚度，而后者一般是在受拉区截面外增设纵向钢筋，为了保证加固纵向 钢筋的正常工作，需要按构造要求浇注混凝土保护层，进而增大了截面尺寸。 因此，旧桥受弯构件的加固设计，应根据现场结构的实际情况分，分别采用受 压区或受拉区两种不同的加固形式。 1

25、）受压区增大截面法加固 当原桥上部结构的承载力不足，截面面积过小，而墩台及基础较好，承载 力较大，为了方便施工，可将原有桥面铺装层拆除，在桥面板上浇筑一层新的 钢筋混凝土补强层，用以提高桥梁的抗弯强度。这种加固补强方式称为加厚法， 实质上也就是受压区增大截面加固法。 这种方法由于加厚部分使桥梁自重和恒载弯矩增加较多，并且仍然是原结 构下缘受拉钢筋应力控制设计，故此加固法一般只适用于跨径较小的 t 形梁桥 或板梁桥，而且在加固前应对梁（板）的受力状况进行详细分析，在梁（板） 下缘强度容许的限度内确定桥面的加固高度。 仅在受压区增设现浇混凝土加厚层的受弯构件，在公路桥梁下搭设支撑构 件支架施工是难

26、以做到的，一般是以原结构作为支撑。因而，其承载力、抗裂 度、钢筋应力、裂缝宽度及变形计算和验算是按两阶段受力组合截面受弯构件 考虑。 公路桥梁结构的恒载作用比较大，同时采用增大截面加固法时不可能卸除 全部恒载作用；但对截面受压区增设混凝土加厚层时，可能在加固前同时卸除 部分恒载进行加固施工。加固前，构件自重及恒载由原梁承担，而加固后，组 合截面构件承担活载。实质上对加固构件而言，结构构件实际上是两阶段受力， 其承载力计算受到原构件应力应变的影响，不能简单地作为整体截面的有关公 式计算。在加固计算中，首先应确定加固前构件的实际应力应变水平，并考虑 新混凝土与原构件协同工作的程度，然后进行合理的计

27、算。 试验研究【13】表明，在相同弯矩作用下，二阶段受力组合截面梁的受拉钢 筋应力、挠度和曲率都比相同截面与配筋的一次受力整浇的相应值大得多，受 拉钢筋应力相对超前。其次，二阶段受力组合截面梁在第一次受力时由加固前 的原混凝土承受压力，而在二次受力时，主要由后浇混凝土，承受压力。这使 后浇混凝土受压应变比相应整浇梁小，混凝土应变想对滞后。因此，加固计算 必须考虑组合截面梁二阶段受力的特点进行复杂的计算。 2）受拉区增大截面法加固 受拉区增大截面加固方法，一般用于主梁跨中部位。当结构因主筋应力超 过容许范围，而桥下净空受到限制不能加大截面高度时，可以采用在受拉区增 焊主筋进行加固或者喷射混凝土加

28、固；对于截面高度不够或面积过小导致承载 能力不足的桥梁，通常是将梁的下缘加宽加强扩大截面，并在新混凝土截面中 增设受力主筋。 公路钢筋混凝土梁桥在受拉区加固梁时，桥上的恒载作用（桥面系、栏杆 扶手、构件自重）往往无法卸除。在新增钢筋和混凝土施工结束后，新增的恒 载和活载由加固后组合截面构件承载。因此，增大截面加固钢筋混凝土矩形、 t 形截面受弯构件的正截面承载力计算按二阶段受力构件考虑，不同受力阶段 的构件截面变形满足平截面假设。在正截面承载力极限状态，构件加固后截面 受压区边缘混凝土的压应力变达到极限压应变，原构件截面纵向受拉钢筋已屈 服，而新增的纵向受拉钢筋的应力由其应变确定，但应小于其抗

29、拉强度设计值。 因此，其应变应根据加固构件分阶段受力特点由截面变形条件确定。 加固后的构件截面受拉区增加了纵向受拉钢筋和梁肋截面，其受压区高度 与一般受弯构件高度式不同，与受压区加固的截面高度式也完全不一样，因此， 其界限破坏状态和新增钢筋加固量必须根据其加固特点进行复杂的计算。 1.3.1.2 偏心受压构件加固受力特征偏心受压构件加固受力特征 公路桥梁钢筋混凝土和预应力混凝土偏心受压构件采用增大截面法加固设 计主要有单侧、双侧或三侧加固，以及四周外包加固，一般用于钢筋混凝土墩 柱和钢筋混凝土拱桥拱圈加固。因此，旧桥偏心受压构件的加固设计，应根据 现场结构的实际情况，采用不同的加固形式。 增大

