混凝土加固修复技术（精选11篇）
混凝土加固修复技术 篇1
摘要：近年来, 在我国土木工程结构加固技术上, 混凝土加固修复技术得到了快速发展, 本文结合混凝土加固修复技术实际发展情况, 主要介绍了国内几种常用的加固修复技术方法, 包括直接加固和间接加固两种修复技术方法, 并对主要技术的特点、适用范围等进行了详细论述, 同时, 展望了未来发展趋势, 为进一步推动技术发展及应用奠定基础。
关键词：混凝土结构,加固修复技术,发展趋势
0 引言
众所周知, 近年来我国土木工程基础建设发展越来越快, 太多资源投入会是今后面临的一重大危机。因此, 已有建筑的维护问题日渐成了我们关注对象。己有建筑物常因设计或施工缺陷, 及长期使用导致的老化、损坏, 甚至自然灾害等多方面因素, 造成了混凝土结构的承载力不足、结构开裂或抗震性能降低等, 严重影响了建筑的安全使用性能, 因此, 为恢复改善其原有功能或特殊功能, 结构的加固修复成为必然。建筑结构维修加固与新建工程相比, 具有工期短、投资少、效益高等优点。据权威机构调查, 预计在今后的十年中我国的建筑业重点将逐步转向已有建筑的修复加固。因此, 建筑物的维修、加固、改造、新建技术的开发和研究是今后结构工程人员的最大课题。鉴于上述特点, 本文结合混凝土加固修复技术实际发展情况, 主要介绍了国内几种常用的加固修复技术方法, 并对主要技术的特点、适用范围等进行了详细论述, 展望了该技术未来发展趋势, 以期进一步推动技术发展及应用。
1 几种常用加固修复技术
1.1 增大加固法
增大截面加固法是指在原构件上浇层新的混凝土并补加相应的钢筋, 以提高原构件承载力, 是一种常用的加固方法。当补浇的混凝土在变拉区时, 则对补加的钢筋有粘结和保护的作用;若补浇层混凝土处在受拉区时, 则增加了构件的有效高度, 提高了构件的抗弯和抗剪承载力, 从而增加了构件的刚度, 因此, 该方法加固效果显著, 适用范围广范, 可广泛应用于钢筋混凝土结构板、梁、柱的加固, 亦可用于修补开裂截面。如应用于阳台、雨篷等悬臂构件承载力的加固。增大截面加固法可分新旧混凝土截面独立工作和整体工作两种情况。
1.2 外包粘钢法
外包钢法是指在结构构件的四周包以型钢的一种常用加固方法。主要包括两种形式:干式外包钢和湿式外包钢。外包钢法能保证在原构件截面尺寸基本不改变的情况下, 而能大幅度提高结构承载力。其特点表现在施工速度快、效果好, 缺点是用钢量大, 费用高。
外粘钢法是指用结构胶把钢板直接粘贴在构件表面上的加固方法, 此法能提高被加固构件的抗弯和抗剪能力, 并限制了裂缝的发展。该技术可在结构不停止工作的条件下进行施工, 不影响构件截面尺寸, 不影响净空使用, 施工简单、速度快, 得到广泛应用。局限是该法对施工工艺要求高, 要保证施工质量则需要专业施工队伍。
1.3 增设支点和预应力法
增设支点法是通过增设支点, 改变结构传力途径的一种加固方法, 该技术可缩小结构构件跨度, 提高承载力, 减小挠度及裂缝宽度, 且能较大幅度提高原有结构承载力, 有良好加固效果。但影响净空使用。可应用于增加屋面支承及柱间支撑、增设剪力墙、墙垛等。
预应力加固法是用外加预应力钢拉杆或撑杆, 对结构进行加固的一种方法。通过对后加拉杆或撑杆施加预应力, 改变原结构内力分布, 消除其应力滞后现象, 使后加杆件有效地参与工作, 从而可减小挠曲变形, 缩小裂缝宽度。此法可使结构的承载力、抗裂性和刚度三重功效同时得到提高。主要适用于大型结构和大跨度结构。
1.4 化学植筋技术
植筋技术是运用强粘合剂使钢筋、螺杆与混凝土之间产生握裹力的一种加固方法。该方法施工后会产生高负荷承载力, 不产生错位、拔出, 且密实性能好, 由于其对基材不产生膨胀破坏且对结构有补强作用, 施工简便, 时间短, 安全环保, 是工程中钢筋混凝土结构修复加固的最有效方法。可应用于各类建筑横梁、柱头、楼板、剪力墙等预留钢筋锚定中, 及各类钢结构、机械设备等的螺杆锚定中。
1.5 灌浆加固法
灌浆加固法是通过将一定的化学浆液注入混凝土构件裂缝内的一种修复方法。固化后的化学浆液具有高粘结强度, 可与混凝土较好地粘结, 增强了混凝土构件的整体性, 恢复了其使用功能, 提高了钢筋耐久性。该技术主要应用于各种构筑物的修补及桥梁、铁路的附属构件 (桥墩、桥台、桥面、隧道等) 的修补。
1.6 碳纤维加固法
纤维复合材料是一种由基体材料 (即环氧树脂) 和增强材料 (即纤维) 两者组成的复合材料。此复合材料不仅可保持原有材料的特性, 亦可发挥组合后的新特性, 依据不同需要进行加固设计, 得到最合理地性能要求。碳纤维加固法在用于钢筋混凝土受弯、受压构件加固时, 优点是轻质高强, 无需搭接就能适应曲面形状结构混凝土粘贴要求, 其特点是耐腐蚀、耐潮湿、施工便捷;缺点是受使用环境温度的限制, 还需有专门的防护处理。其作用机理主要体现在两个方面:一方面是碳纤维片材横向包裹, 作用类似于受剪钢筋, 协同钢筋承受剪力;另一方面是横向包裹碳纤维对其内部混凝土还会起有效的约束作用。
2 结论
近年来我国土木工程基础建设的快速发展, 给我国建筑工程建设带来巨大压力。对结构加固理论知识、加固原材料、加固修复技术的研究受到国内外土木工程界的密切关注。钢筋混凝土结构加固修复技术能够延长建筑物的使用寿命, 减缓全球建筑工程的巨大压力, 节约了建设资金, 促进了国民经济的可持续发展, 体现了深远的经济和现实意义。
参考文献
[1]李伟, 刘书伟.浅议混凝土结构的修复与加固[J].河南建材, 2010, 2:11-12.
[2]商萍.浅谈钢筋混凝土结构加固技术[J].教育经济研究, 2010, 190.
[3]李毅, 简政, 亢文祥.浅谈钢筋混凝土结构的加固技术[J].西北水利发电, 2005, 21:46-48.
[4]洪树华, 陈永秀.我国混凝土结构加固修复技术概述与发展趋势[J].山西建筑, 2010, 36 (6) :128-129.
已有混凝土楼房的加固技术研究 篇2
【关键词】楼房加固;混凝土施工;楼房施工
0.引言
随着当前我国改革开放以及现代化楼房建设的快速发展，很多原有的工业或民用楼房已不能满足使用要求，需要进行改造或者新建。为了提高经济效益、加快经济建设的发展速度，过去重新建、轻改造的状况现已获得逐步改变。依靠老企业的技术改造以及扩大再生产成为我国改革开放加快经济建设的重要手段之一，因此，钢筋混凝土加固技术在目前的实际工作中应用己越来越广[1]。通过对己有钢筋混凝土结构楼房进行加固处理，只需较少资金就达到了以往需投入巨资重建建筑物的目的，为国家、为企业节省了大量的资金和时间。目前在我国关于钢筋混凝土结构的加固方法有很多，如加大截面的加固法、外包钢加固法、预应力加固法，改变结构传力途径加固法等。文章以下主要介绍几点已有混凝土楼房加固的技术方法。
1.粘钢加固法
粘钢加固法的原理是将钢板用建筑结构胶粘贴于钢筋混凝土构件的表面，利用粘结力来传递剪力，使钢板与原有钢筋混凝土结构成为一体，形成二次组合构件，从而将钢板作为受力钢筋的一部分，起着受力钢筋的作用，用以提高结构的承载力。该施工方法在国外应用始于20世纪60年代末，在我国是从二十世纪八十年代开始应用于工程加固，其优点是简单、快速、不影响结构外形，施工时对生产和生活影响较小，是一种适应范围较广的先进加固方法，在楼房、桥梁、水利电力等土木工程领域均有应用[2]。该法的应用有以下几种形式:(1)粘贴钢板于梁式构件底部，提高其跨中正截面抗弯承载能力，(2)粘贴钢板于梁式构件中性轴以上或梁板顶面，提高支座正截面抗弯承载能力。由于粘贴钢板处于加固构件受拉区外缘，提高加固构件抗弯刚度，可有效约束已有楼房混凝土受拉变形，使加固构件开裂荷载得到大幅度提高，外粘钢板制约了混凝土收缩，能有效抑止了裂缝开展。已有楼房梁破坏时粘贴在梁底钢板并未达到屈服，梁破坏是由钢板端部与混凝土基层撕脱所致，这种情况多由于钢板锚固长度不足、粘结剂质量较差或基层处理不好的情况下[3]。在加固构件整个受力过程中，由于原钢筋己有一定应力，粘贴钢板的应力滞后现象依然存在。
2.碳纤维片材加固法
除了上述方法，碳纤维片材作为一种新型复合材料而被应用于结构加固改造工程，产生了一种被公认为最有前途的高效加固方法—碳纤维片材已有楼房加固法，这是一项新的应用外粘高性能复合材料加固结构的技术，具有以下优越特征:(1)适用面广。适用于混凝土结构、砌体结构和木结构等结构类型，适用于梁、板、柱、墙、拱、壳、墩等结构构件或部位，适用于矩形、圆形、曲面等结构形状。(2)高强高效。与原结构构件协调工作性能好。施工便捷，工效高。(3)耐腐蚀性能和耐久性能极佳。性价比高。加固后不影响结构的外观。该方法常用于已有楼房加固改造工程的碳纤维片材主要有碳纤维布和碳纤维板两类[4]，这里主要介绍用单向碳纤维布加固的方法。碳纤维布加固法的应用与粘钢法类似，但比粘钢法更灵活方便，粘贴碳纤维布于梁式构件底部，提高其跨中正截面抗弯承载能力，粘贴碳纤维布于梁式构件中性轴以上或梁板顶面，提高支座正截面抗弯承载能力，由于粘贴纤维复合材参与加固构件工作，使加固梁跨中纯弯矩段内底部纵筋应变增加变缓，加固梁破坏趋缓，破坏程度降低[5]。粘贴纤维复合材加固梁与未加固梁相比，开裂荷载略有增加，屈服荷载有较大增加，极限荷载有很大增加，刚度也有一定程度提高，但加固后截面延性有一定程度降低，由于纤维材料的脆性性能，其破坏具有一定的突然性，故受弯构件承载力提高和延性降低是采用碳纤维复合材加固混凝土梁的主要特征。
3.植筋法
植筋法是在原混凝土结构上钻孔、注胶并使钢筋在其中生根，且在浅埋深的情况下，使已固化生根的钢筋具有足够的锚固和抗拉拔性能的改造及加固方法。近年植筋技术作为一种全新的钢筋锚固方法在对在已有楼房结构改造和加固工程中应用广泛，也使这方面的加固改造设计工作更趋灵活[6]。已有楼房植筋法加固技术具有工艺简单、对原结构影响小和使设计更灵活等特点。通过对以往同类已有楼房工程的分析，可将植筋技术在对楼房结构改造和加固工程中的应用形式归纳为以下四种:(l)在原有混凝土结构上增加新的混凝土结构构件，改变原有结构平面布置，(2)增大原有混凝土结构构件的截面尺寸，(3)利用增加支座约束的方法，改变原有混凝土结构构件的约束条件和受力特征，(4)在原结构上增加锚筋或锚栓，以形成锚板代替结构预埋件使用，或作为混凝土结构构件和钢结构等的连接手段。
4.增大截面加固法
已有楼房的加固技术中场中的还有加大截面法，加固已有楼房混凝构件由于原构件内部存在一定应力，而新增部分混凝土应力水平很低，加上新旧混凝土收缩不一致而产生相互平衡的拉压应力，均会导致新增混凝土应力应变低于原构件。只要新旧混凝土粘结可靠，整个构件截面的应变增量基本符合线形关系，新旧材料的应力将按照各自本构关系增长。但由于存在滞后应变现象，在受压区新增混凝土的应力要低于其抗压强度，其作用并未得到充分发挥，而且原構件工作应力与其材强度比值越高，新增部分的应变滞后现象越严重，能发挥的作用越小。在保证新旧混凝土结为整体的条件下，已有楼房加固后构件的计算和验算可按现行混凝土设计规范关于叠合式受弯构件的规定进行。仅需增设混凝土叠合层即满足承载力要求时，也应按构造要求配置受压钢筋和分布钢筋，若不能保证新旧混凝土结为整体，可将新旧混凝土分为两个独立构件，一般情况下可按截面抗弯刚度分配。
5.结语
由于已有楼房加固的要求及目的不相同，结构和构件的损坏程度也不同，在实际已有楼房结构加固施工中应根据可靠的鉴定结果及加固原因，结合已有楼房结构特点满足使用功能要求以及方便经济等原因综合分析，针对不同已有楼房情况选用不同的加固方法，并对已有楼房加固方法进行择优选用。已有楼房结构加固与改造工程是人类历史发展的客观需要，不但节约能源，而且还可以减少大量固体废弃物的排放，从而减少对人们赖以生存环境的污染。同时他对传承人类历史文化，保留城市历史的连续性起到积极作用。■
【参考文献】
［１］陈金朝.建筑结构的抗震鉴定与加固[J].油气田地面工程,2006,(2).
