结构加固改造之整体结构加固

第四节

结构整体加固同济大学土木工程学院

结构加固改造理论与技术第四节

结构整体加固整体加固改造原因改变竖向力传力路径加强结构整体性、稳定性改变侧向力传力路径（刚度比值）改变节点连接特性托换改造加固2023/5/1721整体加固改造原因2023/5/173整体加固原因年久失修、灾害破坏、使用功能变化安全性（承载力）、适用性（振动、挠度）整体改造原因使用面积—拆除隔墙视野遮挡--无柱空间（a）拔柱前（b）拔柱后增加构件方法--原结构的构件与构件间增设一个新的构件（如两榀屋架间加设一榀新的屋架，两个大梁间增设一个新梁，柱网间加设一个新柱等）原理--减少作用在原构件上的荷载适用性--该方法一般适用于单层工业厂房，或增设新构件后不影响使用要求的多层房屋的楼面梁、柱的加固。优点--该方法施工时不破损原结构，因此施工安全。2023/5/1742改变竖向传力路径-竖向荷载高效地传递给竖向承重构件增加支点原理—增加支座减小计算跨度适用性--外观和使用功能要求不高的结构加固经常用于抢险工程曾加结构刚度，减小挠度和振动优点--简单、可靠、易拆卸缺点--易损害建筑物的原貌和使用功能，可能减小使用空间。2023/5/1752改变竖向传力路径增加支点刚性支点法弹性支点法2023/5/1762改变竖向传力路径

图8.4.27刚性支点加固1-原结构；2-加固件图8.4.28弹性支点加固1-原结构；2-加固件增加支点刚性支点法弹性支点法2023/5/1772改变竖向传力路径图8.4.29阳台板受力模型(a)原阳台板（一端固定，另一端自由）；(b)加固后阳台板（一端固定，另一端铰接）桁架下设撑杆2023/5/1782改变竖向传力路径图8.3.3.23撑杆构件加固屋架（a）拉杆锚固柱上；（b）拉杆锚固无间支座处；（c）拉杆锚固中间节点处桁架下设撑杆2023/5/1792改变竖向传力路径桁架的弹性支点法-等效为普通梁（a）轴力最大值2.9

（b）轴力最大值1.9图8.3.3.11桁架变为撑杆式结构设置拉（杆）索原理：拉索有预应力—双向弹性支点拉索无预应力--单向弹性支点2023/5/17102改变竖向传力路径图8.4.42

设置拉杆加强结构刚度(a)加强输电支架的刚度；(b)减小悬臂端的挠度；(c)减小梁的跨度施加预应力---等效荷载的观点—跨中的弹性支点混凝土结构：混凝土受压性能好；梁高大可以提供的等效竖向荷载大2023/5/17112改变竖向传力路径图8.4.24预应力加固法(a) 简支梁；(b)框架连续梁（折线式）；(c)桁架下弦加预应力；(d)钢架和三铰拱施加预应力---等效荷载的观点—跨中的弹性支点混凝土结构2023/5/17122改变竖向传力路径大东港区码头因堆载超载过大，致使码头横梁严重开裂。某单位曾用“粘贴碳纤维布法”对横梁进行了二次加固，但横梁的裂缝仍无法解决，主要是超载严重时横梁内的非预应力钢筋将产生很大的塑性变形，这种变形在码头卸载以后不能回缩回去，它阻碍了大梁裂缝的闭合。用“无粘结钢绞线体外预应力加固法”取得了很好的效果。2023/5/17133加强结构整体性、稳定性结构整体性钢结构增加屋面支撑增加构件稳定性砌体增加柱、墙使闭合平面布置不规则圈梁（钢拉杆）/构造柱纵横墙连接差混凝土单向框架to双向框架楼屋盖/桥面板装配to整浇增加托梁、支拖防止构件塌落双曲拱桥连接波肋2023/5/17143加强结构整体性、稳定性防止局部倒塌构件整体性/承载力细石混凝土、压力灌浆/环氧树脂，增加面层、板墙与主体连接拉结钢筋、压浆锚杆、钢夹套、钢拉杆女儿墙、填充墙、隔墙、震损构件

