结构加固改造之结构加固概述

第一节

结构加固概述同济大学土木工程学院

结构加固改造理论与技术目录8.1概述8.1.1建筑结构加固的原因8.1.2工程结构加固的程序8.1.3工程结构加固的原则8.1.4常见桥梁病害概述工程建设到一定阶段之后，主要建设方式转变为工程结构的维修改造。加固与改造的前提是对其进行鉴定。80年代前对旧房屋进行鉴定加固90年代中期以来包括新旧房屋的鉴定加固梁底裂缝柱裂缝8.1.1建筑结构加固的原因1.结构损伤2.工程质量事故3.结构耐久性4.结构改变使用要求以上四点均可能造成工程隐患，降低结构安全性和耐久性。结构损伤建造阶段：设计疏忽，施工失误正常使用阶段：自然及人为灾害老化阶段：损伤的积累导致结构正常承载能力下降，影响结构的耐久性。工程质量事故工程勘察失误设计方案不当或计算失误施工质量低劣结构使用或改建不当结构的耐久性内因：工程材料自身特性和施工质量外因：工程所处环境条件和防护措施结构改变使用要求扩大建筑面积改善使用功能，建筑物加层或整体移位。建筑物整体移位建筑物加层8.1.2工程结构加固程序加固及改造比建新房复杂得多：1.受建筑物原有条件限制；2.房屋长期使用后存在很多问题；3.材料差异。因此，需严格遵守加固原则与加固程序。结构加固程序1.结构材料力学性能的检测2.结构完损性和安全性鉴定3.结构加固方案制订4.结构加固施工图纸设计5.施工过程中的检查和施工后的验收1.结构材料力学性能检测收集原有设计施工材料，特别是竣工和验收材料。2.结构完损性和安全性鉴定完损性：结构目前的破损状态，以外观检查为主。安全性：构件和结构的安全程度，以内力分析和截面验算为主。3.结构加固方案制订这时应考虑多种因素，最主要的是建筑物的使用要求和可能的加固施工条件。4.结构施工图设计特别注意加强新老结构之间的连接，保证协同工作，并注意被加固结构在施工期间的安全。5.施工过程中的检查和施工后的验收加固工程中两项十分重要的工作。8.1.3工程结构加固原则先鉴定后加固注意总体受力加固方案优化尽量利用原结构承载力随时检查，随时消除隐患与抗震设防相结合8.1.4常见桥梁病害（上部结构）钢筋混凝土及预应力混凝土简支板桥钢筋混凝土及预应力混凝土连续板桥钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥钢筋混凝土及预应力混凝土连续梁桥及悬臂梁桥钢筋混凝土板拱、肋拱及箱形拱桥……钢筋混凝土及预应力混凝土简支板桥现浇简支板桥预制简支板桥常见病害跨中附近板底由下而上的竖向裂缝；跨中附近板底纵向裂缝。桥面铰接缝处出现纵向裂缝；支座脱空现象；简支板跨中附近板底有由下而上的竖向裂缝；板底出现纵向裂缝。跨中板底竖向裂缝板底纵向裂缝钢筋混凝土及预应力混凝土连续板桥1.各跨中附近板底由下而上的多条竖向裂缝，横向有可能贯通；2.墩顶处桥面开裂，一般都横向贯通，裂缝可有一条到多条；3.各跨中板底附近出现纵向裂缝；4.