［２］张敬书.我国抗震鉴定和加固技术的发展[J].工程抗震与加固改造,2004,(5).
［３］薛彦涛.传统抗震技术与抗震加固新技术的介绍[J].工程建设与设计,2006,(8).
［４］李兆桢.浅谈现代建筑加固施工技术[J].广东建材,2005,(7).
混凝土加固修复技术 篇3
鉴于上述特点,本文就我国国内常用的加固修复技术方法进行论述,提出了未来发展趋势。
1 直接加固法
直接加固法即通过各种途径增加结构抗力。
1.1 增大截面法
增大截面法又称外包混凝土加固法,是采用同种材料即混凝土和钢筋对水工程原结构进行加固补强的一种施工技术,用钢筋混凝土来增大原工程混凝土结构截面面积,以提高结构的承载力和抗侧移刚度为目的的一种传统方法。在适筋范围内,混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面,通过新加部分和原构件共同工作,可有效地提高构件承载力,改善正常使用性能。用于梁、板、柱、墙等构件和一般构筑物加固时,其优点为施工工艺简单、适应性强,且有长期的使用经验;其缺点是施工湿作业时间长,在混凝土养护期间需限制荷载,且加固后结构自重增大、建筑使用空间减小。
1.2 置换混凝土加固法
置换混凝土加固法用于各种结构构件的局部加固处理时,其优点为构件加固后能恢复原貌,不改变原使用空间;其缺点是剔除旧混凝土的工作量大,易伤及原构件的钢筋,且湿作业时间较长。置换混凝土法是对于原混凝土结构受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。对于环境情况恶劣,受到腐蚀结构耐久性降低,火灾后混凝土出现剥落、龟裂,地震、强风后等结构加固,效果尤为突出。
为了确保置换混凝土施工全过程中原结构、构件的安全,必须采取有效的支顶措施,使置换工作在完全卸荷的状态下进行。这样做还有助于加固后结构更有效地承受荷载,对柱、墙等承重构件完全支顶有困难时,允许通过验算和监测进行全过程控制。
1.3 外粘型钢和外粘型钢加固法
外粘型钢加固法,又称包钢,是将角钢、钢板箍通过胶栓和灌注高强无机粘结材料与原混凝土柱可靠地连接成一个整体,以达到整体受力,共同约束原构件,提高承载力能力要求的加固方法。该方法在新增角钢截面提高柱子承载力的同时,还因新增钢板箍的横向约束作用,使原混凝土柱产生良好的三轴应力状态,因而可以大幅度提高柱子的承载力。用于柱、桁架、梁和一般构筑物加固时,其优点为受力可靠,能显著提高结构、构件的承载能力,对使用空间影响小,施工简单且湿作业少;其缺点是对使用环境温度有限制,且加固费用较高。
外粘型钢和钢板加固法适用于承受静力作用的受弯及受拉构件,使用上不允许增大构件截面尺寸,而又需要大幅度地提高承载力和刚度的加固。对于混凝土、砖混结构中的柱以及梁、桁架弦杆和腹杆的加固效果明显。其优点是施工方便,现场工作量少,工期短,受力可靠,对建筑物外观和净空影响小;缺点是用钢量较大,加固维修费用较高。
1.4 粘贴纤维复合材料加固法
纤维复合材料是由基体材料(环氧树脂)和增强材料(纤维)所组成的复合材料。这种复合材料既可以保持原有材料的特性,又能发挥组合后的新特性,它可以根据需要进行加固设计,从而最合理地达到使用要求的性能。
纤维复合材料加固法用于钢筋混凝土受弯构件及受压构件加固时,其优点为轻质高强,一般无需搭接,能适应曲面形状混凝土的粘贴要求,耐腐蚀、耐潮湿、施工便捷;其缺点是对使用环境的温度有限制,且需作专门的防护处理。
1.5 绕丝加固法
绕丝加固法是通过缠绕退火钢丝使被加固的受压构件混凝土受到约束作用,从而提高其极限承载力和延性的一种直接加固技术。作为工程补强加固,该法重点是提高混凝土构件的位移延性。其优点是构件加固后增加自重较少、外形尺寸截面变化不大,这对构件所处环境空间要求不高。缺点是对矩形截面混凝土构件承载力的提高不显著,故在某种意义上限制了该法的应用范围。绕丝加固法在工程中多用于薄壁圆筒构件,诸如埋设墙下或混凝土坝体内的某些输电及输水管线,以及水厂的水池圆周加固。
1.6 高强钢丝绳网片—复合砂浆外层加固法
高强钢丝绳网片—复合砂浆外层加固法用于钢筋混凝土受弯构件及大偏心受拉构件时,其优点为原构件的修补和界面处理较为简便,网片的受力性能较好,若采用高强不锈钢丝绳,还能耐腐蚀介质的作用;其缺点是对复合砂浆性能和质量要求较高,而市场上供应的产品(聚合物砂浆)一般性能较差,若不专门配制,容易发生安全质量问题;另外,高强不锈钢丝及高性能复合砂浆的单价较高,使用前,需做较细致的技术经济评估才能确定其适用性。
2 间接加固法
间接加固法是通过各种途径减少作用效应,达到提高结构安全度的目的。其主要方法有以下几种。
2.1 改变用途法
将重负荷楼面改为轻负荷楼面。例如,将楼面使用活荷载6 kN/m2～12 kN/m2改为一般用房的2 kN/m2～2.5 kN/m2,使用荷载降低至原有的1/3～1/6,结构可靠度大大提高。
2.2 预应力加固法
预应力加固法是采用外设预应力拉杆或撑杆对结构构件整体进行加固的方法。通过施加预应力拉杆(分水平拉杆,下撑式拉杆和组合式拉杆)或撑杆受力,影响并改变原结构内力分布,从而降低结构原有应力水平。预应力加固法主要用于大跨度支撑结构加固,以及采用一般方法无法加固或加固效果不理想的较高应力—应变状态下的大型结构加固。用于大跨度结构以及处于高应力、应变状态下大型结构的加固时,其优点是能改变原结构内力分布、降低原结构的应力水平、消除新加杆件的应变滞后现象并显著改善结构的使用功能;其缺点是在有生产性热源且结构表面温度经常大于60 ℃的环境中使用时,其防护处理较难,且费用较高。
2.3 改变结构传力途径加固法
改变结构传力途径加固法是以减小结构的计算跨度和改变传力路径、减少变形,提高其承载力的加固方法,适用于房屋净空不受限制的较大跨度的结构加固。
按支承的受力性能分为刚性支点和弹性支点两种:增设支点法:刚性支点法是通过支承构件的轴心受压将荷载直接传给基础或其他承重构件的一种加固方法;弹性支承法:是以增设支承结构改变上部结构受弯或桁架作用来间接传递荷载的一种加固方法。
该法用于对使用条件和外观要求不高的场所,以及抢险工程的临时性支顶时。其优点为受力明确、简便可靠,且易拆卸、恢复;其缺点是显著影响使用空间。
2.4 隔震法
利用隔震技术来阻止和减少地震作用对结构的影响,从而保证结构的可靠度。如在高烈度大地震中,很难用提高结构抗力R的方法抵御巨大的地震力作用。如果采取在上部结构与基础间设置隔震层,当地面运动强度超过规定值,上部结构与基础之间将产生滑移,即地面运动不能或不能全部地传递至上部结构,这样就有效减少了上部结构所受到的地震作用,从而确保了建筑物在强烈地震作用下的可靠性。
还可采用改变结构动力特性的方法以降低结构动力反应,如改变结构刚度分布,达到间接加固的目的。
3 结论与展望
1)从国内发展来看,土木工程结构诊治与改造技术学科都得到了广泛的关注,也成为近年来国内外相关学术团体进行技术交流与合作的热门领域,其发展和应用具有十分广阔的前景。2)我国绝大多数的建筑物和构筑物都是采用混凝土结构或部分利用混凝土结构。因而,混凝土结构的改造与加固修复技术成为土木工程结构诊治与改造技术学科的重要组成部分。3)根据结构的受力特征、传力路径、结构状况以及现场环境、所达目标、施工要求等具体条件综合采用直接加固和间接加固的各种方法是未来土木工程加固修复技术的发展趋势。4)新的加固修复技术将伴随着新的材料,新的加工工艺的产生应运而生。
摘要：结合我国混凝土结构加固修复技术的发展情况,探讨了我国国内常用的直接加固和间接加固修复技术方法,对未来趋势做出了展望,以期进一步推动该技术方法的发展和应用。
关键词：混凝土结构,加固修复技术,发展趋势
参考文献
[1]陈永秀.碳纤维加固混凝土梁试验与理论研究[D].上海:同济大学,2007.
[2]GB 50367-2006,混凝土结构加固设计规范[S].
[3]JGJ 116-2009,建筑抗震加固技术规程[S].
[4]卫龙武,吕志涛,郭彤.建筑物评估加固与改造[M].第2版.南京:江苏科学技术出版社,2006.