钢结构增加屋面支撑—空间结构2023/5/17153加强结构整体性、稳定性图8.3.3.2增加屋盖支撑以增加空间刚度

钢结构增加构件稳定性2023/5/17163加强结构整体性、稳定性图8.3.3.4加固上弦、腹杆砌体结构增设墙段或现浇混凝土边框柱使墙体闭合2023/5/17173加强结构整体性、稳定性图源自

03SG611《砖混结构加固与修复》图集F-19砌体结构构造柱2023/5/17183加强结构整体性、稳定性在房屋四角、楼梯间和不规则平面的转角处设置，在内外墙交接处隔开间或每开间设置；外加柱宜在平面内对称布置；通高布置外加柱应与圈梁或钢拉杆连成闭合系统；与现浇钢筋混凝土楼、屋盖或原有圈梁可靠连接；砌体结构构造柱2023/5/17193加强结构整体性、稳定性图

选自《09SG619-1房屋建筑抗震加固（中小学校舍抗震加固）》图集砌体结构圈梁2023/5/17203加强结构整体性、稳定性增设的圈梁宜在楼、屋盖同一平面内闭合在阳台、楼梯间等圈梁标高变换处，应有局部加强措施；变形缝两侧的圈梁应分别闭合；圈梁应现浇其混凝土强度等级不应低于C20，钢筋可采用Ⅰ级或Ⅱ级钢，截面尺寸和配筋不宜小于规定圈梁要与砌体墙有效连结除在浇圈梁前连接处墙面应刷洗干净，保证圈梁混凝土和砖墙的粘结外，可选用普通锚栓、钢筋混凝土销键或其他连结件。砌体结疤构圈梁20逗23价/5梅/4213加强结盐构整体访性、稳愁定性图8.4羊.31砌体蚕结构弊外加草圈梁砌体拦结构钢拉杆--代替内励墙圈梁20刘23厕/5堤/4223加强结冬构整体既性、稳累定性图8.幼4.闪32高强菜度钢堡拉杆图内廊式楼校舍钢猛拉杆加矩固选自《0容9S炭G6特19刷-1房屋建恐筑抗震加固（中小把学校绳舍抗抗震加杨固）》图集双曲疏拱桥预制混踢凝土块松连接波子肋20熄23舱/5释/4233加强衔结构炉整体钱性、见稳定迁性局部整蓬体性---士-砌体腐钢筋道混凝钟土板宋墙加蓄固20期23泼/5送/4243加强结舞构整体倚性、稳崇定性图源自03压SG千61继1《砖混结乞构加固弯与修复》图集F-1概9局部整百体性砌体与攀框架拉的连厉接202爆3/5魔/4253加强魔结构钉整体支性、桂稳定里性钢结掌构加强畜柱列混凝土漏结构框架结鸦构加强业为框剪介结构、屡框支结究构20阵23谁/5吉/4264改变侧肺向力传头力路径妨（刚度者比值）钢结寇构加强哲柱列20新23炉/5炒/4274改变侧向力垄传力路庆径（刚味度比值即）图8.亚3.匀3.滥6加强屑某一醉列柱混凝补土结貌构框架指结构框加强胀为框敞剪结明构、骄框支怪结构20子23剂/5亿/4284改变侧向能力传细力路肯径（叙刚度榴比值彼）图8.残4.燥30增设剪炭力墙加买固法新增剪力墙新增剪力墙新增剪力墙钢结虽构—利用副拉压辞性能弯相同连续梁—增加擦支座沃、调藏整跨桑度20膛23甜/5终/4295改变节点很连接特性（a）（b）（c）（d）图增加支座师图鸟调整跨度府受力忘示意贿图钢结构简支领梁—相邻沫铰接签点变傍成刚公节点20凝23泽/5调/4305改变节点连枪接特性图8.3东.3.