跨中下挠程度过大。跨中及板顶竖向裂缝钢筋混驻凝土及帆预应力董混凝土搅简支梁今桥钢筋混凝土梁桥预应力混凝土梁桥常见病害跨中附近梁底竖向裂缝；两支撑端附近腹板上斜向裂缝；梁腹板竖向裂缝；桥面上沿翼缘板接缝处的纵向裂缝。张拉锚具下的纵向裂缝；沿预应力钢束的纵向裂缝；跨中下挠程度过大。支撑垂端腹男板斜菌向裂沟缝及浩跨中凝竖向处裂缝钢筋混忘凝土及窑预应力流混凝土睡连续梁凡及悬臂辫梁桥连续梁桥悬臂梁桥常见病害跨中挠度过大；预应力筋锚固齿板后的斜向裂缝；箱梁顶、底板纵向裂缝；箱梁顶、底板梗腋处的纵向裂缝；箱梁腹板中部的竖向裂缝；箱梁腹板上的斜裂缝；箱梁腹板上的水平裂缝；横隔板或横梁跨中产生竖向裂缝。悬臂梁牛腿端下挠过大，常有墩顶桥面开裂；悬臂梁牛腿处局部裂缝；跨中下挠或跨中梁底竖向裂缝；预应力筋锚固齿板后的斜向裂缝；箱梁顶、底板纵向裂缝；箱梁顶、底板梗腋处的纵向裂缝；箱梁腹板中部的竖向裂缝；箱梁腹板上的斜裂缝；箱梁腹板上的水平裂缝；悬臂施工时各分段接缝或合拢段接缝出现裂缝；横隔板或横梁跨中产生竖向裂缝。牛腿绍处局匹部裂挖缝锚固齿朗板后开掌裂箱梁查上下梦底板记板纵宰向裂艇缝箱梁悄腹板虎斜向秃裂缝箱梁鞠腹板缓水平枝裂缝横隔务板局年部裂念缝钢结折构主欣要病残害均匀锈唐蚀孔蚀缝隙腐冻蚀应力腐巩蚀腐蚀鄙疲劳缺陷退冒化铆接病太害栓接病松害焊缝众病害疲劳脆断局部直失稳撞击涂装艺病害锈蚀开裂异常变瞧形连接璃病害钢结构塌的涂镀言层失效涂装系铅统在某迷种条件捉下不能样达到其许潜在寿牌命时，戒可以认离为涂层姜发生失钞效。涂层失见效往往览并不是碗某个单志一原因漠引起的笑，而是蜻由于对冰发生在果涂层工哈艺过程讲中许多喉方面缺防乏足够店注意所李造成的系。局部政失稳撞击宜变形特殊洲情况更下的扰变形正交异溪性钢桥快面板横梁仔（横互联)与主梁软腹板连冈接处主梁考扭转丙引起吩的疲垦劳裂挺纹主梁皱腹板饲受压杀区的俯呼吸准疲劳主梁受洋拉翼缘毯贴板端乡丰头开裂桥梁打加固新技术●粘贴迈纤维承复合该材料志（FR吊P）加固母技术●粘贴钢眠板加固气技术●施加访体外预只应力加细固技术●SPS钢桥面毛板加固含技术主要内孙容FRP材料划简介FRP材料伸是一做种新沿型结丹构材探料。谎全称树为纤塑维增隔强塑毙料（Fi乒be守r受Re辅fo岗rc璃ed免P县la穗st以ic，即FRP）是一盾种以纤退维作为途增强材罢料，以铁纤维、械纱线或丹织物的呆形式增它强树脂罢基体的键复合材满料。FR程P材料样渴品FR潜P材料的筐优势FR势P材料渴以其春独特兼的优租点常做常用章于加势固钢额筋混绳凝土爱梁和芽桥墩僻。它基与钢赚板相村有以签下优所点：FR拒P的强奥度更热大，狗重量侧轻；可以现子场剪裁春，粘贴亏方便；FR丧P材料不鞭生锈，迎耐腐蚀腰性好，忽因而可墓以用在任海水、刮氯盐等提腐蚀环肺境。剪断和皆接长很捆方便，挣可以裁董成各状扁，因而响可以用耳于构件爪形状复师杂或构牢件位于形于狭窄雅空间处。粘贴FRP材料徐加固宪主梁施工工贯艺流程1.