混凝土加固修复技术 篇4
CECS 146：2003
条 文 说 明
目
1 总则
3 材料
3.1 一般要求
3.2 碳纤维片材
3.3 配套树脂类粘结材料
3.4 表面防护材料
4 设计规定
4.1 一般规定
4.2 一般构造要求
4.3 受弯加固
4.4受剪加固
4.5 柱的抗震加固
5 施工规定
5.1 一般规定
5.3 表面处理
5.4 涂刷底层树脂
5.5 找平处理
5.6 粘贴碳纤维片材
6 检验及验收
次
1 总 则
1.0.1 本条指出制订本规程的目的和要求，并提出了碳纤维片材加固混凝土结构必须遵循的原则。
碳纤维片材加固混凝土结构是一项新的应用外粘高性能复合材料加固结构的技术。目前国内对碳纤维片材加固混凝土结构的理论和试验研究成果已较多，设计与施工水平正在逐步提高，加固工程量也迅速增加。制订本规程，是为了在确保碳纤维片材加固工程质量的前提下，大力发展该项新技术，以获得更好的经济效益和社会效益，并使其在混凝土结构加固领域中的应用规范化。
1.0.2 本规程的适用范围是碳纤维片材加固房屋建筑和一般构筑物混凝土结构的设计、施工及验收。混凝土结构因设计失误、施工错误、材料质量不符合要求、荷载增加、使用功能改变和因遭受火灾、水灾、风灾、地震等灾害使结构和构件遭到破坏，均可采用碳纤维片材进行加固处理。对于铁路工程、公路工程、港口工程和水利水电工程的混凝土结构，用碳纤维片材进行加固也是可行的;同时，国内外研究和工程经验表明，对砌体结构、木结构也可以采用碳纤维片材进行加固，但应结合结构具体情况参照本规程执行。
1.0.3 在执行本规程的同时，尚应配合使用国家现行有关标准，如《混凝土结构设计规范》GB50010等。
1.0.4 本规程规定结构长期使用温度不应高于60℃，是按常温固化树脂类粘结材料的要求，同时也因为一般混凝土结构的.使用温度均低于此温度。当采用与碳纤维片材相配套的高温固化树脂类粘结材料且有可靠依据时，可不受此规定限制。在特殊环境(腐蚀、放射、高温等)下采用碳纤维片材进行混凝土结构加固时，尚应遵守相应的国家现行有关标准的规定，采取必要的防护措施。这是指在碳纤维片材加固完成后，仍应按照国家现行有关(特殊环境的)标准的相应规定进行防护处理。
1.0.5 碳纤维片材加固混凝土结构前，应进行结构检测鉴定或评估。我国已发布了《工业厂房可靠性鉴定标准》GBJ144和《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292等，通过检测鉴定评定结构及其构件的可靠性程度，可为碳纤维片材加固混凝土结构的设计和施工提供基本依据。
1.0.6 由于采用碳纤维片材加固混凝土结构是一项新技术，具有不同于其它加固方法的特殊性，故应由对碳纤维复合材料性质及其加固设计熟悉的专业人员进行设计，也应由熟悉该技术的专业施工队伍进行施工，以保证该技术的有效实施。由不了解碳纤维复合材料性质及其设计、施工特殊性的人员进行设计、施工，容易发生加固设计和施工的失误，造成事故和经济损失，影响该项新技术的正常发展。
3
3.1 一般要求
3.1.1 本条指出粘贴碳纤维片材加固方法所采用的材料种类，特别指出粘结材料应是与碳纤维片材相配套的产品。原则上应有试验资料证明粘结材料与配套碳纤维片材的粘结效果，以避免粘结材料与碳纤维片材不配套而造成加固效果降低或加固失效。
3.1.2 本条为加固用材料的一般要求。碳纤维片材和配套粘结材料的性能必须符合本条的规定，才能作为混凝土结构加固用材料。使用不符合本条规定的产品进行结构加固，会导致加固失效甚至造成严重事故。
3.1.3 目前在加固工程中大量使用的是单向碳纤维片材，故本规程列出了对单向碳纤维片材的性能指标。因为对各种加固用碳纤维片材的基本性能要求是一致的，因此对于双向或多 材 料
向碳纤维片材的性能指标未予列出，可以参照单向碳纤维片材的指标采用，本规程不再一一列举。
3.2 碳纤维片材
3.2.1 本规程仅针对碳纤维布和碳纤维板两种制品形式，统称为碳纤维片材。
碳纤维布的计算厚度为理论计算值，而不是碳纤维布的实测厚度，因为碳纤维布质地柔软，实测厚度离散性很大。碳纤维板的截面面积指含树脂板材的实测截面面积。对碳纤维板产品应说明纤维的体积含量。常用碳纤维布的单位面积碳纤维质量、截面面积和计算厚度见表1。
3.2.2 碳纤维材料具有强度高、弹性模量高、重量轻及耐腐蚀性好等特点。目前，在混凝土结构加固中一般使用高强度型碳纤维片材，其抗拉强度是普通钢筋的10倍左右，弹性模量略高于普通钢筋的弹性模量。另外，碳纤维没有类似钢筋的屈服点，在达到极限抗拉强度前应力――应变关系为线弹性。本规程的规定均以高强度型碳纤维片材为对象，当用于重要的建筑物的结构加固时，建议对碳纤维片材伸长率的要求予以适当提高。
3.2.4 试验研究和工程经验证明，单层碳纤维布的单位面积碳纤维质量越大，施工时浸渍树脂越不容易完全浸透，施工质量越难以保证。本规程所说的碳纤维质量是指碳纤维的净质量，不包括固定碳纤维所用的纬线和预浸所用的树脂质量在内。
3.2.5 碳纤维板过厚或过宽，施工质量均较难保证，所以在设计和施工时，都应尽量使用宽度较小的碳纤维板。材料研究表明，碳纤维板中碳纤维体积含量在60%~70%时性能最好，故本规程建议碳纤维板中的纤维体积含量不宜低于60%。
3.3 配套树脂类粘结材料
3.3.1 底层树脂的作用是增强混凝土表层，提高混凝土与找平材料或粘结树脂界面的粘结强度。找平材料的作用是填充混凝土表面的空洞、裂隙等，使加固表面平整度符合要求，并与底层树脂及浸渍树脂具有可靠的粘结强度，形成粘结体系。当混凝土表面平整度满足要求时，可尽量减少找平材料的用量。浸渍树脂是粘贴碳纤维布的主要粘结材料，其作用是使碳纤维丝之间以及与混凝土之间充分粘结，以共同承受结构的作用。粘结树脂是粘贴碳纤维板的主要粘结材料。本条强调必须使用与碳纤维片材相配套的粘结材料。
3.3.2 粘结材料的性能必须满足本规程的有关要求，因为粘结材料的性能与粘结质量和加固效果密切相关。如粘结材料的性能达不到要求，必然导致加固效果降低，甚至加固失效。
3.3.3 粘结材料与混凝土的粘结强度是两者之间粘结性能的基本反映，可以用正拉粘结强度来表达。研究结果表明，采用正拉粘结强度为检测指标，是因为正拉粘结强度与其它受力状态下的粘结强度具有很好的相关关系，实测数据离散性小，且测试方便。按规定的环境条件进行老化试验，2000h后的正拉粘结强度降低不超过10%，可认为降低不明显。
3.4 表面防护材料
3.4.1 表面防护的作用是保护加固结构的碳纤维片材和树脂免受外界不利环境的侵害，如紫外线照射、火灾等。表面防护材料的选择，可按国家现行有关标准的规定执行。需要指出，碳纤维片材不能当做防护材料使用。当被加固混凝土结构本身有防护要求时，采用碳纤维
片材加固后还应采取相应的防护措施。必须保证防护材料与浸渍树脂或粘结树脂粘结可靠，变形协调。
3.4.2 本条强调对于有防火要求的建筑物，必须按照要求选择防火材料并进行防护处理，以保证加固后建筑物能够达到防火规范规定的防火等级。
3.4.3 当被加固结构本身需要按使用环境条件采取规定的防护措施时，结构加固后同样应按照相应国家标准的规定执行。
4 设计规定
4.1 一般规定
4.1.1 碳纤维片材不能设计为承受压力，但在反复荷载下碳纤维片材在经受一定的压力作用后，仍可承受拉力。
碳纤维片材应采用配套树脂类粘结材料粘贴于构件表面，在构件受力过程中应与构件保持变形协调。应采取措施保证不发生因粘贴面过早剥离而导致加固效果显著降低。本规程的设计计算方法均基于这一前提建立。
4.1.2 到目前为止，碳纤维片材对混凝土受弯构件的受弯加固、受剪加固和柱的抗震加固研究和应用最多，相应的计算理论也较成熟，故本规程列出了这三种加固方法的设计计算方法和构造规定。受弯加固是指为提高受弯构件正截面承载力而进行的加固;受剪加固是指为提高受弯构件斜截面承载力而进行的加固;抗震加固是指为提高构件的抗震性能而进行的加固。在受弯加固时，应使碳纤维片材的纤维方向与受拉区的拉应力方向一致;在受剪加固时，应使碳纤维片材的纤维方向与混凝土中主拉应力方向一致，但为了施工方便，建议采用碳纤维方向与构件纵轴垂直;抗震加固时，应使碳纤维布封闭缠绕在柱上，以较好地提高抗震性能。除此以外，碳纤维片材也可沿构件轴向粘贴对受拉构件加固，或沿构件环向粘贴对轴心受压构件加固。在受弯加固时，也可采用对碳纤维片材施加预应力的方法提高加固效果。碳纤维片材也可用于剪力墙、壳体、筒仓、烟囱等特种结构的加固。这些加固方法虽有研究表明是有效的，但相应计算理论和方法的研究尚不充分，应用也较少，故暂未列入本规程。实际应用中，当有可靠依据时，可采用这种加固方法。
4.1.3 本规程主要针对房屋建筑和一般构筑物中钢筋混凝土结构构件的加固，主要根据《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068采用以概率理论为基础的极限状态设计法确定有关的加固计算方法，使其与结构设计规范相协调。为保证加固后结构的可靠性，应使结构或构件在碳纤维片材加固失效的情况下不产生结构倒塌等严重破坏。
试验研究表明，碳纤维片材加固的混凝土结构构件有多种破坏形态，除了与普通混凝土构件相同的以外，还有一些特殊的破坏形态，如碳纤维片材的剥离破坏等。采用这种加固方法，构件达到承载能力极限状态时，碳纤维片材的抗拉强度往往不能完全发挥，此时应以达到极限状态时碳纤维片材所达到的应变值来确定其承载力。同时，由于碳纤维片材在最终拉断时表现出明显的脆性，因此即使构件破坏时碳纤维片材可以达到其极限抗拉强度，也应选择小于其极限拉应变的允许拉应变作为设计极限状态的标志，以保证足够的可靠度。
4.1.4 本规程规定的产品性能是最低要求，具体的规定可参见有关的产品标准。生产厂提供的产品性能必须满足本规程的规定，方可在工程中应用。
4.1.5 一般情况下，对结构或构件的加固是局部的。加固后结构体系可能有所改变，因此加固设计中应进行验算，以保证不发生危险的脆性破坏。例如，在受弯加固后应避免剪切破坏先于受弯破坏发生等。
4.1.6 研究表明，当加固前构件计算所受的初始弯距小于其受弯承载力的20%时，初始弯距的作用不大，可以忽略二次受力的影响。
4.1.7 在实际工程中，某些结构的混凝土强度可能低于现行国家标准要求的最低强度等级。如果结构混凝土强度过低，则与碳纤维片材的粘结强度也较低，易发生脆性显著的剥离破
坏，碳纤维片材就不能充分发挥作用，因此本条规定了被加固结构混凝土强度的最低等级。而对于封闭粘贴碳纤维片材的约束混凝土，当封闭碳纤维片材的搭接构造满足本规程的规定时，约束混凝土的抗压强度可以得到提高，故被加固结构的混凝土最低强度等级可放宽至C10。
4.2 一般构造要求
4.2.1 碳纤维片材沿其纤维方向弯折时会导致应力集中和纤维丝折断，影响强度发挥。根据试验研究结果，当转角处的曲率半径不小于20mm时，可减缓应力集中，碳纤维片材强度基本上不受影响。对于弹性模量较高的碳纤维片材，如要求碳纤维片材强度不受影响，则转角处的曲率半径应该更大。曲率半径的大小与碳纤维片材的弹性模量高低有关，因缺少试验资料，本规程未作明确规定。
4.2.2 试验研究表明，当单位面积碳纤维质量不超过450g/O，碳纤维布沿受力方向的搭接长度不小于100mm时，破坏不会发生在搭接位置。当单位面积碳纤维质量超过450g/O时，尚应通过试验研究确定碳纤维布搭接长度。碳纤维布的搭接位置相互错开是为了施工方便。有资料表明，在施工质量有保证时，碳纤维布的断裂或破坏一般不会发生在搭接处。
4.2.3 附加锚固措施是指，将钢板或角钢等先粘贴在碳纤维片材外表，再用锚栓锚固于混凝土中，锚栓的数量及布置方式应根据锚固区受力大小确定。钢板压条厚度不宜小于3mm，锚栓规格不宜小于M6。设计时尚应考虑因采取附加锚固措施而造成的碳纤维片材损伤对加固效果的影响。
4.3 受弯加固