悬7柱顶秃（屋柱架支谁座）肚处由发铰接沸改变误为刚屯接（a）伏加固汪前；（b）加固取后图8.3其.3.模8支座处啊由铰接款变为刚软接图铰接点找变为刚线接点示扔意图混凝土托梁董拔柱减小梁蛮截面高砌体拆除承驼重墙202鼠3/5鹊/4315托换改守造加固混凝土预应力记托梁拔帆柱202导3/5莲/4325托换改抛造加固图8.霸4.厕17叠合炭预应敲力梁图8.讽4.事18预应迷力束—原梁内组合贴结构混凝土预应力垄托梁拔版柱20侧23辜/5滴/4335托换改桐造加固图8.呈4.碗19叠合梁图8.4马.20预应力挠吊索—屋面传撞力空间节结构混凝斤土预应魂力托凡梁拔组柱20仰23聋/5赠/4345托换改帆造加固图8.4识.21捆绑灿预应拒力梁混凝土预应斗力托多梁拔汉柱20区23绍/5的/4355托换改符造加固图8.价4.旷22梁下U形梁混凝土预应扶力托葱梁拔他柱202策3/5法/4365托换改初造加固图8.4委.23抽柱批后控恋制传僻力途应径混凝秤土增加筹梁截沈面拔骗柱20膜23鉴/5伸/4375托换改造加固图河源垄市文俯福花类园综炼合楼河源市目文福花惭园综合犁楼位于道广东省队河源市并区，其戚楼建筑搜层数共常八层，为框架联结构体糠系，平洞面内横斑向柱距为4.0球m，纵曲向柱距为6.杰0m。拟将首层横闻向两根灭柱拆除,使梁跨遍度增大为8.0坐m，设计栏采用则大截里面转旗换梁淡支撑茂上部貌荷载颠，并鹿在端壤部加画腋处理。混凝土减小梁逃截面高20桌23浮/5竿/4385托换改造加固浙江禁平湖波嘉和饼花苑况商办2#楼屋叛面梁扩减小耗截面痰高度庆改造砌体拆除义承重蚂墙202雹3/5蛋/4395托换改哲造加固图8.4搂.13单托麻梁托跟换方恩案施工从两端开好始，分毙段对译称凿除孩托梁害高度部位群的墙体，每萝凿除花一段玻砖墙(约30效0m龙m)后，立防即用端瞧部焊有锻钢板的歌单根型配钢(或钢姑管)顶撑在墙中理。沿着凶托梁轴垂向，先烟安装托匹梁两端戒的纵筋腊和箍筋牌、梁柱治节点和喜梁施工就缝处的馆加强钢魔筋，立模假，浇柜混凝侵土。3天后，再拆除托乐梁高度业部位的中间墙起体，按照泊设计转要求焊接接肾长墙体朵内托索梁还解该配兄置的钢筋，立模，粱浇混凝露土。待会混凝泡土达冈到设桐计强呆度之运后，地方可去拆除卷托梁夺下部毕的墙榜体。砌体拆除承挺重墙20竭23云/5避/4405托换改炸造加固图8.4欧.14双梁托矿换方案地基与裳基础处引理→端罪支承柱摇→另一解端支承纸柱→板赠下双托御梁→混翅凝土养康护→结脏构监测耐→拆墙般→室内现装修。在双托府梁之间麦设置穿纪越内墙盆对拉的短肩梁斤（销栓蒙），间距硬通常为10罚00酬mm，上左部墙兆荷载盏依照撑砌体拜平拱原理将力纷经短兴肩梁鹿传给最托梁酒。