巨成科技月報道之08 —— 粘接型鋼加大截面加固法

1  技術(shù)簡(jiǎn)介

   功能改造是既有建筑物改造中最重要的內容，許多功能改造都需將原有構件成倍、甚至數倍增加剛度和強度?，F有混凝土構件粘接加固一般采用粘鋼板、粘碳纖維布進(jìn)行，只能有限提高構件的強度（提高的幅度不超過(guò)40%），且無(wú)法提高構件的剛度。在實(shí)際工程中，經(jīng)常需要快速、大幅度提升結構承載力，基于此，巨成結構提出了粘接型鋼加大截面加固法，適用于各行各業(yè)的結構、國防工程和搶險工程等。

         粘接型鋼加大截面加固法主要分為兩種：

     （1）對于混凝土梁構件，通過(guò)粘結與錨接將型鋼梁與原混凝土構件連接成整體，通過(guò)加大構件的截面，大幅度提高其承載力和剛度。（如圖1所示）

    （2）對于板構件，通過(guò)板底粘型鋼改變傳力途徑或減小跨度進(jìn)行加固，包括板底粘接型鋼加固為密肋板的加法方法。（如圖2所示）

 

 

 

 

2  思想起源

       粘接型鋼加大截面加固法的思想起源于鐵摩辛柯梁。（如圖3）

      當新加梁不能與原梁構件聯(lián)合工作時(shí)，高度為h的兩根梁，剛度提高幅度為2h3，當通過(guò)截面粘接和錨固的方式使得新加梁與原梁構件聯(lián)合工作時(shí)，高度為h的兩根梁的剛度提高幅度是8h3。

 

 

 

3  研究基礎

     粘接型鋼加大截面加固法的研究已開(kāi)展二十年以上，巨成結構高作平教授等1999年主編的《混凝土結構粘接加固技術(shù)新進(jìn)展》對此就有描述。

     二十年來(lái)，巨成結構科研人員對粘接型鋼加大截面加固法開(kāi)展了相關(guān)理論分析、力學(xué)性能試驗研究和數值分析，包括粘接型鋼加大截面加固簡(jiǎn)支梁抗彎試驗研究、粘接型鋼加大截面加固缺口梁端部抗剪試驗研究、粘接型鋼加大截面加固懸挑梁抗彎試驗研究、粘接型鋼加大截面加固簡(jiǎn)支梁重載疲勞試驗研究、粘接型鋼加固混凝土板試驗研究等（如圖4），取得了豐富的研究成果，具有理論、試驗研究分析和大量實(shí)際應用基礎。

 

 

4  粘接型鋼加固應用

      （1）湖北移動(dòng)通信辦公大樓加固改造工程

     本工程于2012年實(shí)施。湖北移動(dòng)通信辦公大樓原結構為普通辦公樓，樓面使用荷載為2.5kN/m2，改造后部分樓面使用荷載需提高至12kN/m2，荷載等級提高幅度較大，部分梁、板承載力嚴重不滿(mǎn)足要求，需增大梁、板截面尺寸。若采用用常規混凝土增大截面的方法，一來(lái)增加的厚度加大、自重較大，導致原結構基礎和框架柱需要加固；二來(lái)混凝土增大截面加固施工周期長(cháng)，現場(chǎng)施工時(shí)間不允許。故本項目采用外粘型鋼加大截面的方式大幅度提高梁、板的承載力。加固處理面積為5000平方米，用時(shí)僅38天。

     本工程既在混凝土梁底粘接型鋼加大截面加固，又在板底粘接型鋼改變傳力途徑，由此大幅快速提升結構承載力。如圖5所示。

 

 

圖5（a） 湖北移動(dòng)通信辦公大樓加固改造工程

 

 

圖5（b）  湖北移動(dòng)通信辦公大樓加固改造工程

 

       （2）湖南城步縣兩河口橋加固工程

     本工程于2020年實(shí)施。該橋為一孔混凝土空腹式雙曲拱橋，橋梁全寬8m，凈跨徑為51m，加固前橋梁限載20噸，由于運送風(fēng)電設備需要，荷載需要提高到150噸。巨成結構承接設計施工總承包，采用粘結型鋼加大截面法加固（如圖6），用時(shí)45天。

 

圖6   湖南城步縣兩河口拱橋加固工程