4.3.1 国内外的试验研究表明，在受弯构件的受拉面粘贴碳纤维片材进行受弯加固时，截面应变分布仍符合平截面假定。为防止碳纤维片材最终发生脆性拉断破坏，所采用的允许拉应变[εcf]一般为设计极限拉应变εcfu的2/3;同时根据《混凝土结构设计规范》GB50010对构件塑性变形的控制条件，[εcf]且不应大于0.01。
碳纤维片材从受载至拉断，均表现为线弹性。
4.3.2 采用粘贴碳纤维片材进行受弯加固时，构件的破坏形态主要有以下几种：
1. 受拉钢筋先达到屈服，然后受压区混凝土压坏，此时碳纤维片材未达到其允许拉应变
[εcf];
2. 受拉钢筋先达到屈服，然后碳纤维片材超过其允许拉应变[εcf]并达到极限拉应变而拉
断，此时受压区混凝土尚未压坏;
3. 因加固量过大，在受拉钢筋达到屈服前受压区混凝土先压坏
4. 在达到正截面极限承载能力前，碳纤维片材与混凝土发生剥离破坏。
对受弯加固，按前两种破坏形态进行设计计算。对第3种破坏形态，可通过控制加固量上限来避免发生。本规程第4.3.5条第1款规定的受压区高度x不大于0.8ξbh0，即可控制不发生第3种破坏形态。第4种破坏形态属于脆性破坏，此时碳纤维片材中的应力很小，必须避免，一般通过构造或锚固措施予以保证。本规程第4.3.1条第4款为应用本条计算公式的前提条件，其构造应符合本规程第4.3.8条和第4.3.9条的规定。
本条第1款为第1种破坏形态的受弯承载能力计算公式。公式(4.3.2-1)从对受拉钢筋截面形心取矩的力矩平衡方程得到，公式(4.3.2-2)为力平衡方程，公式(4.3.2-3)是按平截面假定得到。
本条第2款、第3款为第2种破坏形态的受弯承载力近似计算公式，此时受压区高度很小。第2款中，偏于安全地对受压区边缘混凝土达到极限压应变且碳纤维片材同时达到允许拉应变的界限状态时的受压区合力作用点取矩，并取碳纤维片材的应变为允许拉应变，即得公式(4.3.2-4)。第3款中，对受压钢碳纤维片材加固混凝土结构技术规程筋合力作用点取矩，并认为受压钢筋合力作用点与受压区混凝土合力作用点重合，即得公式(4.3.2-5)。
由于被加固结构的混凝土强度等级一般较低，故本规程对受弯承载立计算公式中的等效矩形应力图形系数，未考虑高强混凝土的影响。
4.3.4 根据钢筋混凝土受弯构件在正常使用阶段受压区边缘混凝土和受拉钢筋的应变计算公式，按平截面假定可确定加固前在初始弯矩作用下的混凝土拉应变εi。
根据计算分析和试验结果，当初始弯矩Mi小于未加固截面受弯承载力的20%时，二次受力对受弯极限承载力的影响很小，可以不考虑。
4.3.5 限制受压区高度x不大于0.8ξbh0，是为了避免因加固量过大而导致超筋性质的脆性破坏。
因为没有成熟的研究成果，本规程未给出加固后正常使用阶段的裂缝和变形的验算方法。为了控制加固后构件的裂缝宽度和变形，以及考虑到碳纤维片材的加固应用经验尚有不足之处，本规程对加固后受弯承载力的提高程度作了限制，并对正常使用阶段的钢筋应力作了控制。
4.3.6 在梁侧面受拉区粘贴碳纤维片材进行受弯加固时，仍可按照平截面假定来确定碳纤维片材的应变分布，碳纤维片材距受拉区边缘越远，应变越小，越不能充分发挥作用，因此限制了碳纤维片材在梁侧面受拉区的粘贴高度，同时乘以折减系数来考虑应变不均匀分布的影响，以简化计算。
4.3.7 本条是考虑受弯加固可能引起构件受力状态改变从而发生破坏形态转化，所以，进行受弯加固时尚应验算构件的受剪承载力。
4.3.8 碳纤维片材与混凝土之间粘结强度的取值，是根据国内试验研究结果和经验并参照国外有关设计指南给出的，其中已经考虑了施工现场与实验室的施工质量差别、粘结界面上拉应力和剪应力共同作用等因素的影响。由于试验数据还不足，且碳纤维板与混凝土的粘结强度低于碳纤维布与混凝土的粘结强度，因此规程中给出的粘结强度值是偏于保守的，且暂时没有考虑粘结强度与混凝土强度等级的关系，并建议设计中将碳纤维片材延伸至支座边缘。
4.3.9 构造规定系根据试验研究结果和工程经验给出的。
4.3.10 在对负弯距区进行加固时，由于靠近梁肋处粘贴的碳纤维片材可以较充分地发挥作用，而远离梁肋的碳纤维片材作用较小，故限制了碳纤维片材的粘贴范围。
4.3.12 由于碳纤维片材在柱端锚固困难，故通常不采用碳纤维片材对柱端进行正截面承载力加固。本条所述是指对柱中部正截面承载力的加固。当被加固位置的碳纤维片材有可靠锚固时，加固后的承载力计算可按截面应变符合平截面假定，参照本规程第4.3.2条的方法进行。
4.4 受剪加固
4.4.1、4.4.2 碳纤维片材的受剪承载力是根据加固后构件达到最大受剪承载力时碳纤维片材的应变发挥程度确定的。公式(4.4.1-3)和公式(4.4.2-3)是根据国内外的试验结果分析，并参照美国ACI的有关设计指南给出的。对于钢筋混凝土柱，受剪加固应采取封闭式粘贴，此时，φ取1，如不能封闭粘贴，不宜采用碳纤维片材加固。
4.4.3 本章的受剪计算公式均是按碳纤维片材纤维方向与构件轴向垂直的情况给出的。也可采用其它粘贴方向，但受剪计算公式应作相应改变。
U形粘贴和侧面站体饿易发生剥离破坏，影响碳纤维片材加固作用的发挥，故应优先采用封闭粘贴形式。当采用U形粘贴和侧面粘贴时，宜按本条第4款的要求设置水平压条，以增加粘贴面积，提高抗剥离能力。试验表明，U形粘贴如采取了可靠的机械锚固措施，与封闭粘贴具有同样的效果。
4.5 柱的抗震加固
4.5.1 公式(4.5.1)中的总折算体积配箍率，是根据我国试验结果分析给出的。采用碳纤维片材缠绕加固混凝土柱可以约束混凝土的变形，从而提高混凝土的抗压强度，降低轴压比，但这方面的研究目前还不充分，当有可靠依据时，方可考虑其作用。
4.5.2 柱的抗震加固必须采用封闭式粘贴并有可靠连接。此时，搭接长度比受弯加固、受剪加固的搭接长度应大一些，以保证加固效果。
5 施工规定
5.1 一般规定
5.1.3 施工现场的环境温度必须符合粘结材料的使用温度以保证粘贴质量，如果不能满足，必须采取措施使其满足要求后再进行粘贴。
5.1.4 当环境湿度不超过70%时，可以不考虑环境湿度对树脂固化的不利影响。如采用适当于潮湿环境的粘结材料，可不受此限制。
5.1.6 本条规定了配制底层树脂、找平材料、浸渍树脂和粘结树脂时均应满足的一般要求。施工时应根据施工进度和环境温度控制每次的搅和量，以保证在粘结材料规定的使用时间内有效地使用拌和好的粘结材料。
5.3 表面处理
5.3.1 对于较大的孔洞、凹陷等应采用修复材料修复平整。修复材料一般采用聚合物砂浆，且与原混凝土粘结良好。
5.4 涂刷底层树脂
5.4.2 研究结果表明，在底层树脂表面指触干燥到完全固化期间进行下一工序施工，粘结效果最好;当有试验依据时，也可以在底层树脂完全固化后进行下一步工序。树脂的指触干燥是指树脂刚达到凝胶的状态，即在施工现场通过手指触摸树脂表面有凝胶的感觉，但不会粘附树脂的状态。
5.5 找平处理
5.5.4 研究结果表明，在找平材料表面指触干燥到完全固化期间进行下一工序施工，粘结效果最好;当有试验依据时，也可以在找平材料完全固化后进行下一步工序。
5.6 粘贴碳纤维片材
5.6.1 试验研究和工程经验表明，只有浸渍树脂充分浸透在碳纤维布中才能保证其粘贴质量，否则有很不利的影响。用专用滚筒滚压碳纤维布时，可以向一个方向，也可以从中间向两个方向滚动，但不允许来回滚动，以免损伤碳纤维，影响粘结质量。研究结果表明，从浸渍树脂表面指触干燥到完全固化期间进行下一工序的施工，粘结效果最好。当有试验依据时，也可以在浸渍树脂完全固化后进行下一层碳纤维布的粘贴。
6 检验及验收
6.0.1 施工前应对材料性能进行检验，以保证工程质量。
6.0.2 本条中隐蔽工程指表面处理、涂刷底层树脂和找平处理三道工序。前一工序检查合格后方可进行下一道工序的施工，以保证工程的质量。
6.0.4 本条规定的检查方法，是经实践检验过的有效、简便的方法，适用于任何条件下碳纤维片材与混凝土粘结质量的检查。
6.0.5 对于重要的或大型的加固工程，除了按本规程第6.0.4条的方法进行常规检查外，还应按附录B的规定采用碳纤维片材粘结强度专用检测仪对施工质量做进一步检验，以确保工程质量。
混凝土加固修复技术 篇5
为了治理桥梁的病害，提高桥梁的安全性和使用寿命，以桥梁工程、工程力学、交通工程学等理论为基础，围绕混凝土桥梁具体结构特点，从分析桥梁的重要性入手，通过对桥梁加固的发展现状研究，采取对比法对桥梁加固方法进行对比分析，提出了适合于混凝土桥梁加固的技术方法和加固计算，并用等效矩形应力图形代替曲线应力图形使计算简化，为中小型混凝土桥梁的加固提出了一种简便的方法。
公路和铁路是国家的经济命脉，桥梁是其重要的组成部分。现有公路桥梁大多是根据1985年颁布的设计标准建造的，其设计荷载均较低。随着国民经济的发展，车辆增长速度加快，尤其是大型车辆、工程用重型运输车不断出现，这些车辆的实际载荷早已超出了1985年桥规的设计荷载。因此我国现有的很多桥梁发生了荷载吨位不足、老化、破损、裂缝等现象。为确保公路交通正常运营，必须对公路桥梁进行维修养护，近年来我国现有的桥梁病害已严重不能适应现代交通运输的要求，迫切需要对其进行技术改造。若将这些有病害的桥梁拆除重建，不仅要耗费大量资金，且建设周期较长。经验表明，桥梁加固费用一般约为新建桥梁费用的10％ ～30％，并且工期大为缩短翻。因此，有计划、有步骤地对现有桥梁进行调查研究，分析病害原因，采取相应的技术措施，对危桥进行加固改造，以使其满足新时期公路交通运输的需要，对我国公路建设和经济发展具有重要意义。
1.现状分析:体外预应力混凝土结构是后张法无黏结预应力混凝土结构的分支，是一种用完全位于混凝土截面以外的预应力束来对混凝土施加预应力的结构体系。体外预应力体系由体外预应力孔管、浆体、锚固体系和转向块等部件组成网。体外预应力技术能大大缩短施工工期，能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力，但加固后对原结构外观有一定影响。适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固。
德国工程师Franz Dischinger，最早获取了向结构施加体外预应力的专利，并在1936年设计了世界上第一座预应力混凝土桥梁Aue桥。1952年古巴建造了美洲的第一座体外预应力桥Canas河大桥。我国自50年代以来，预应力技术发展迅速，特别是近年改革开放以后，迎来了我国桥梁建设的黄金时期。经过桥梁建设者们几十年的不懈努力，我国预应力混凝土桥梁的发展业已成熟，各设计和施工单位均有了较高的技术水平和丰富的时间经验。但是，在体外预应力混凝土结构在世界各国广泛运用和不断创新的今天，我国已明显地落后。虽然我国对无黏结预应力的研究开始于7O年代，但体外预应力在桥梁结构中的应用屈指可数。除了旧桥加固以外，国内20世纪70年代末，体外预应力技术开始用于公路桥梁的加固，收到了很好的经济和社会效益并写入了现行《混凝土结构加固技术规范》。1995年建成的汕头海湾大桥预应力混凝土加劲梁中的地板预应力束采用了无黏结体外钢束，1990年通车的福州洪塘大桥的引桥采用了体外预应力结构。
2.桥梁加固的方法分析:对于混凝土桥梁结构加固方法主要为：加大截面加固法、外包钢加固法、体外预应力加固法、改变结构传力途径(改变受力体系)加固法、受弯构件外部黏钢加固法、化学植筋加固法、碳纤维布加固法等。但是各种方法各有优缺点，现在对比分析如表所示。
通过上面的分析我们可以看到，对于混凝土梁桥的上部结构采用体外预应力加固，在自重增加很小的情况下可大幅度改善和调整原结构-的受力状况，提高结构刚度、抗裂性。由于自重增加小，故对墩台及基础受力状况影响很小，可节省对墩台及基础的加固，节省加固投资。对于混凝土T梁桥用预应力加固效果更加明显。前些年体外预应力加固就要采用钢筋作为预应力筋，但由于钢筋的防腐和日后的养护检查工作量较大，近年来，逐渐采用带聚氯乙烯套管的预力钢绞线或钢丝索来加固。
3.加固桥梁力学性能分析:体外预应力加固法主要用于梁式桥(包括简支梁、悬臂梁、连续体系梁桥等)正常使用极限状态超限的结构，通过对旧桥施加体外预应力，能够达到减少或消除裂缝，减小梁体下挠，改善结构各截面应力状态的目的。