砌体拆除剑承重锈墙20锹23梢/5容/4415托换改造加固施工时，梯将支栗承柱撑紧那托梁；通过化学锚仍栓将支盆承柱的昆翼缘与叙纵墙连接，形成组合柱;同时将基础寇加固并与揉支承念柱连样接牢固；同样地，在乎托梁顶谅部通过辛化学锚猛栓与楼泽板连接，形成组合锡梁。图8.寸4.1极5型蜂钢托换遇方案砌体拆除颤承重轨墙202芳3/5碰/4425托换改隆造加固在需石要换虏梁的躲洞口房诚两侧章或相浓连洞协口的耽隔墙糖上，量采用行每隔30麦0m样m左右享用钢干制的术支托将上叛部墙构体支鲜撑，然坛后再砸掉所须换星梁的其矮余部分哑后绑扎钢砖筋，用矛膨胀懂混凝坑土浇注重新设内计的过您梁。拆猫模后检杏查新浇柄过梁达坑到要求酒后拆除羡其余撇旧过师梁或旧绣隔墙。图8.4异.16为过摧梁端部愉托换示料意图砌体预应力及托换拆跑除承重诵墙20扣23阵/5童/4435托换改卡造加固浙江浓慈溪辽市职倍业高尤中教析学楼支顶层蚊拆除钳承重夫墙改承造桥梁宽构件神的更段换斜拉哈索的惜更换拱桥弹吊索敏的更悬换悬索桥主获缆的如更换支座雕更换伸缩缝附更换拉吊索蠢维修索体戚锈蚀筛：首先剖较开护套妄，露出搜钢丝；建用钢丝冻刷清除罗钢丝表超面浮锈亩，并涂住刷环氧哪富锌底茄漆两道屑；用防它锈油脂驾填充钢丙丝间空汪隙；最荐后修复咱护套，改将索体哥密封。上锚头斗积水：首先抽怪水，用垦防锈油欲脂填充学积水的此空隙，难最后再租重新封斥闭上锚扔头。下锚头毒渗积水涝：疏通下淘锚头排挤水孔，乎重做桥多面防水好。护套思修复机械方法剔少除PE破损部银位，直睁至露出埋完好聚谨乙烯；用丙酮夕对待修秆补部位邪进行清愧洗，加也工坡口失；用与原爬护套材秀料相同君的焊条扬进行加崖压堆焊际，直至淋达到护表套厚度语；最后猛用抛肢光机钳对焊恨接部相位进友行抛盐光。修补喂后的PE护套瘦应光翻滑、烘平整蛋、牢课固、掩无裂猛痕。没修复接后可云在护耕套表川面涂刮刷特围制的释颜料买，并砍用绕掉包带龄密封斜拉桥换练索一般要求网在不中断容交通的情条况下汤，用地最快答最安他全的昌方法宜拆除书旧斜红拉索歪，进牵行常塔规的文新索西安装浩。实刘现快踏速换烦索，职从而曲尽量芦减少俯交通便枢纽蔬的壅抱堵时秧间。斜拉坚桥换塘索流饶程拉索阴更换畜施工即工艺隔流程壮：施工准备塔端松锚放张梁端退锚、拆除旧索清理索孔新索制备塔端挂索塔端张拉下一组索更换整体索力调整梁端穿索锚固施工壳升降叨平台塔顶吊丧索辅助疼设施1施工准只备2、塔端垫松锚垂放张指使拉视索存黎在一蹄定内去力松锚盗常采脱用穿点心式子千斤争顶、张拉迹丝杆置及撑彻脚等矛配合推进行。3、将要切泽割段拉料索内力查转换为范零4割断斜支拉索5放下已岸割断柳的斜上拉索6、新索制态备、运差输、桥凑面展开7、梁端针穿索8、塔端挂啄索（关臣键步骤翅）9安装定位，更换完成斜拉份桥换丢索注攀意事碍项对称障顺序浮施工牙，每饥次换摔一根部索。索力茧、标侨高双佩控，茂索力矩为主呜。每根索点更换完由毕应测窝量索力晚，如有工较大变婚化应对开新索力旨进行调泉整。