30、截面加固偏心受压构件与普通钢筋混凝土偏心受压构件在受力性能上 也是有所不同的。加固前，原构件独立承受荷载，因此原构件中的纵向钢筋应 力的增长速度要比相同条件下的构件受力时的纵向钢筋应力要快得多。加固后， 原构件和新增加部分才共同承担第二阶段荷载。这时，原构件中纵向钢筋应力 的增长速度要比加固前承受荷载时要减缓些，但钢筋总应力仍比相同条件下的 构件一次受力时的钢筋应力大，这种现象可称为原构件钢筋应力超前现象。相 反地，加固后新增钢筋才刚刚承受荷载，虽然应力增大速度比相同条件下个构 件一次受力时的钢筋应力增长速度大，但新增钢筋总的应力仍比受力时的钢筋 应力小，这种现象可称为新增钢筋应力滞后现象。

31、同时，增大截面加固偏心受压构件受力时的混凝土应变和应力增长变化规 律也与普通钢筋混凝土偏心受压构件的混凝土有明显的不同。加固后新旧混凝 土共同承受荷载，离轴向力较近一侧的原构件中混凝土的总压应变和总压应力 比相同条件下的构件受力时的混凝土压应变和压应力大，即称为原构件中混凝 土压应变超前现象或混凝土压应力的超前现象。相反地，新增加部分的混凝土 压应力要比相同条件下的构件受力时相同水平处的混凝土压应力小，即称为新 增加部分混凝土应变（或应力）滞后现象。 因此，对于二阶段受力钢筋混凝土增大截面加固偏心受压构件，由于原构 件中钢筋应力与混凝土应变超前现象和新增部分的钢筋应力与混凝土应变滞后 现象，加

32、固计算必须考虑二阶段受力的特点进行复杂计算。 偏心受压构件加固后由于加固的厚度不同或截面受力的不均衡，截面受拉 区和受压区的受力状态不再是加固前原构件或一次受力普通钢筋混凝土构件的 受力状态，其相对界限高度系数与承载力计算也与一般受压构件不完全相同。 因此，对增大截面加固偏心受压构件的相对界限高度系数与承载了计算必须根 据其加固的特点进行复杂计算。 1.3.2 加固构造规定与施工要求加固构造规定与施工要求 增大截面法加固混凝土构件时，对新浇的混凝土必须在施工中能够实现设 计上要求的结构，同时根据工程加固对新材料应援用研究成果，采用喷射高性 能抗拉复全合砂浆、微膨胀或自密实混凝土在桥梁的某些部分

33、或施工困难处可 以取得较好效果。根据已有工程加固经验，对新浇混凝土的强度级别、最小厚 度以混凝土的骨料应符合下列要求： （1） 新浇混凝土强度级别宜比原构析混凝土强度提高一级，并不低于 c30。 （2） 新浇混凝土层的最小厚度，对板不宜小于 100mm,对梁和受压构件不宜 小于 150mm。 （3） 对受压区加固受弯构件，现浇混凝土层厚度不能过大，以防止原构件的 截面受拉钢筋“应力超前”现象加剧。 （4） 新浇混凝土的骨料不宜超过其厚度的 1/2 及加固钢筋最小间距的 3/4，当 新浇混凝土层厚度小于 100mm 时，可采用细石混凝土或喷射高性能抗 拉复合砂浆。在结构尺寸复杂和新浇混凝土施工条

34、件差的情况下，可采 用微膨胀或自密混凝土。 增大截面法加固混凝土构件时，新增加固的纵筋、箍筋都应与原有构件混 凝土或钢筋有牢固的连接，以保证钢筋发挥作用，加固钢筋应符合下列要求： （1） 在受压区增设现浇混凝土加厚层加固的受弯构件，加固用纵向普通钢筋， 其直径应不小于 10mm。 （2） 在受拉区增设现浇混凝土加厚层加固的受弯构件和增大截面加固受压构 件，加固的纵向钢筋应采用带肋钢筋，其直径应不小于 12mm，也不宜 大于 25mm。 （3） 加固用箍筋直径不宜小于 8mm。 新增加固的纵向钢筋与原构件最外层受力钢筋之间的净距应不小于 20mm，应采用短筋或箍筋与原钢筋焊接；应按现行设计规范公