裂缝耽处理戴、基贫底处邮理、纵砼表吐面打伴磨粘贴FR洲P材料僵加固得主梁2.涂底丢胶粘贴FRP材料线加固血主梁3.修整找财平层粘贴FRP材料加茎固主梁4.粘贴纤吃维材料川黔线询肖家桥焦粘贴碳遮纤维加仿固粘贴FR革P材料独加固铲主梁箱梁绵内部煮粘贴原碳纤牌维加皂固粘贴FR戒P材料搭加固绪主梁箱梁怜外部搭粘贴剃碳纤胜维加固粘贴FRP材料满加固葬主梁板梁姜桥粘化贴碳录纤维盐加固究实例粘贴FR累P材料芬加固塞主梁拱圈粘弟贴碳纤射维材料彼加固粘贴FR纸P材料加射固主梁铁路桥请梁底粘炮贴碳纤棒维加固粘贴FRP材料加悄固主梁施工工设艺粘贴FR雨P材料加青固桥墩基层皮处理找平红处理涂刷浸圈渍树脂粘贴FRP布粘贴FRP材料加侨固桥墩粘贴FR膨P材料愈加固者桥墩虎门饰大桥允桥墩兵采用港碳纤怨维材因料加犯固前何后对瓶比效果浊验证与未加辫固桥墩忍相比，农经FR佣P加固脊的桥舒墩的凳极限喝应力登、极古限应瞧变等宴均有普明显菜的增客加FRP环向科粘贴要能改截变墩编柱的贫破坏士模式FRP环向帅粘贴测能显再著提侦高墩蛾柱的扮极限火承载演力FR恒P环向粘专贴能显垃著提高透墩柱的潜抗震性堵能粘贴FRP材料冒加固管桥墩FRP材料咸用于旱新建饲桥梁FRP夹心桥协面板由韵上下的FR醒P面层昆和FR货P夹层戒粘接席而成。上面命层受唯压和趟下面星层受给拉承帮受弯容矩，刊夹层承部分灵主要肥承受阁剪力贯，同答时连戴接上救下面贞层。FRP桥面该板FRP桥面板分类摸及优旦点FRP材料用夺于新建羊桥梁FRP桥面蜜实物FRP材料用膜于新建肿桥梁FR边P新型组被合桥面菌板FR洲P材料姑与钢途材组竿合夹层钢四板组合产结构是最夹层板扮结构体烫系（SPS）中失的一能种，户是在母两层刮钢板站之间来注入多聚氨敲酯核卵芯，钥由弹花性体瞧芯材并与钢逐板内副表层任牢固借粘结锄而形蜡成复投合结瓜构。喂夹层再板在督板结毯构中旅有着逆广泛遍的用谊途，阁在桥阿梁工宰程中萄，可济以用做在桥恒梁新盈结构仅、桥斜面板们替换驶、修嗓复等汪应用杯中。FR距P材料利与混时凝土沉的组晒合混凝棍土受爬压而FR渗P受拉，如图淋所示：FRP材料钥用于旦新建客桥梁FRP拉索用FR近P材料作笔为斜拉兼桥的拉泪索，可县以充分科发挥出FR鲁P中纤弓维材永料抗锋拉强挣度高疗、蠕叔变小郊，特索别是腊耐腐挨蚀的减优势桥。FRP材料用息于新建击桥梁拉索孕的典阅型筋糕材：日管本CF育CC拉索洽体系瑞士的Sto带rk且Bri真dge是瑞士世则界上第勉一座FRP斜拉家索的顶公路茶桥。桥梁国家桥梁类型跨度（m）建成时间AberfeldyBridge英国人行悬索桥631992StorkBridge瑞士公路斜拉桥611996HerningBridge丹麦人行斜拉桥401999LaroinBridge法国人行斜拉桥1102002江苏大学人行桥中国人行斜拉桥302005FR衡P材料用地于新建敲桥梁已建成套的FR搅P桥梁Ab底er辉fe螺ld主y恨Br歪id电ge（英国畜）FRP材料警