拱桥砌吊杆延换索在拱桥中伞，一对嚼吊杆对应一根晶横梁，船缺任何五一根杆君件均不唐能保持膏桥梁原距有状态荒，因此政，吊杆更换必须浆考虑原茂吊杆受力的雷转移迅，即胃用另早外的馋替代淘杆件焰作临捉时吊杆，使原吊杆的受力弄完全龙卸除静，再麻予以亮成对构同时治更换施工准备临时拉杆、分配梁加工制作安装分配梁、穿临时拉杆张拉临时拉杆，更换吊杆（系杆）张拉新吊杆（系杆），调节桥面标高拆除分配梁、临时拉杆系更换下一对吊杆（系杆）竣工验收、开放交通吊杆丸更换轻的施著工步沙骤1、安沙装分促配梁套，穿词临时秆拉杆2、张拉杰临时拉蜂杆，更柴换吊杆悬索桥玻主缆的执更换重新设壤置地锚丑和鞍座增设新彩主缆转移趴桥面油恒载安装新渐吊索张拉新出吊索，吵使新旧斧主缆受证力一致逐渐释拾放旧缆亩内力，洽使荷载滩转移到求新主缆支座思更换当出某现支趟座脱绘空、枝异常金变形狡、不祖能正拔常滑月动、蔬支座抛开裂圈等无喊法维坑修的斗病害承时，炮需要奇更换布支座更换支座犬应满足洗以下技遵术标准递：《公路桥朝涵施工活技术规碑范》（JTJ恐04锄1－20顶00）《公路尸桥工梨程质隙量检蛾验评四定标杠准（箩第一手册徐土建督工程饮）》（JTG提F8丹0－200笔4）支座齐的更那换方港法枕木肠满布价式支雅架法桥面裳钢导已梁法端部整会体顶升法鞍型支协架法钢扁代担梁法扁型千炉斤顶法钢蝴蝶梁法钢套箍法气囊损顶升中法枕木满悲布式支里架法枕木挠满布积式支刚架法工作级原理在地面李上设置担枕木，吼以枕木舌为基础葵，设置孤满布式镇或部分汗木支架浮至桥梁封梁体处街，在支甩架上安府置千斤鞋顶顶升痰梁体。优点架设设萌备比较揪简单，颠施工方包法简单陵易于操协作。对驼于小跨踩度的梁刮桥，用盼支架法纱施工具党有一定腐的优势袍。缺点支架闯法施蔽工工泽期长理、支虽架和份模板菠用钢竖材、脸木材菠量大母、成层本高旁，不和适宜尝桥墩翠过高侦的场军合。桥面钢念导梁法桥面议钢导劣梁法工作原提理支撑内位置确在桥棒面上榜，支单撑面寄为顶命升梁钻相邻凑跨的蛛梁体就。在选顶升屈梁上溪绑扎震钢带种，安伐置钢向梁，遥以相予邻跨牢梁体认为支断撑基倒础，少配合敞顶升拢设备芦，抬鸣升梁环体。优点对桥下皱场所无旧要求，食适用于样多种桥圆梁类型剥，整个王起梁过掀程都在里桥上进盲行，不两影响桥阁下通航铲、通车妥要求。缺点钢梁伤长度将有限钳制，欣跨径求不可乒过大腾；要巴求用历较大糕吨位兄千斤境顶，钱对桥油面局晕部压挣力较仙大，坦有可缠能损畅伤梁挎体。端部整营体顶升遗法端部整勺体顶升紧法工作枝原理以地面误为支撑佳，在墩湾台两侧恒建立顶灵升基础猎，然后绝用贝雷税梁、槽啄钢、螺肾栓连接萄成受力桑钢梁（使也可用乡丰钢管墩卸作为传哲力构件交），受北力钢梁抢上架千抵斤顶，检在梁两承端同步微整体顶训升。优点对桥下仁通车影饿响不大犬，可自迹由通行充，能满漏足桥下雹不中断诞交通的抓要求。斧与采用蛮少数大雪吨位的银千斤顶稳相比较溪，无须证为应力恋集中设耍置过大乐的传力朋杆及横资梁。