35、路钢筋混凝 土及预应力混凝土桥涵设计规范 （jtgd62-2004）对箍筋的构造要求进行设置， 并应符合下列要求： （1） 当新增纵向钢筋与原构件受力钢筋采用短筋焊接时（图 1-1，a） ，短筋 的直径不应小于 20mm，长度不小于 5 d（d 为新增纵向钢筋直径和原有 纵筋的最小值） 。沿构件长度方向上，各短筋的中矩不大于 500mm。 （2） 当用单侧或双侧加固时，应设置 u 型箍筋（图 1-1，b）或封闭式箍筋。 u 型箍筋应焊在原有箍筋上，单面焊缝长度为 10 d，双面焊缝为 5 d（d 为 u 型箍筋直径） 。除（图 1-1，d）所示新加箍筋与原构件箍筋绑扎形 成封闭式箍筋外，u 型

36、箍筋还可焊在增设的锚钉上，或直接伸入锚孔内 锚固，新增加箍筋与之焊接形成封闭式箍筋。锚钉直径 d 不应小于 10mm，锚钉距构件沿不小于 3 d，且不小于 40mm，锚钉锚固深度不小 于 10 d，并采用环氧砂浆或高标号水泥砂浆将锚钉固于原构件内，钻孔 直径应大于锚钉直径 4mm。 图 1-1 增大截面加固钢筋构造图 在实际工程中，新增纵向受拉钢筋是增大截面法加固的主要目的，而混凝 土起保护作用。当纵向受拉钢筋需要截断时，应按从正截面抗弯承载力计算充 分利用该钢筋强度的截面至少延伸（la+h0）长度，la为受拉钢筋最小锚固长度， h0为加固后梁截面有效高度。受压构件新增纵向受力钢筋应伸入与之相

37、连的原 构件中并满足锚固要求。 增大截面法加固旧桥的施工过程，应遵循下列工序和原则： （1） 为了加强新旧混凝土的结合，应对原构件混凝土存在的缺陷清理至密实 部们位，并将构件表面凿毛，要求打成麻坑或沟槽，沟槽深度不宜小于 6mm，间距不宜大于箍筋的间距或 200mm： （2） 当采用三面或四面外包方法加固旧桥构件时，应将构件的棱角敲掉，同 时应除去浮喳、尘土： （3） 原有混凝土表面应冲洗干净，浇筑混凝土前，原混凝土表面应以水泥浆 等界面剂进行处理，以加强新旧混凝土的结合。 对原有和新加受力钢筋应进行除锈处理；有条件时，在受力钢筋施焊前采 取缷荷或支顶措施，并逐根分区分段分层进行焊接，以减少原

38、受力钢筋的热变 形，使原结构的承载力不致遭受较大影响。 增大截面加固法施工不如整浇混凝土构件方便，必须采取措施，保证模板 搭设、钢筋安置以及新混凝土的浇筑和振捣的质量，以达到混凝土密实要求。 同时，应加强新浇混凝土的养护，养护期最好达 14d 以上。 1.4 梁板柱的增大截面加固法梁板柱的增大截面加固法 梁、柱采用加大截面法加固是我国现行加固规范里推荐的一种重要加固方法， 我们在具体的做法上有自己的独到之处，可以保证新老砼能共同工作。下面结 合工程实例介绍这些做法： 1 1.4.14.1 梁采用底部加大截面法加固（加高部分不小于梁采用底部加大截面法加固（加高部分不小于 100mm100mm）：

39、）： 1）将梁底抹灰层凿除干净，并将梁底砼凿毛； 2）将角筋部位的砼每隔 200mm 割出一块 50x50mm 的缺口，让角筋外露，好与箍 筋焊接；对于火灾受损较严重的梁和砼强度很低的梁,也可将梁底的砼保护层全 部凿去,将角筋全部外露. 3）将底部新增钢筋的两端植入柱子或主梁的砼中； 4）用植筋的方法设置 210400 拉接筋，同时用来固定模板的位置； 5）将 8200 箍筋与角筋焊接，焊接长度为 40mm； 6）设置模板，模板高出梁底 80mm，一侧做成斜面，顶部至梁侧面不小于 80mm，可让小型插入式震动棒插入； 7）浇捣砼，砼的强度等级比原构件高一级，并不低于 c25（浇捣砼之前要保持