用于俊新建坐桥梁FR讨P材料用晌于新建笋桥梁St瞎or宴k馒Br骑id刘ge（瑞士框）FR彩P材料鸽用于汁新建虹桥梁He鲜rn追in踪蝶g井Br膝id概ge（丹骗麦）FR务P材料用警于新建粱桥梁Lar汉oin幻玉Br毛idg捐e（法国嫩）粘贴尤钢板兔加固壮技术施工盆工艺粘贴钢芝板加固伟作用与循粘贴纤裂维布的房诚加固作丝式用类似闪，提高界了建筑丽物的耐匀剪切、冬耐弯曲哥能力，劣延长其卡使用寿剧命，达禁到了增奔加荷载撑的目的拐。相较经粘碳纤迈维加固密，防火唱性能有片所提高咐。粘贴越钢板勇加固索技术1.钢板制向作与砼券表面处作理2.钻孔状、植叨入锚岸栓粘贴钢款板加固扛技术3.涂胶、厕贴合钢丈板、加省压锚固4.钢板生防腐编处理粘贴演钢板句加固技术粘贴钢耐板加固豪主梁和范桥墩粘贴逗钢板显加固未技术粘贴晕钢板夹加固拿主梁颠梁底粘贴笼钢板斩加固捧技术粘贴友钢板蜻加固背拱肋粘贴钢蚁板加固村技术粘贴鉴钢板耳加固贪横隔其板粘贴钢延板加固异技术粘贴钢通板加固帽承梁体外预舟应力加固技术技术茄优点钢束的蒸耐久性馅有了保雪证。体仓外预应克力的钢丢束可检坏测、可便更换。体外加束钢翁束布港置在躁外，柜钢束袄布置烟简单柏，混葡凝土临浇筑甚方便，质右量容抄易保极证。设计香较为暴自由处。去掉叔布置静体内带束而增加的馆非受力结构，避饱免体叉内钢共束的担过分欢拥挤慈，避锻免因减少顶钢束谨数而堪采用温过大势直径灿的体骑内钢如束。适用性可在术不限丙制通边行的咐条件咳下进蛾行加秧固加自工，刷既可除作为地桥梁只通过程重车铸的临底时加这固手异段，戏也可急作为净永久猎提高克承载绝能力诞的措笔施。体外预标应力加固技术施工工企艺体外预姥应力加固技术1.钻孔、擦种植钢枪筋体外预型应力加固技术2.绑扎是钢筋底、布捎置预拖应力璃管道体外散预应彩力加固技术3.立模、各浇注混辈凝土体外般预应硬力加固技术4.安装锻索套肤管、氏穿索体外预伯应力加固技术5.张拉坛、锚挣固体外预立应力加固技术6.管道压恒浆、完硬成体外脑索施工体外预才应力加固技术采用既体外标预应层力技壳术加奔固的释小型到桥梁体外预勒应力加固技术体外牲预应求力技西术加呢固桥输梁（支使用些转向动器）体外预瓶应力加固技术体外预饱应力技禾术铁路雄桥梁SP胖S钢桥面纪板加固磨技术正交异酷性钢桥缝面板是垦现代钢保桥中的贯标准部胸件,具有轻质缩慧、高弄强、进便于渣安装的优池点,然而精正交姓异性捕钢桥杆面板荣直接夫承受除车轮严荷载届的反兄复冲湾击,产生葡较高彻的局部饮应力,桥面板怜和肋板露的焊接寒连接处碗易发生璃疲劳破杆坏,出现伶疲劳悄裂纹,并导致炭其上的县原有桥俩面铺装赴层开裂,影响肝桥梁永的使抬用寿紧命。SPS钢桥骄面板斑加固睛技术对于逼发生诉裂纹恒的正袍交异付性钢阔桥面屯板的珍加固狂方法茅有多政种,其中蔑夹芯使钢板周系统sa冷nd值wi锦ch明p勤la派te味s译ys务te撕m(歪S衬PS盛)是一呢种效驰果较犯好,且施蜜工便斗捷的梅方法船。其及优点贿有：结构旬简单,