4.结论:通过对目前混凝土桥梁病害的分析，结合当前的科技水平，在分析桥梁加固研究现状的基础上，针对目前桥梁的不同类型分析出混凝土梁桥(特别是T型梁桥)适合的加固方法—钢绞线预应力法，该方法减少了由于管道摩擦造成的预应力损失，而且高性能钢束的发展应用导致了体外束数量的减少，使体外束桥梁的设计、施工更为简易。在此基础上对混凝土梁桥进行了力学计算分析，同时用等效矩形应力图形代替曲线应力图形使计算简化，为中小型混凝土桥梁的加固提出了 种简便的方法。
参考文献：
[1]吴海军．桥梁结构的典型病害及原因分析[J]．重庆交通学院学报，2010(6)：19—23．
简述震后房屋建筑修复加固技术 篇6
1) 修复加固工程量庞大, 震后的房屋鉴定显示, 共有近800幢建筑需要加固, 建筑面积达220万平方米;
2) 时间紧, 如此巨大的加固量, 需要在一年半的时间内完成;
3) 多数施工单位无民房加固施工经验可循, 加固队伍水平参差不齐;
4) 监理单位人员配备不足, 面对如次巨大的加固任务, 本地监理单位和监理人员极度缺乏;
5) 国家和地方尚未出台加固工程专门的验收规范, 为此南京市对口支援四川省绵竹市灾后重建质量安全监督组克服重重困难, 针对加固工程监督工作特点和性质, 结合援川监督工作相关指导性文件、加固工程相关标准、图集, 制定了援川房屋建筑加固工程质量验收规定, 成为援川房屋建筑加固工程验收的重要依据。
2 房屋建筑修复加固技术
2.1 面层加固法
面层加固法是指在墙体的单面或双面采用高强水泥砂浆勾缝、敷设水泥砂浆面层或钢筋网砂浆面层, 或高强钢丝绳网片和聚合物砂浆面层对墙体进行加固的方法。
构造要求:
1) 水泥砂浆面层的厚度宜为20m m;钢筋网砂浆面层的厚度宜为35m m钢筋外保护层厚度不应小于10m m, 钢筋网片与墙面的空隙不宜小于5mm;
2) 钢筋网的钢筋直径宜为φ4或φ6;网格尺寸实心墙不宜大于300m m×300m m, 空斗墙不宜大于200m m×200m m;
3) 单面加面层的钢筋网应采用φ6的L形锚筋, 用水泥砂浆或其他锚固材料固定在墙体上;双面加面层的钢筋网应采用φ6的S形穿墙筋连接;L形锚筋的间距不宜大于600mm, S形穿墙筋的间距不宜大于900mm, 并且呈梅花状布置;
4) 钢筋网四周应与楼板或大梁、柱或墙体连接, 可采用植筋、锚栓、插入短筋、拉结筋等连接方法;
5) 当钢筋网的横向钢筋遇有门窗洞口时, 单面加固宜将钢筋弯入窗洞侧边锚固;双面加固宜将两侧横向钢筋在洞口闭合。
2.2 板墙加固法
板墙加固法是指在墙体的一侧或两侧采用现浇钢筋混凝土板墙对墙体进行加固的方法。
构造要求:
1) 板墙厚度宜为60~100m m;
2) 板墙应与楼、屋盖可靠连接, 可设置穿过楼板与竖向筋等面积的短筋, 其间距不应大于1m, 两端应分别锚入上下层的板墙内, 且锚固长度不应小于40倍短筋直径;
3) 板墙应与两端的原有墙体可靠连接, 可沿墙体高度设置φ12的拉结钢筋, 其间距不宜大于500mm, 拉接钢筋一端锚入板墙内的长度不宜小于0.5m, 另一端应锚固在端部的原有墙体内;
4) 单面板墙宜采用直径为8m m的L形锚筋与原砌体墙连接;双面板墙宜采用直径为8mm的S形穿墙筋与原墙体连接;锚筋在砌体内的锚固深度不宜小于180mm;锚筋的间距不宜大于600mm, 穿墙筋的间距不宜大于900mm, 并宜呈梅花状布置;
5) 板墙应有基础, 基础埋深宜与原有基础相同。
2.3 增设钢筋混凝土柱加固法
构造要求:
1) 柱截面可采用240m m×180m m或300m m×150m m;扁柱的截面面积不宜小于36000mm2, 宽度不宜大于700mm, 厚度不宜小于70mm;外墙转角可采用边长为600mm的L形等边角柱, 厚度不应小于120mm;
2) 外加柱应与墙体可靠连接, 宜在楼层1/3和2/3层高处同时设置拉结构钢筋和销键与墙体连接, 亦可沿墙体高度每隔500mm设置胀管螺栓、压浆锚杆、锚栓或植筋与墙体连接;在室外地坪标高和外墙基础的大方角处应设销键、压浆锚杆、锚栓或植筋与墙体连接;
3) 外加柱应做基础, 埋深宜与外墙基础相同, 当埋深超过1.5m时, 可采用1.5m。
2.4 增大截面加固法
增大截面加固法是在混凝土原有结构外侧增加钢筋混凝土, 使新老混凝土形成整体, 同步参与工作, 扩大受力面积, 从而提高结构的承载能力。
构造要求:
1) 采用钢筋混凝土增大截面法加固梁时, 应将新增纵向钢筋设在梁底面和梁上部, 并应在纵向钢筋外围设置箍筋, 梁中箍筋应有一半穿过楼板后弯折封闭。采用钢筋混凝土增大截面法加固柱时, 应在柱周围增设纵向钢筋, 并应在纵向钢筋外围设置封闭箍筋;箍筋直径不宜小于8m m, 间距不宜大于200m m, 靠近梁柱节点处应适当加密;
2) 新增的柱中纵向钢筋遇到楼板时, 应凿洞穿过楼板并做好连接, 其根部应伸入基础并满足锚固要求, 其顶部应在屋面板处封顶锚固;新增的梁中纵向钢筋应与柱可靠连接。
2.5 外包钢加固法
外包钢加固法即混凝土构件四周包以型钢的加固方法
构造要求:
1) 角钢不宜小于L50×6, 钢缀板截面不宜小于40m m×4m m, 其间距不应大于单肢角钢的截面回转半径的40倍, 且不应大于400m m;
2) 外包型钢应有可靠的连接和锚固, 对外包型钢柱, 角钢下端应根据柱脚弯矩大小伸到上层基础顶面或锚固于基础, 中间穿过各层楼板, 上端伸至加固层的上层上端板底面或屋顶板底面;对外包框架梁或梁, 梁角钢应与柱角钢相互焊接, 或用扁钢带绕柱外包焊接。
2.6 粘钢加固法
外粘钢法是以薄钢板用结构胶粘贴于构件主要受力面, 以提高截面受弯或受拉承载力的加固法。
外粘钢法较适合于梁的正截面受弯加固, 尤其是简支梁;斜截面受剪粘钢加固, 因构造上较难处理, 受力也不理想, 较少采用。
工艺流程:表面处理→卸荷→配胶→找平→涂粘树脂胶→粘贴钢板→固定加压→固化→卸支撑检验→防护处理。
2.7 粘贴碳纤维加固法
粘碳纤维加固法是根据结构构件受力分析计算结果和受力特征, 应用配套树脂将碳纤维粘贴于强度不满足受力要求的混凝土构件外部相应部位, 以达到构件满足承载力要求的一种补强加固方法。
工艺流程:混凝土表面处理→涂底胶→表面整平→涂侵渍树脂→粘贴碳纤维布→贴布表面涂树脂→完工表面处理。
2.8 裂缝修补技术
表面封闭法:利用混凝土表层微细独立裂缝 (裂缝宽度ω≤0.2m m) 或网状裂纹的毛细作用吸收低粘度且具有良好渗透性的修补胶液, 封闭裂缝通道。对楼板和其他需要防渗的部位, 尚应在混凝土表面粘贴纤维符合材料以增强封护作用。
注射法:以一定的压力将低粘度、高强度的裂缝修补胶液注入裂缝腔内;此法适用于0.2mm<ω<1.5mm静止的独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状局部缺陷的补强和封闭、注射前, 应按产品说明书的规定, 对裂缝周边进行封闭。
压力注浆法:在一定时间内, 以较高压力 (按产品使用说明书确定) 将修补裂缝用的注浆料压入裂缝腔内;此法适用于处理大型结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而蜿蜒的裂缝。
填充密封法:在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出槽深和槽宽分别不小于20mm和15mm的U型槽, 然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料充填, 并粘贴纤维复合材料材以封闭其表面;此适用ω>0.5mm的活动裂缝和静止裂缝。填充完毕后, 其表面应做防护层。
3 结语
目前国内对于各类结构的加固方法很多, 这些方法各有其适用条件, 这就要求必须结合工程的实际情况, 进行技术经济的综合分析, 充分考虑各种方法实施的难易程度、施工影响面及投资等因素, 优化决策, 采取最优方案, 使加固既能保证结构安全, 又经济合理。
摘要：5.12地震后, 当地许多建筑震损, 需加固后才能正常使用。笔者在四川省绵竹市从事房屋建筑修复加固质量监督工作数月, 现将当地震后房屋建筑修复采用的主要加固技术向大家做个介绍。
关键词：震后房屋,建筑修复,加固技术
参考文献
[1]四川省建筑抗震鉴定与加固技术规程, 2008.
[2]混凝土结构加固构造.
边坡的电动加固与修复技术介绍 篇7
关键词：边坡,电动加固,修复技术
1 概述
EKG技术是利用电渗原理, 即在外加电压梯度下反应所产生的水流。在细颗粒土壤中, 电渗可实现数量级比液压流高四级的流速。此外, EKG可用于控制物理性、化学性和电性的边界条件, 实现孔隙压力降低、固结、地下水位降低、以及土壤中的物理化学变化。尽管有这些潜在优势, 电渗在历史上很少得到运用, 主要原因有以下三点: (1) 应用选择不当; (2) 边界条件控制不力; (3) 电极无效-电极无法适用于不同材料或不能控制焊剂。
EKG材料的开发是为了通过处理这些限制因素, 从而实现电渗的潜在优势。
2 电动土工合成材料
在边坡的维护和修复当中, 传统土工合成材料的排水过滤和加固功能都作为被动效应加以运用。EKG材料能同时发挥被动和主动作用:EKG排水渠主动吸水, 而EKG加固物或土钉不但能实现加固, 还能增强其周围土壤的抗剪强度, 并改善土壤/加固物的粘合力。
图1为富粘土土壤电动处理时, 其断面的主要主动过程。施加的一个电压梯度产生阳极至阴极的电渗流。通过阴极排水并阻止水进入阳极, 实现孔隙水压力的大幅下降, 压力下降最初从阳极开始, 然后蔓延至周围土壤。这样一来, 实际上增加了有效应力, 因此使土壤固结。由于电化学变化, 阳极周围的土壤变得具有胶结性, 可通过对阳极结构和构成加以选择, 并选择性使用处理液来促进或控制这些变化。由于土壤中存在OH-离子, 阴极周围出现碱性盐沉淀。胶结和沉淀效应将导致土壤塑性降低、凝结性增加。阳极和土壤之间的粘合强度显著增加, 这样是有好处的, 因为阳极可额外用作具有适当防腐性的土钉。
3 边坡的电动加固与修复
可在细颗粒土壤中使用细颗粒土壤对由于坡度陡、土壤强度低和排水不良的综合原因而崩塌的边坡进行EKG边坡修复。处理过程分四个部分: (1) 降低孔隙压力, 随后对松软材料进行固结; (2) 用具有电动粘合性的EKG土钉进行加固; (3) 水平排水 (主动EKG处理, 长期进行) ; (4) 土壤中的物理化学变化
3.1 降低孔隙水压力并固结
降低孔隙压力u是电渗处理的根本。可使用电渗和水力渗透率数据进行计算:
式中, Ke=电渗渗透系数 (m2/s V) , Kh=水力渗透系数 (m/s) , γw=单位水重, V=有效外加电压。
这些参数的典型值将产生最大为350～400 k Pa左右的孔隙压力减压量。孔隙压力降低有两个效果:
(1) 立即增加有效应力。主动处理开始几小时之后, 孔隙压力降低, 首先从阳极周围开始, 然后向外蔓延。这样一来, 有效应力得以增加。对许多边坡材料而言, 不排水抗剪强度和含水量之间有着直接联系, 含水量的小幅降低将导致不排水抗剪强度的大幅提高 (图2) 。在加固铁路粘土路堑和开挖区域以及用强度非常低的材料修筑比较陡的结构物时, 这一关系被用作基本设计标准。
(2) 中期固结。在增加的有效应力下土壤的压实加固依赖于一系列特性, 这些特性需要在实验室试验中视具体地点而定。对由于正常固结性质 (例如冲积土) 或由于改造或剪切破坏而变得松软的材料而言, 其孔隙率在处理过程 (6～10周) 中有所降低, 并朝向峰值强度条件发展, 可通过实验室试验确定其程度。超固结材料一般具有先期固结压力, 如 (式1) 预计, 这一压力大于电渗过程中可取得的就地有效应力的增加程度。这些材料往往呈刚硬到坚硬状态, 其孔隙压力吸力在主动电渗结束之后将慢慢消散。就这一点而论, 由于柔软材料与刚度、强度更高的材料相比, 前者在反应时能发生更大的变化, 因此EKG处理在本质上为有利的自我选择过程 (见表1) 。