40、梁面砼潮湿）； 8）拆模后将多余砼凿去，浇水养护一星期。 1.4.21.4.2 柱子采用一侧、二侧和三侧加大截面法加固时，我们的具体做法如下：柱子采用一侧、二侧和三侧加大截面法加固时，我们的具体做法如下： 1）将柱子侧面的抹灰层凿去，并将柱面砼凿毛； 2）将柱子角筋部位的砼每隔 200mm 割出一块 50x50mm 的缺口，露出角筋，好与 箍筋焊接； 3）将新增柱子纵向钢筋的两端植入底部和顶部的构件砼中； 4）用植筋的方法在柱子的侧面设置 210400 拉接筋，同时用来固定模板； 5）将 8200 箍筋与柱子角筋焊接，焊接长度为 40mm； 6）设置模板，中间要开窗口； 7）浇捣砼，砼的强度等

41、级比原构件高一级，并不低于 c25（浇捣砼之前要保持 柱面砼潮湿）； 8）拆模后浇水养护一星期。 下面是工程实例的施工照片 1.4.31.4.3 在板顶增设叠合层的加固方法在板顶增设叠合层的加固方法 在板顶增设叠合层也是解决板的承载能力和刚度不足的一种好方法。这 实际上也是一种将板顶的找平层改为结构层的一种方法。采用这种方法的技术 关键是要保证新老混凝土能够共同工作。我们的具体做法如下： （1）当为现浇板时： a、凿去板面的浮碴和劣质砼，并作凿毛处理； b、用水将板面粉尘冲洗干净； c、设置 8 铁膨胀作为拉接筋，间距一般取双向600，为了增强拉接能力，在 铁膨胀端头增设一个螺帽（钻孔产生的粉

42、尘应随时用抹布揩干净）； d、设置双向 b4150 钢筋网，在板的连续支座处，再另设负钢筋； e、浇捣不小于 50mm 厚的细石砼（浇捣砼之前必须保持原板面砼潮湿），随捣 随抹平； f、浇水养护一星期。 （2）当为预制板时： a、将板的面层和找平层凿除，并用水冲洗干净； b、将预制板重新排列，板间留出不小于 50mm 的空隙，下部吊设模板； c、在板缝下部根据计算配置通长的钢筋，在板顶配置双向 b4150 钢筋网， 在板的纵向接头处根据计算配置负钢筋； d、浇捣叠合层和板缝的混凝土（浇捣之前预制板面要保持潮湿）； e、浇水养护一个星期。 第第 2 章章 混凝土增大截面法加固混凝土增大截面法加固

43、 2.12.1 混凝土结构的加固原则混凝土结构的加固原则 （1） 结构体系总体效应原则 尽管加固只需针对危险构件进行，但同时要考虑加固后对整个结构体系的 影响。例如，对房屋的某一层柱子或墙体的加固，有时会改变整个结构的动力 特性，从而产生薄弱层，对抗震带来不利的影响。再如，对楼面或屋面进行改 造或维修，会使墙体、柱或地基基础等相关结构承受的荷载增加。因此，在制 定加固方案时，应对建筑物总体考虑，不能简单采用“头痛医头，脚痛医脚” 的办法。 （2） 先鉴定后加固的原则 混凝土结构加固方案确定前，必须对已有结构进行检查和可靠性鉴定分析， 全面了解已有结构的材料性能、结构构造和结构体系以及结构缺陷和

44、损伤等结 构信息，分析结构的受力现状和持力水平，为加固方案的确定奠定基础。因此， 必须先鉴定后加固，避免在加固工程中留下隐患甚至发生工程事故。 （3） 材料的选用和取值原则 a.混凝土结构加固设计时，原结构的材料强度应按规定取用，如原结构材 料种类和性能与原设计一致，按原设计（或规范）值取用；当原结构无材料强 度资料时，可通过实测评定材料强度等级，再按现行规范取值。 b.加固材料用钢材一般选用级或级钢；用水泥宜选用普通硅酸盐水泥， 标号不应低于 425；用混凝土的强度等级，应比原结构的混凝土强度等级提 高一级，且加固上部结构构件的混凝土不应低于 c20 级；加固混凝土中不宜掺 入粉煤灰、火山灰