缺点对桥跨惭下的地菊基基础伶要求较魔高，需歌建顶升见基础，楚工序时贩间长，粥工期较巷长。钢扁担粘梁法钢扁担旋梁法工作杆原理支撑位民置在桥较面上，养支撑面汤为顶升义梁相邻究跨的梁裁体。在嫂顶升梁情上打孔步，绑扎孙钢带，扮安置钢售扁担梁凉，以相增邻跨梁肠体为支存撑基础害，配合挂顶升设援备，抬俩升梁体异。优点对桥下幻玉场所无处要求，五适用于再多种桥传梁类型龟，整个领起梁过渴程都在梅桥上进哲行，不俩影响桥离下通航的、通车嫌要求。缺点钢扁担投梁结构制设计较庸为复杂而，需进忧行专门挑计算；猴要求用懂较大吨倘位千斤疫顶，对锻桥面局桑部压力谱较大，择有可能脉损伤梁撤体。扁型士千斤辈顶法扁型单千斤协顶法工作原背理把超薄佳的液压培千斤顶恋安放在页主梁与穿盖梁的省狭小的铅空间内呈，直接叫顶升梁视体。优点机具设编备很少港，成本露低廉；话工序简梯单，施极工快速闻，中断躁交通时塔间很短雕；对桥练下场所踪蝶无要求店，适用处于多种奏桥梁类上型。缺点由于扁另型千斤煮顶的特范殊构造至，导致尚其行程唐较短，农可能需卷要多次兼顶升才显能到位棕。钢套箍慌法钢套来箍法工作原句理通过激圆箍初与桥像墩混烧凝土获之间咽的摩刘擦力缠提供肿竖向鸟支撑佩，放代置液寸压千膏斤顶蜡顶升梢梁体援。优点充分利尖用桥梁向本身的视结构，摇可以通显过增长杨钢套箍持的长度乖提高其畏承载能啦力，对谁环境的样适应能情力很强者，不受哄河床地充质、桥矛下水深吐和桥梁袍高度的橡限制。缺点要求途盖梁量较为沫宽大地能安词放液浆压千浩斤顶灶且千伯斤顶留数量睁较多声。气囊黑顶升辈法工作瞎原理用集呀群气立囊替家换液赢压千振斤顶糖，上无述所善有支蓄座更类换方猪法只弊要用扯气囊犹取代巩千斤退顶都麦可以仍称之拾为气躺动顶此升法症。工作特疏点起重艰量不宅受限葡制，辆通过厕气动盯提升飘系统福的扩夏展组箩合，孙能满栋足百莫吨级刚甚至蚁千吨晕级桥侄梁构怀件的卷顶升地；同锁步控班制，辫安全恋受控电；可核操作杨性好汗，气掉动提造升系降统体督积大伴，重盗量轻巧；顶刺升过傲程平恒稳，滤无附响加冲淋击载任荷；冲对顶影升的梯基础毫要求懂低，堆特别领适合娃临时椒预制庭构件理的工冶程；洋有利斩于保哭护桥祖梁构亭件，害采用胸分布首荷载冈，避择免了军液压西起重对的集维中载租荷。支座更甩换流程准备工作试顶梁体顶升与位移监控支座拆除与更换落梁拆除顶升装置伸缩缝咱更换伸缩医缝是酬桥梁佛路面辱中最信薄弱杨的环茎节，澡也是耻最容誉易损锡坏的沸组成基部分克，在昂一些蚂交通帝繁忙涝的道举路（昌如机语场高杏速公弟路）模上，何一般宫不能宅中断跪交通擦，即餐使占笔道施证工也声具有普一定记的时差间限消制，仁通常版的伸嫌缩缝烧更换素施工坝，由鼻于混帐凝土四的凝浅固时柏间较强长，射施工泛占道滋时间漂较长锅，不搜能满膨足繁垃忙交轧通的铜要求奖，因作此，第伸缩据缝的味快速更鄙换显得尤烂为重情要，重意义档非凡衔。施工准备放样、切割、破除伸缩缝砼拆除原伸缩缝修整槽口新伸缩缝就位、焊接浇筑快速混凝土完成伸缩缝更换施工、开放交通低于8