3.2 用具有电动粘合性的EKG土钉进行加固
用于边坡修复的EKG电极阵列的安排呈嵌合的以阴极为中心的六边形 (图2) 。这一安排中, 阳极数目为阴极数目的两倍, 其中不排水阳极作为加固物。这些EKG土钉的设计符合BS 8006, BSI (1995) 。电动处理过程中, 土壤/土钉粘合力有所增加, 这一好处并不仅仅出现于粘土材料:在经电动处理的粉土中发现土壤/土钉粘合力增加了6倍, 说明该方法可用于非均质土地。关于加固土壤和土钉布设的操作规范以及技术文献对粘性土壤永久性工程中加固物的使用表示明确关注。
这就涉及到一些潜在问题, 如松软、低强度土壤、高含水量及孔隙压力、徐变、以及低粘合强度。EKG处理通过以下方法来直接解决了这些所关注的问题: (1) 长期排水 (EKG第3部分) , 由此避免孔隙压力聚集, 孔隙压力聚集将影响粘合力的有效应力分量; (2) 加固 (EKG第1部分) 并胶结 (EKG第4部分) 布设EKG土钉的土壤; (3) 粘合物非摩擦组分的胶结, 独立于孔隙压力。
阳极钉和土壤之间的粘合力会得到加强, 产生一种长期效应。软粘土中打入桩的电动处理显示承载能力增加了2.5～3倍, 抗剪强度也从260 k Pa增加到500 k Pa。31年中的重复载荷试验显示承载能力并没有降低 (图3) 。
3.3 水平排水
电动处理过程中, 水向阴极流动, 设计在主动处理结束后保持这种状况, 以在非均质土地沙质和泥质土壤层中实现长期排水, 并为粘土材料提供渗径。公路管理局对边坡内水平排水渠的一次审查 (2007) 发现在欧洲不存在关于水平排水渠的“标准”规范。但是, 可通过若干种方法确定水平排水渠的长度、间距、直径及预计效率。与传统的被动水平排水工程不同, EKG阵列中的排水渠位置和间距是由边坡材料的电参数及计划的处理时间来决定。因此, EKG排水渠遍布整个边坡 (而不是像传统水平排水渠设计那样, 仅仅设置在基础部位) , 且间距更为紧密。因此, 其作用是拦截高透过率地带 (更为频繁) , 如颗粒性透镜状地层以及裂缝, 这些地带可能与剪切面直接相关。若这些地带未受到拦截, EKG处理将保留其他三个部分的值。
可对被动期EKG阵列的排水性进行分析, 在就地渗透率大部分数值的基础上对水位下降进行长期估算, 估算值可用于更广泛的多部分稳定性分析。
3.4 土壤中的物理化学变化
土壤EKG处理对土壤化学性质的改变能产生有利效应, 这些化学性质包括胶结、沉淀、阳离子交换、絮凝作用以及粒度分布变化。这些效应经常同时作用, 且难以区分。这些效应还与固结效应 (此效应发生处) 同时作用, 以增加土壤抗剪强度参数 (c'和Φ') 以及土壤刚度, 并降低土壤塑性。这些效应对塑性土壤的体积控制尤其有利。EKG设计使用实验室调查结果来表示这些效应的特性并对效应进行定量, 这些效应随后作为附加效应 (而不是核心效应) 用于边坡稳定性总体分析。
4 长期效应
使用EKG来稳定边坡将带来以下长期利益 (表1) : (1) 软弱材料 (粘土和淤泥) 固结及抗剪强度改善; (2) 硬化土壤中土钉加固, 粘合力增强; (3) 土壤胶结及塑性降低; (4) 额外的被动排水。
5 分析
EKG边坡加固分析符合BS8006, 可通过HA 68/94中详细说明的程序使用可用的计算机程序对土钉布设进行分析。分析程序为: (1) 确认边坡的几何及地质特征, 包括地下水位详细情况; (2) 确定构成边坡的材料的性质, 包括电渗渗透率及电阻率; (3) 确定边坡当前的安全系数; (4) 开展参数研究, 以确定以下各项的效果:降低地下水位;增加边坡材料的抗剪强度;EKG处理所导致的土壤/土钉粘合力增加;阳极用作EKG土钉。
6 案例研究
EKG处理已成功用于稳定伦敦维多利亚铁路路堤。此路堤高9 m, 侧面坡度为22°, 通过伦敦粘土及砖头的车尾倾卸混填法进行修筑, 上层覆盖冲积土和阶地砾石 (图4) 。此路堤代表了铁路网中的许多边坡。对边坡的预评估显示每月移动超过6 mm, 因此对客运和货运列车实行限速, 分别为30 mph和20 mph。
现场旁边的测斜仪读数显示大约2.5 m深处有一个明显的滑面, 可能为浅直移滑坡, 也可为较深的圆弧形滑坡。稳定性计算显示边坡的安全系数 (Fo S) 为1.0。图5为显示了地形学特征的边坡简图。
7 EKG处理
EKG处理的设计是为了适应两种确定破坏机制中的任何一种。该处理是以EKG电极阵列为基础, 电极安装在距离中点2 m处, 呈嵌合六边形单元 (图7) , 该六边形是由阳极站及中点处的阴极构成。三行顶行电极安装在水平面上, 以在灰带/道砟带附近提供额外的永久性排水。
在直流电位 (60～80V) 的应用之下, 电渗作用强迫水从土壤流向阴极。主动处理期花费了六周时间。进行了一项监控程序来记录和定量地下水、电及岩土数据, 作为工作的一部分。这些数据包括:排水量及速度、地下水温度和质量、电力消耗、土地状况 (包括处理前后土壤强度说明和试验) 、测斜仪偏转、加固物拔出试验、以及该处理物流体系。
8 结果
8.1 地下水
主动处理的应用强迫水从地面排出, 因此增加了材料强度。主动阴极的排水量是持续用作被动排水渠的对照阴极的排水量的25倍以上。地下水质量显示, 作为该处理的一部分, 阳离子交换过程为主动过程, 与塑性降低和填土收缩特性相关。
8.2 电能
被处理土壤的电力消耗大约为11.5 k Whrs/m3。
8.3 岩土
测斜仪读数显示处理前有持续移动现象, 而处理后该现象消失。阴极安装过程中的钻孔调查显示处理前路堤中心为相对牢固坚实的材料, 其下面是软化的路基填土和冲积土。路基填土近表面材料处于软化状态。电动处理后的钻孔显示路堤下面的软化材料已经固结变得坚实。
注:此数据高得不太现实, 可能反映出此类型的历史土方结构固有的不均匀性。
对处理后回收的土壤进行测试, 显示抗剪强度参数 (c'和Φ') 有所改进, 塑性也有所降低 (表2) 。EKG土钉的拔出试验显示, 就2.5～7m长的土钉而言, 分界面抗剪力的平均增加系数为2.6 (图6) 。对于更短的EKG土钉来说, 这种改进增加到3.7的系数。对再短一点的土钉来说, 增加更加显著, 这就说明在深度较浅区域, 土壤和土钉的粘合力非常好, 正好适合浅圆弧形和直移滑坡模式的崩塌。
9 稳定性分析
使用OASYS计算机程序进行了边坡稳定性分析 (见表3) , 分析显示EKG处理之后安全系数增加了75%。使用以下数值保守选用输入数据 (见表3) : (1) 抗剪强度参数改善的下限值 (这些值显著低于表2中显示的平均值) ; (2) 土壤/EKG土钉粘合强度的下限值。
分析显示EKG处理第1部分的效应将安全系数增加到1.47, 因此超出了要求值1.3。加入加固物 (EKG第2部分) 的效应之后, 安全系数增加到1.71。
1 0 成本和碳足迹
同比对比通过EKG方法进行的边坡稳定与通过石笼和边坡放缓进行的边坡稳定, 由此进行成本分析, 分析显示: (1) 与可比的处理方法 (使用石笼、边坡放缓) 相比, 总成本节约了26%; (2) 人工成本大幅减少; (3) 无需材料的大规模移动或储存; (4) 准入要求低; (5) EKG处理的碳足迹与其他方法相比, 减少了47%。
1 1 结论
钢结构修复加固技术方法的探讨 篇8
关键词：钢结构,修复加固,技术方法
结构工程加固是土木工程中重要的一个研究应用领域, 如何确定一种可行的、高效率的结构修复加固技术方法是发展所必需的。作为钢结构修复加固技术, 是在以往的环氧粘结剂类材料修复结构和包钢加固技术等基础上逐步发展而来的。它采用的更多是在不增大截面情况下进一步提高结构受力性能和使用要求.并具有施工速度快、适用性大的一种结构加固新技术, 因此, 它能普遍地使用于结构加固工程中。
1 增加截面的加固方法
采用这种方法通过增加截面修复加固钢结构, 通常情况下在负荷状态下施工时多有出现。在工程人员将结构卸荷, 或设置临时支撑, 钢结构的自重也是存在的。通常情况下需要将钢构件都卸下来放在地面进行加固, 做到彻底卸荷。从计算的角度考虑, 要做好以下两个问题:1.在对钢结构加固施工时, 原有构件中应力的限值 (a≤flf) , 即p值应该取多少为合适, 才能保证加固时结构的安全和加固后构件工作的可靠性。2.加固后构件的计算原则, 即如何考虑原有构件和加固件之间的共同工作问题。要做到统一考虑这两个相互联系的问题。
我国在这方面学习过前苏联的经验, 前苏联做过很多关于钢结构修复和加固工作。就前苏联当时的钢结构而言, 其设计规范是采用统一安全系数的容许应力法, 在钢结构的修复加固后, 其构件的计算原则统一采用“原有构件截面边缘屈服”的准则, 但是这种办法不考虑塑性变形后新、旧截面间的应力重分布。在20世纪60年代, 我国相关人员也曾对此问题进行了专门的实验研究工作。在借鉴和总结国内外经验和成果的基础上, 运用了在静载作用下考虑应力重分布, 并且在动力荷载作用下按式计算的加固设计计算方法。经过长期的实践和摸索, 认为这个方法进行修复和加固钢结构是可行的。
2 加固时原有构件中应力的限值
在加固时, 我们要充分考虑原来钢结构应力的限值。即t7值的大小是非常重要的。如果操作中其口值过小, 将限制负荷下加固的应用范围;口值过大, 影响加固施工的安全, 也容易导致加固后继续加载时原有构件的塑性变形增大。这就要求我们认真分析, 取值恰当。我们考虑的因素主要是:修复加固施工对原有构件的影响, 更好的确保加固施工的安全。如在原有钢构件上因增加孔洞而削弱截面, 或进行焊接时原有构件强度的下降等。如前苏联的《结构构件焊接加固指南》指出, “由于焊接时金属被加热降低了承载能力, 引起了沿截面及结构构件问的内力重分配, 格构式结构以采用补焊方式加固时承载能力降低20%, 纵向焊缝使承载能力降低15%, 横向焊缝则可使其降低40%以上”。因此该指南规定原有构件中的应力在加固时不应超过0.8R (R为钢材设计强度) 。
3 修复加固中需要注意的问题
进行钢结构的修复和加工比较复杂, 需要精心分析, 认真准备, 充分考虑各种情况。在实施修复加固工程中需要注意以下几个方面:
(1) 在进行修复加工钢结构工作时, 要特别注意在临时加固或支撑时, 构件上出现裂缝。
如发现如梁柱腹板, 一旦出现问题, 需要马上进行止裂处理, 防止裂缝的扩展和变大。并且由于部分构件的失效, 在对相关破坏严重的钢结构修复加固前需要临时支撑防止结构的倒塌。在修复和加固过程中要有可靠的支撑。当进行粱柱截面大范围的更换时, 由于大部分的主体结构完全退出了工作, 其全部的荷载都是由支撑来承担。我们在修复和加固的过程中对支撑的设计需要特别的注意, 确保施工过程的安全、施工质量的保障。而且对于利用焊接来加固的结构, 在操作的过程中由于原有结构的存在可能还会出现仰焊等情况, 在施工的时候需要特别的注意。同时, 还应该采取一定的措施消除新焊接的部分对原有结构的影响, 控制焊接残余应力的作用。在加固完成之后还应该做超声波检查等等。
(2) 加固时从安全可靠考虑, 在检测加固时应根据实测最小的焊缝尺寸进行校核计算。
如果出现需要加固和修复的钢结构不符合可焊性的要求, 焊接需要配备适用的焊机及合格的焊工, 特别是钢材必须符合可焊性要求, 在现场操作, 出现焊接工艺的特殊要求时, 以及有不符合可焊性要求的钢材只能用螺栓等机械式连接方式。
总之, 对结构的修复和加固研究还有待进一步的研究和完善, 在操作中需要我们制订周密的加固设计方案、施工细则。做到精心施工, 运用专业的施工队伍、专用的施工工具进行施工, 充分保障修复加固工程的质量圆满。
参考文献
[1]曾志斌, 史志强, 史永吉.大型钢结构厚板对接焊接变形试验研究[J].中国铁道科学, 2009, (3) .
[2]曾志长, 李耀庄, 唐毓.FRP复合材料及其在工程结构加固修复中的应用[J].四川建筑, 2008, (1) .