45、和高炉渣等混合材料；粘结材料及化学灌浆材料的粘结强度， 应高于被粘结结构混凝土的抗拉强度和抗剪强度。 （4） 加固方案的优化原则 一般来说，加固方案不是唯一的，例如当构件承载能力不足时，可以采用 增大截面法、增设支点法等。究竟选用哪种方法，则应根据优化的原则来确定。 优化的因素主要有：结构加固方案技术可靠、经济合理、方便施工。结构加固 方案的选择应充分考虑已有结构实际现状和加固后的受力特点，对结构整体进 行分析，保证加固后结构体系传力线路明确、结构可靠和新旧结构或材料的可 靠连接。另外，应尽量考虑综合经济指标，考虑加固施工的具体特点和加固施 工的技术水平，在加固发方法的设计和施工组织上采用有效

46、措施，减少对使用 环境和相邻建筑结构的影响，缩短施工周期。 （5） 尽量利用的原则 被加固的原混凝土结构，通常仍具有一定的承载能力。因此，在加固时应 尽量减少对原有建筑结构的损伤，尽量利用原有结构的承载能力；在确定加固 方案时，应尽量减少对原有结构或构件的拆除和损伤。对已有结构或构件，在 经结构检测和可靠性鉴定的分析后，对其结构组成和承载能力等有了全面了解 的基础上，应尽量保留并利用。大量拆除原有结构构件，对保留的原有结构部 分可能会带来较严重的损伤，新旧构件的连接难度较大，这样既不经济，还有 可能对加固后的结构留下隐患。 （6） 与抗震设防结合的原则 我国是一个多地震的国家，6 度以上地震区

47、几乎遍及全国各地。为了使建筑物遇到地 震时具有相应的安全储备，在对他们进行承载能力和耐久性加固、处理时，应与抗震加固 方案结合起来考虑。 2.22.2 混凝土结构的加固工作程序混凝土结构的加固工作程序 （1） 结构调查和质量检验 收集原有的设计和施工资料，特别是现场施工记录和验收资料，对现场进 行详细勘作好调查记录，获取有力的第一手资料。当对材料性能有怀疑时，应 进行现场抽样检测以获得实际材料性能的各项指标。 （2） 可靠性鉴定 可靠性鉴定分为结构安全性和完损性鉴定两部分。安全生主要是指结构的 安全程度，完损性主要是指建筑结构目前的破掼隋况和所处的状态。鉴定安全 性主要是为了给结构的加固提供依

48、据，主要以内力分析和截面验算为主。而评 定完损性主要是为结构的加固和维护提供依据，以外观检查为主。 （3） 加固方案的选择 有了建筑物完全损性评价结果以后即可根据评价结果作出相应的加固方案， 加固方案应考虑多种因素，主要是考虑建筑物的使用要求和可行的加固施工方 案。 （4） 加固设计 根据所选定的加固方案进行加固施工图设计，要着重考虑新旧结构之间的 连接，最大限度的保证新旧结构之间共同工作。 （5） 施工组织设计 当施工单位收到正式的加固设计文件之后，首先要仔细熟悉图纸内容，并 根据现场的实际情况作出完善的切实可行的施工组织设计，特别是要有完备的 安全保证措施。 （6） 施工 施工单位应按照经

49、多方审核的施工组织设计进行施工，在施工期间，设计 人员要经常深入现场，了解施工情况，解决施工中所遇到的问题，特别是当原 结构与图纸内容不相符合时更应及时到现场进行勘察，然后根据实际情况作出 相应的设计调整；在施工中，建设、设计、监理、施工等各方要通力合作，紧 密配合，及时沟通，认真解决施工中的各项问题。 （7） 验收 施工任务完成后，要象对待新建筑一样对各个部分进行仔细检查；必要时处口以对现场 进行实测以更好的了解加固效果。总之，加固前必须对结构进行调查和质量检验，运用结 构理论加以分析和计算，从而说明结构的受力特征和出现异常现象(包括挠度、裂缝和其它 变形等)的原因，尔后进行可靠性鉴定。最后

50、针对结构可靠性鉴定等级提出最佳的加固方案 并进行加固设计，设计中应充分考虑到施工的可行性及合理的构造措施。 2.32.3 混凝土结构加固的材料要求混凝土结构加固的材料要求 (1) 水泥 混凝土结构加固用的水泥，应采用强度等级不低于 32.5 级的硅酸盐水泥和 普通硅酸盐水泥，也可采用矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥，但其强度 等级不应低于 42.5 级，必要时，还可以采用快硬硅酸盐水泥。当混凝土结构有 耐腐蚀、耐高温要求时，应采用相应的特种水泥。配置复合砂浆用的水泥，其 强度等级不应低于 42.5 级，且应符合复合砂浆产品说明书的规定。加固过程中 严禁使用过期水泥受潮水泥及安定性不合格的水泥

51、。 (2) 混凝土强度 一般混凝土强度均小于 c30，为了保证新浇混凝土与原混凝土问的粘结， 根据国内外混凝土结构加固工程经验，加固用的混凝土强度应比原结构构件混 凝土强度等级提高一级且不低于 c20，若原结构、构件混凝土强度较高(如高于 c40)时，可采用与原结构相同的强度等级，但要求采取技术措施保证新、旧混 凝土问有足够的粘结强度。加固用混凝土中不应掺入粉煤灰等混合材料。混凝 土用砂应符合建设部颁标准普通混凝土用砂质量标准及检验方法的规定。 混凝土用石应符合建设部颁标准普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方 法的规定。 (3) 钢材 为了有利于钢筋、型钢、钢板间的加工焊接施工，避免脆裂的可

52、能，根据 国内外许多加固工程实践经验，加固用的钢筋宜选用 hpb235 级、hrb335 级钢 筋。必要时可选用 hrb400 级、rrimoo 级或其他高强度钢材。加固用的型钢， 钢板、扁钢和钢管宜选用 q235 号钢或 16 锰钢。此类钢材具有比例极限变形较 小、强度低的特点，更能发挥后加材料的潜力。 (4) 连接材料 混凝土结构加固中，当采用焊接连接时，焊接用的焊条应符合现行国家标 准碳钢焊条或低合金钢焊条的规定，焊条的型号应与被焊钢材的强度 相适应。混凝土结构加固中，当采用钢制胀锚螺栓连接新混凝土与原混凝土或 外包角钢与原混凝土，以保证两者协同工作时，钢制胀锚螺栓的质量应符合有 关技术

53、标准的规定。混凝土结构加固中，当采用螺栓连接时，螺栓可采用 q135 号钢制作，其质量应符合现行国家标准普通碳素结构钢技术条件的规定。 (5) 粘结剂 粘贴技术是一门古老而又年轻的技术，近年来在加固工程中应用较为广泛 26-28，为保证加固用的材料与原结构材料很好的连接，要求粘结材料可灌 性好，收缩小，粘结强度高，固化时间可调整，而久性好，且材料是无毒或低 毒的浆液；浆液固化后，其与混凝土的粘结强度应高于被粘结结构的混凝土抗 拉强度和抗剪强度，目前工程上采用的结构胶基本能达到上述要求，是一种较 好的化学建材。 （6） 阻锈剂 混凝土结构钢筋的防锈，宜采用喷涂型阻锈剂。承重构件应采用烷氧基类 或

54、氨基类喷涂型阻锈剂。对掺加氯盐、使用除冰盐和使用海水、海砂的混凝土 承重结构加固时，必须采用喷涂型阻锈剂，并在构造上采取措施进行补救。对 混凝土承重结构破损界面的修复，不得在新浇的混凝土中采用以亚硝酸类成分 为主的阳极型阻锈剂。 （7） 外加剂 为促进新、旧结构更好的共同工作，在加固时我们往往会借助一些外加剂 的作用，使新、老结构结合更紧密，这些外加剂宜在施工前进行强度检验，必 要时尚应检验其干缩、腐蚀等性能。目前常用的无收缩自流密实混凝土外加剂 在这方面效果显著，它不但能成型时免振捣，而且硬化过程中不收缩，具有一 定的微膨胀作用。是一种理想的加固外加剂。 2.42.4 受弯构件正截面加固计算

55、的基本原则受弯构件正截面加固计算的基本原则 （1） 当仅在受压区加固受弯构件时，其承载力、抗裂度、钢筋应力、裂 缝宽度及挠度的计算和验算，可按现行国家标准混凝土结构设计规范 gb50010 关于叠合式受弯构件的规定进行。若验算结果表明，仅需增设混凝土 叠合层即可满足承载力要求时，也应按构造要求配置受压钢筋和分布钢筋。 （2） 在受拉区加固矩形截面受弯构件时，考虑新增受拉钢筋的作用，并 对新增钢筋的强度进行折减。 2.52.5 受弯构件斜截面加固计算的基本原则受弯构件斜截面加固计算的基本原则 受弯构件加固后应首先符合受弯构件的截面限制条件，其目的是防止发生 斜剪破坏，限制使用阶段的斜裂缝宽度，同