建筑结构加固修复新技术浅析 篇9
关键词：建筑结构,加固修复,新技术
一、建筑结构修复加固概述
在建筑结构中主要根据结构用料的不同, 可以将建筑结构具体分为以下几种类型:钢筋混凝土结构、砌体结构、木结构、钢结构、混合结构等等, 一般包括了低层住宅楼、高层建筑、工业厂房、历史建筑古迹、桥梁、堤坝、城市基础设施、隧道等等建筑形式。对建筑物进行加固和修复工作, 不仅仅是要使建筑结构的承载力大大增加, 还要确保建筑结构的安全性有所提高, 更要保证所有的建筑物依然能够充分发挥它自己的只能, 除此之外, 还要加强对建筑结构本身的保护, 使其能够在恶劣的环境中使用下去, 防水防潮, 并做好内部钢筋等重要构件的保护工作。
二、结构加固修复技术
2.1加大截面加固法
加大截面加固方法是通过通过在构件的外部包一层混凝土的方式, 使构件的截面面积增大, 并且增大了配筋量, 使构件的承载能力得到提高, 实现加固的目的。该方法是一种传统的加固手段, 它有其自身的优点, 即工艺较为简便, 适用于大多数的建筑结构加固, 梁、板、柱等混凝土结构都可以采用这种方法。其缺点是在施工现场施工湿作业工作量偏大, 养护所需要的时间长, 对生产生活的影响比较大, 在增加构件截面积的同时对房间的净空有较大的影响。
2.2外包钢加固法
外包钢加固法通常是在构件的四角包上型钢, 以提高构件的受力性能。在我国外包钢加固法是应用范围较广的传统加固方法之一。该方法的优势是施工较为简单, 在现场工作量相对较小, 受力比较可靠。在混凝土结构不能使用加大截面加固法但又需要提高截面的承载能力使可以考虑用该方法。但是外包钢方法在构造处理上较有难度, 框架结构节点区受力比较复杂, 加大了构造处理的难度。
2.3增设支点加固法
增设支点法原理是通过支点个数的增加使相应的结构的计算跨度减小, 使结构内力发生改变, 相应的提高其承载的能力, 达到加固的目的。这种方法对于跨度较大的梁、板、析架等水平结构较有利, 并且房屋的净空不受限制。通过这种方法能对家主进行加固, 简单可靠, 但相应的支点增加必然会减小屋内的使用空间。
2.4外加预应力加固法
这种方法的原理是外加预应力钢拉杆或撑杆, 这样就会对原来的内力分布产生影响, 适当的减低了结构的原有应力, 承载能力也适当的提高, 从而实现了对建筑结构加固的目的。预应力加固同样适用于跨度大的结构, 并且应力产生的应变较高采用其他方法难以得到理想的加固效果的结构, 然而这种方法有其自身的局限性, 对于那些处于高湿环境下以及收缩变化较大的混凝土结构是不宜使用的。2.5粘钢加固法
该方法主要是利用特制的建筑结构胶把钢板与混凝土构件粘结在一起, 使钢板能够与构件共同受力, 分担构件受力实现加固的目的。它的本质是外配筋, 使原构件的配筋量得到提高, 这样构件的刚度、抗拉、抗压等方面的能力会得到相应的提高。粘钢加固法的关键是锚固问题, 钢板在锚固区承载能力要比钢板的承载能力大, 避免发生粘结破坏的问题。
三、喷涂聚脲技术
近几年我国使用的新型加固技术多是喷涂聚脲技术, 该技术在建筑结构加固修复工作中应用广泛, 其优点如下。
3.1高强高弹性, 加固修复效果显著
纯聚脲材料具有良好的力学特性, 拉伸强度较高, 断裂伸长性能也比较好。由于聚脲技术具有弹性好和强度高的特性, 聚脲技术应用与建筑结构中可以提供良好的抗震性。当地震发生的时候, 聚脲技术可以有效的组织建筑上裂缝的扩大, 从而使建筑物避免出现大规模坍塌的情况, 保证了建筑的安全性, 从而为人们在地震中提供了较长的逃跑时间。而且, 在震后建筑修复的过程中采用聚脲技术可以很好的阻止建筑裂缝的扩张, 承重强柱可以更好地适应地震时产生的结构位移和应力变化, 极大的提高了墙柱的承重程度。除此之外, 聚脲技术还可以阻止外界腐蚀, 保证内部钢筋完好。要想使聚脲材料的强度有保证, 可以通过加碳纤维布的手段, 先将碳纤维布贴附在建筑的表面, 再在上面喷一层聚脲材料, 这样在保证修复层强度的同时有效的幕布了碳纤维加固不足的缺点。
3.2附着力强, 可贴附各种基材
要想保证材料能够很好的贴附于墙面并且在受到各种外力的作用后依然贴附完好这就对材料的附着力提出了很高的要求。聚脲材料可以很好的避免这个问题。聚脲材料是经过高温高压喷涂到墙面的, 在这个过程中其内部发生了复杂的化学变化, 附着力得到加强, 使材料牢牢附着于墙体表面。即便周围环境以及基材表面材料会影响聚脲材料的附着力, 但通过加强基材的封闭性就可以使聚脲材料很好的贴附在各种基材上, 通常为了加强基材的封闭性采用的是对基材进行专业的处理, 并将配套的底漆界面剂喷在基材表面的手法。
3.3温度、湿度对聚脲材料影响小, 施工性能高
聚脲材料经过高温高压的条件喷涂到墙体上, 所以对表面形状基本无要求, 并且通过聚脲材料的喷涂, 喷涂层质地均匀, 一般不会有气泡产生, 在周围环境较潮湿的环境下仍可以保持良好的性能, 所以纯聚脲材料对温度和湿度基本无要求。可以从聚脲材料的化学原理来解释这一性质, 纯聚脲材料包括了胺基成分和NCO成分, 而胺基组分与NCO组分即便在零下温度环境中也能保持高的反应灵活性, 保证了涂层的固化速度, 使涂层固化迅速且均匀。
3.4耐老化性强, 使用寿命长
建筑结构加固的目的是为了增加建筑物的使用寿命, 所以加固材料也应该有很强的耐老化性, 保证其使用寿命。与其他材料比较, 聚脲材料有优越的耐腐蚀性。纯聚脲材料结构紧凑, 还有它自身的化学成分, 这些都决定了材料的使用寿命长的特点。纯聚脲材料反应时不需要其他的催化剂就可以快速进行反应, 分子链不会受完结环境的影响, 避免了材料表面发生粉化, 材料的厚度也不会随着时间的增加而减少。所以聚脲材料的耐老化性比较突出, 符合对加固材料的要求。
纯聚脲技术进行建筑结构的加固修复上有很好的应用效果, 因此人们对它的关注度在不断提高。聚脲材料是要通过高温高压进行喷涂的, 因此形成的涂层很紧致、均匀, 所以他的综合性能非常优异。聚脲高弹高强的力学特性, 使其在修复结构裂缝和位移变形时具备很好的效果, 它的拉力和剪切力相对比较高, 抗老化性、耐介质腐蚀、防水性也比其他材料要好的多, 使用年限也有很比其他材料长得多。纯聚脲材料和其他基材有很好的附着力, 很少会出现脱落的情况。根据多年的实践经验, 纯聚脲技术在进行加固修复建筑结构领域有更广阔的前景。
四、结束语
建筑加固在目前越来越重要, 所以应加快对新型加固技术的探究, 以推动我国建筑加固修复事业的不断发展。喷涂聚脲技术在加固修复上有很大的优势, 应得到广泛的关注, 以求更好的发展, 提高建筑加固工作的质量, 保证国民生产生活的顺利进行, 使我国建筑业取得新的发展。
参考文献
[1]刘建平.李玉洁.砖木结构加固改造修复关键技术田.工程杭震与加固改造ISTICPKU, 2011, 33 (4) :52-53
[2]高洪文.浅谈建筑结构的加固方法与施工田.城市建设理论研究 (电子版) , 2012, 10 (22) :85-86.
[3]黄微波, 姜琳琳, 向佳瑜, 胡晓.建筑结构加固修复新技术[J].新型建筑材料, 2012, 12∶66-69.
[4]陈苹.建筑结构加固维修技术探讨[J].商业文化 (下半月) , 2011, 08∶265.
钢筋混凝土加固技术探讨 篇10
【关键词】钢筋混凝土；加固技术；探索；研究
1.钢筋混凝土结构的概念
钢筋混凝土结构是指由配置受力的普通钢筋、钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构。而钢筋混凝土是建筑工程中普遍应用的一种材料，它是由两种力学性能完全不同的材料- 钢筋和混凝土结合成的整体，因此，钢筋混凝土在建筑中的作用实际上是有两种材料共同发挥的。
日常生活中，钢筋和混凝土本来是两种毫无关联的材料。众所周知，钢筋比重较大，能同时承受压力和张力；而混凝土是一种脆性材料，比重小，只能承受其中一种力—压力，不能承受张力。在实际的建筑工程中，不能只使用钢铁，因为造价较高，保暖性能也不行。对于高大的建筑物，地面压力大，而仅有钢铁，是不能完全承受的。但是，如果只使用混凝土的话，造价上便宜很多，但是坚固性能不达标，可能对人们的生命财产造成威胁。既然不安全，人们也不敢居住，这样的建筑物毫无意义。鉴于两种材料的优缺点，建筑工作者把两者巧妙地结合起来，在混凝土中加进钢筋，这样可以扬长避短，既能降低造价，同时坚固耐用，保温性能也好。
随着社会的快速发展，耕地资源逐渐减少，建筑物的高度也要随之提升。当今的建筑物，不仅要满足人们居住的基本要求，还要能抵抗狂风暴雨，尤其是抗地震。普通的混凝土已经不能达到要求，于是在建筑工程技术人员的辛勤努力下，纤维混凝土、聚合物混凝土、轻质混凝土等一系列新型高强度混凝土应运而生。为社会主义现代化建设保驾护航。
2.钢筋混凝土加固中技术
钢筋混凝土结构作为建筑工程中普遍使用的结构，并不是十分完美的，在实际的施工中也会出现很多问题。为了使老龄化建筑物正常使用，加固工作不可避免。施工过程中，由于施工质量没有保证，设计不够合理等原因，使加固成为老龄化建筑物重要的后期管理环节。钢筋混凝土的加固问题一直是国内外的热门话题，也是很多建筑工作者头疼的问题，如何根据实际，采取措施，每个建筑人员都应积极探索，研究出解决方案。加固技术涉及面广，过程复杂。为了达到加固的目的，在建筑工作中，不仅要遵循现有的规章制度，还要了解以往的工程设计，所使用的材料等。钢筋混凝土的加固，应作为每个建筑企业的研究课题，长期坚持下去。
目前，钢筋混凝土加固方法很多，像：增大截面法、纤维材料加固法、外包钢法、改变结构受力体系法、预应力加固法、化学灌浆法、粘钢法等10多种，不同的方法各有千秋，我们要明确其优缺点的同时，根据实际问题，选择最合适的技术。下面主要讲一下钢筋混凝土柱外包粘钢加固技术和碳纤维加固技术。
2.1钢筋混凝土柱外包粘钢加固技术
在建筑工程历史上，混凝土结构加固技术是一门新兴的学科。几年来，随着建筑行业的发展，混凝土结构实验工作一直在开展，理论分析也逐渐完善，规范编制更为合理，结构加固技术的运用也更加普遍。其中，粘钢加固法是比较新颖的一种加固方法。它的原理是：在梁柱四周，用乳胶水泥、环氧树脂化学灌浆或焊接等方法实现加固的目的。这种方法可以提高结构承载力，而且简单，快速，不影响结构外形，降低了施工对生产和生活的影响。外包粘钢加固技术有两种形式：干式外包钢和湿式外包钢。下面简要分析一下两种方法。
2.1.1干式外包钢加固的概念及原理
干式外包钢加固是指钢筋混凝土柱采用外包型钢加固，当型钢和混凝土之间无任何连结，或虽填塞水泥砂浆但仍不能确保结合面剪力可靠传递时，称为干式外包钢。其加固原理是利用型钢与扁钢箍形成钢构套，钢构套对混凝土柱形成包裹约束，达到增强钢筋混凝土柱构件轴向承载力的一种加固方法。以达到构件满足承载力要求的一种补强加固方法。干式外包钢加固技术是一种比较传统的技术，并不是新兴的，通过实践我们不难发现，这种方法提高了钢筋混凝土柱的轴向抗压能力，但是具有局限性。
2.1.2湿式外包钢加固的概念及原理
湿式外包钢加固是指钢筋混凝土柱采用外粘型钢加固，即型钢和混凝土之间通过结构胶粘贴连接，能确保结合面剪力可靠传递时，称为湿式外包钢加固。其加固原理是利用型钢与扁钢箍形成钢构套，钢构套对混凝土柱形成包裹约束，达到增强钢筋混凝土柱构件轴向承载力；另外通过结构胶的剪力传递作用，外加钢材的强度又能补足混凝土构件内部受拉钢筋的缺失。从而达到构件满足承载力要求的一种补强加固方法。湿式外包钢加固不但能通过钢构套的约束作用，提高构件垂直承载力，还能通过结构胶的剪力传递作用，使后加型钢与原混凝土构件共同受力，从而补强混凝土构件内部配筋不足、抵抗水平荷载等情况。