56、时也是满足斜截面受剪破坏的最大 配箍率条件，公式与国家标准混凝土结构设计规范gb50010 相同。 2.62.6 受压构件正截面加固计算的基本原则受压构件正截面加固计算的基本原则 （1） 轴心受压构件采用增大截面法加固的计算 对新增的混凝土和钢筋考虑利用系数 ，并取 0.8，按 （ ）确定新 增的混凝土和钢筋的受压承截力，与原轴心受压构件的承载力之和即为加固后 的正截面受压承载力。 （2） 采用增大截面法加固钢筋混凝土偏心受压构件时 1）新旧混凝土组合截面的混凝土轴心抗压强度设计值 fcc （fco0.9fc） 2）偏心距 e 按国家标准混凝土结构设计规范gb50010 规定进行计算， 但其增

57、大系数 应进行修正。 2.72.7 混凝土增加界面加固法混凝土增加界面加固法 增大截面加固，也称为外包混凝土加固，是通过增加原构件的受力钢筋， 同时在外侧新浇筑混凝土以增大构件，来提高构件的强度、刚度、稳定性和抗 裂性，部分情况也可以用来修补裂缝。 这种加固法适用范围较广，可用于加固混凝土受弯和受压构件，如板、梁、 柱、基础、屋架等。根据构件受力特点和加固目的、构件几何尺寸等因素，可 设计为单侧、双侧或四面包套的加固。例如梁常用上、下侧加厚层加固，中心 受压柱常用四面外包套加固，偏心受压柱常用单侧或双侧加层加固。 新浇混凝土 原构件（板） 原构件（梁） 原构件 新浇混凝土 新浇混凝土 板加厚

58、拉区加筋浇混凝土 梁加高 根据不同的加固目的和要求，此法又可分为加大截面为主的加固和以加配 钢筋为主的加固，或者两者兼备的加固。为了保证后加混凝土正常工作，以加 大截面为主的加固亦需适当配置构造钢筋，对于以加配钢筋为主的加固，为了 保证配筋的正常工作，需按钢筋的间距和保护层等构造要求适当增大截面尺寸。 新浇混凝土 新浇混凝土新浇混凝土 增大截面法加固混凝土柱 (1) 受压构件计算公式 新增纵向受力钢筋 新加箍筋 原柱 纵向构造筋 新增截面 n = 0.9coac0+y0as0cs(cacyas ) 式中 n 加固后的轴向压力设计值； ac0、ac加固前、加固后新凝土截面面积； y、y0新增纵向

59、钢筋和原纵向钢筋的抗压 强度设计值； 构件稳定系数，按加固后的截面，按现行规范取值； as新增纵向受压钢筋截面面积； cs综合考虑新增混凝土和钢筋强度利用程度的修正系数,取 cs =0.8。 （2） 受弯构件 m asyas(ho-/2) + yoaso(ho1-/2) + yoaso(/2-a) a1cob = yoaso + asyas - yoaso 2a bho m构件加固后弯矩设计值； as新增钢筋强度利用系数；取 0.9； y新增钢筋的抗拉强度设计值； as新增受拉钢筋的截面面积； ho、ho1构件加固后和加固前的截面有效高度； 混凝土受压区高度； yo、yo原钢筋的抗拉、抗压强度

60、设计值； aso、aso原受拉、受压钢筋的截面面积； a纵向受压钢筋合力点至混凝土受压边缘的距离； a1受压区混凝土矩形应力图的应力值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值； 当混凝土强度等级不超过 c50 时，取=1.0； 当混凝土强度等级为 c80 时，取=0.94； 其间按线性内插法确定； co 原构件混凝土轴心抗压强度设计值； b矩形截面宽度； b 增大截面加固后的相对界限受压区高度。 该方法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验：适用于梁、 板、柱、墙和一般构筑物混凝土加固，但现场施工的湿作业的时间长，对生产 和生活有一定的影响且加固后的建筑物净空间有一定的减小；置换混凝土的加