2.1.3两种加固形式的区别
从两者加固的原理我们可以看出，干式外包钢施工程序更为简单，而湿式外包钢承载力大，整体工作性能强。在实际的施工中，根据具体情况选择合适的方法才是最重要的。例如：加固混凝土框架柱，选用外包钢加固法是最明智的。因为施工基本上对加固构件的截面尺寸和外观影响不大，承载能力要求较高，对静力加固的结构必须考虑结构二次受力问题。在外包钢加固法中，低强钢材是首选材料。这种材料可以减少加固构件的应力和应变滞后现象而充分发挥后加部分的潜力，同时可以提高二次结合面的粘结性，保障新旧部分均匀受力。
2.2钢筋混凝土碳纤维加固技术
2.2.1碳纤维简介
众所周知，碳纤维兼具了碳和纤维的特性，不仅具有碳材料的固有特征，而且具有纤维的柔软和可加工性能。它作为一种力学性能优异的新材料，比重还不到钢的1/4，但是其抗粒强度却是钢的7～9倍。结构构件的刚度越大，在建筑工程的应用前景越广阔。鉴于其优异性能，建筑材料将从钢铁时代逐渐过渡到复合材料的时代，这个预言已经实现。近年来，碳纤维材料凭借其轻质、高强、抗腐蚀、耐疲劳及其温度稳定性而受到土木工程界的热烈欢迎，成为建筑专业人士的研究热点。
碳纤维布加固技术是利用碳素纤维布和专用结构胶对建筑构件进行加固处理，提高了传统技术中钢铁的强度，厚度仅为2mm左右，基本上不增加构件截面，可以保证碳素纤维布与原构件共同工作。
2.2.2纤维加固的工具
工具是建筑工程中不可缺少的，各种技术不同，采用的工具也是不同的。在碳纤维加固技术中，所使用的工具包括：基底处理工具，粘贴碳纤维，检测类工具，修补类工具，劳保类用品。其中，基底处理工具主要是指用于打磨混凝土表面的磨机、用于剔凿混凝土表面松散部位的混凝土残渣的錾子和用于清除混凝土表面的不洁污渍的钢丝刷；粘贴碳纤维工具是指用于调和环氧树脂的调料容器、用于称量材料各组分的重量的衡器、用于搅拌混合树脂材料的搅拌器，用于修补凹凸不平及粘贴碳纤维抚平的刮板、用于涂刷树脂的滚筒刷和用于碳纤维的脱泡和压紧的罗拉；作为建筑人员，明确工具用途，选择合适的工具也是搞好建筑工作的前提。
3.结束语
混凝土加固修复技术 篇11
福建土楼主要分布于龙岩市[1,2]永定县的初溪、洪坑、高北土楼群和漳州市南靖县的田螺坑与河坑土楼群、华安县的大地土楼群等, 其风格造型独特的大型建筑, 其合理的布局结构, 天人合一的选址及建筑理念受世人瞩目。2000年福建省政府确定, 由永定、南靖和华安三县的46座大型典型土楼 (六群四楼) 申报世界文化遗产。
福建土楼主要分布于漳州和龙岩市[1,2], 主要包括:永定县的初溪、洪坑、高北土楼群和衍香楼、振福楼等;南靖县的田螺坑和河坑土楼群以及和贵楼、怀远楼等;华安县的大地土楼群等。
福建土楼2004年列入世界文化遗产预备申报名单。国际古迹遗址理事会于2007年10月对福建土楼遗产申报项目进行实地的系统评估考察, 于2008年顺利通过国际评估, 并提交第32届世界遗产大会审议, 为参与被表决的全世界47项申遗产项目之一。国际古迹遗址专家经过紧张的审议, 21个委员国表决通过将福建土楼列入世界文化遗产名录。
近30多年来, 中国经济社会高速发展, 高度市场化带来社会发展和经济效益的同时, 由经济自由化带来的资源过度开发和环境破坏问题也日益严重, 使对福建土楼这种稀有的不可再生资源的科学保护、修复和加固技术的探索日益迫切。
2 土楼历史及现状浅析
福建土楼是利用未经焙烧的黏土和沙质黏土按一定比例拌合后, 灌入夹墙模板并夯筑密实而成墙体, 或以土坯砖砌筑形成墙体, 以木材料构造楼内柱、梁、板等房屋基本结构的两层以上大型环形建筑[3,4]。
福建土楼是夯土建筑的大型民居, 是具创造性的建筑艺术作品。始创建于宋元时期, 明末至清代及民国时期趋成熟并延续至今。土楼建筑风格主要是依山就势, 依据中国建筑的风水理论, 巧妙利用山间有限的平地, 充分利用建筑场地附近的黏土、木材、卵石等天然建筑材料, 合理优化建筑结构构造, 保证土楼既具备坚固耐久的力学特征, 又具备规模宏大及极富美感的建筑风格。
现存最早修建的土楼已有600多年历史, 比较现代设计民用建筑的70年使用期, 这些古老建筑的科学和文化价值更加突出。按宋代建筑著作《营造法式》中的技术规定, 土墙的高厚比为3:1~4:1, 福建土楼墙体高厚比大约为6:1或达7:1。福建土楼所在的闽西南是一个地震多发地区, 据历史文献记载, 公元1487~1918的430多年时间里, 该区域总共发生7次较高震级的地震, 其中1918年发生历时20分钟的大地震, 古老的土楼仍然稳稳的屹立在闽西南山区。
据不完全统计[5], 福建土楼现存数量3000多座, 共计46座入选“世遗”, 占现存土楼的1.5%, 但总体上破坏严重, 大部分土楼或年久失修、或人去楼空且面目全非, 很多非“世遗”土楼无人关注并渐至消亡。村民本应是土楼最有力、可靠保护者, 但如何调动发挥他们的主动性, 目前鲜有研究。
3 典型问题调查与分析
通过多天的实地调研和考察, 对永定土楼结构局部损坏、天然地质灾害问题和旅游开发造成的二次破坏灾害问题进行调查和总结, 具体如下:
永定田螺坑土楼群:田螺坑土楼群主要由一座方形的土楼 (步云楼) , 三座圆形土楼 (振昌楼、和昌楼和瑞云楼) , 一座椭圆形土楼 (文昌楼) 组成。步云楼建于清嘉庆年间, 距今200多年, 为田螺坑土楼群中最早的建筑。下坂土楼群:南靖现存最古老的裕昌楼建于元朝, 但下坂的土楼总体规模偏小。总体上, 圆形土楼的设计建设者充分考虑人的居住舒适性和与特定的地理环境相适宜等问题, 实现了人与自然条件之间良性的互动。
为了解经过百年沧桑的土楼存在的典型问题, 对田螺坑土楼群的五座土楼进行了详细的调研和查勘, 发现每座土楼确实都存在一定的损坏, 见图1~3。
由图1~3的考察照片可知:
(1) 外墙存在较普遍的裂缝损伤, 部分区域的裂缝延伸较长, 已开始对墙体承载产生影响;
(2) 土楼内部的木结构阁楼, 由于木头的局部腐烂或纤维化, 也存在一定的安全隐患[6,7];
(3) 由于土楼大都建在阶梯状的山地上, 存在大范围坍塌或局部滑坡的风险。
4 土楼保护和修复措施分析
根据为期三天的实地考察和之前查阅的土楼相关资料信息, 本文通过认真细致的分析和总结, 认为现阶段土楼的防护和修复虽然取得一定的成就, 但存在问题仍然不少, 较多深层次的问题仍然有待进一步认识和解决。鉴于此, 考察组对土楼的保护和修复提出下述建议。
应对土楼所处坡地存在的潜在滑坡和墙面的裂缝等进行系统调查分析, 研究可能造成破坏的具体或基本原因, 制定相应的防护和修复措施。针对该问题, 本文通过分析总结, 提出初步建议如下:
(1) 通过进一步的现场踏勘 (勘探) 和对土楼所在地区的历史文献资料查阅研究, 深入了解土楼从建成到现在的大时间跨度的地质、地形、气候和水文条件等的演变过程, 预测该地区的工程地质和水文地质条件可能出现的不利于土楼保护的演变;
(2) 承受了几百年的风吹雨打, 土楼所处地区边坡的稳定性总体较好, 土楼自重造成地基土层的压缩和土楼的沉降已结束。但由于土楼占地面积较大, 旅游开发和其它人为因素造成后期边坡变形不可忽略。本小组认为应重点研究分析地基变形和墙体裂缝之间的直接或间接的关系。在研究结论出来之前, 需在土楼墙体开裂较严重的边坡处进行长期位移监测, 预防整体滑坡和避免不可挽回的损失;
(3) 由于土楼规模宏大, 且其外围结构总体上属于低强度的较松散体系, 对公路建设削坡、旅游公共设施建设加载、较大型机动车辆的行驶震动及其它旅游开发等都要进行进行全面评估和论证, 避免主观臆断盲目扩展;
(4) 除了上述要求对整体稳定性 (滑坡) 的较全面监测外, 对可能存在局部坍塌地区, 应进行全面勘察, 并在危险地带修建轻质挡土构筑物, 避免坍塌物砸坏土墙;对雨季山水冲蚀作用及水流改道问题也必须建立相应的监测网络, 进行全面监测;
(5) 针对地区气候特点, 对土楼破坏和物理化学风化之间的联系做较全面研究, 客观评价风化作用的程度及其和其它破坏作用之间的联系和区别。
(6) 针对福建丘陵山区可能出现的突发状况, 如:泥石流、山洪爆发和长时间的暴风雨等情况, 建议对重点保护作为文化遗产的的“六群四楼”的安全进行系统风险评估和可靠度分析研究, 确保对土楼安全问题的全面科学的认识和预测。
对土楼的结构构件进行修复时, 应遵循《世界文化遗产保护管理办法》规定的“最小干预”与“不改变文物原状”原则。针对该问题, 考察小组具体建议主要包括:
(1) 组织专业人员进行土楼修复专门施工技术研究, 并进一步开展土楼修复所需要的专门材料和构件的研究及生产;
(2) 采用现代计算机软件和硬件技术, 在修复论证过程和修复工作正式开始之前, 对土楼的防护及修复施工过程和修复最终效果进行计算机模拟, 以保证遵循“不改变文物原状”与“最小干预”原则, 并达到理想的修复效果。
对于土楼内部的木结构及其构件, 应制定科学、实用的定期检修条例, 杜绝可能对其造成二次破坏的安全隐患, 要专门制定用火和用电安全方面的制度。其次, 必须投入足够的研究经费, 针对土楼木结构所处的特定环境和其材料性质的特有属性, 对其腐蚀速度、规律、影响因素、结构稳定的时空特性和有效保护措施等进行全面研究和应用。
土楼作为国家旅游景点, 应当充分发挥文化遗产的宣教作用, 制定完善的参观或游览服务管理办法。尤其是在景区内的服务项目开发, 应保证不造成整体或局部破坏, 且商业开发可另外设立专门的购物区, 尽量不在土楼内设点摆摊等, 影响土楼的世界文化遗产的形象。同时, 由于土楼保护和旅游开发是一对复杂的矛盾的统一体, 需要考虑问题的方方面面, 不容有任何疏漏。所以, 考察小组建议聘请专业权威机构进行旅游开发规划, 并对规划方案进行公开论证和比较分析, 以便达到保护和开发的最优平衡, 最大程度避免保护和开发的无序状态。
应对永定、南靖、华安三县的其他土楼进行整体保护, 对所有土楼进行实地勘察, 编制土楼存在现状的分析报告, 针对具体的情况, 制定出一系列的保护和修复措施。应在土楼密集的村落加强保护土楼的宣传和教育, 动员全体居民和游客以实际行动来保护国家的文化遗产。
5 结论
首先, 通过资料查阅、现场调研和分析总结阐述了历经百年沧桑的土楼的基本现状, 并对土楼建筑的时间、使用的建筑材料和建筑结构设计等问题进行分析;
其次, 根据现场调研资料及照片对土楼存在的典型问题和问题产生的原因作了简单说明, 为土楼的修复和加固措施的分析提供依据;
最后, 对土楼保护措施、修复机理和加固技术提出较详细的建议及措施, 为加强福建宝贵的古代建筑文化遗产保护夯实基础。
参考文献
[1]林嘉书.土楼-凝固的音乐和立体的诗篇[M].上海:上海人民出版社, 2006.
[2]黄汉民.福建土楼探秘[J].中国文化遗产, 2005, (4) :10-12.
[3]陈允适.古建筑木结构与木质文物保护[M].北京:中国建筑工业出版社, 2006.
[4]李浈.中国传统建筑形制与工艺[M].上海:同济大学出版社, 2006.
[5]马子雷.后申遗时代福建土楼现状调查 (上) [N].中国文化报, 2011-09-23.
[6]伊思慈.木材学[M].北京:中国林业出版社, 1996.
【混凝土加固修复技术】推荐阅读：
加固修复技术06-22
混凝土建筑加固09-25
混凝土结构的加固11-14
膨胀混凝土加固桥梁11-30
混凝土结构工程加固08-19
混凝土构件的加固方法12-11
修复加固08-19
水池修复加固施工方案10-08
路基加固技术10-19
补强加固技术05-16