无粘结预应力钢绞线加固技术的应用方法.doc

无粘结预应力钢绞线加固技术的应用方法某综合楼为3层砖混结构，平面布置如图9-21-1所示，总建筑面积约为1100m2，建成至今，已使用近12年，其设计和施工无图纸和记录存档。现场勘察发现施工质量低劣，尤其是混凝土工程；结构设计也不合理，建筑物各层横轴47间为大开间，用作营业厅和会议室，设置了4道大梁（一端带挑梁），砖砌体承重。楼屋面均采用预制空心板（包括外走廊和雨棚），屋面未采取保温隔热措煎.单侧无组织排水。第一节 检测与鉴定概况9-21-1检测与鉴定概况9-21-1-1裂缝状况梁上裂缝多属温度裂缝，最大宽度9-21-1检测与鉴定概况9-21-1-1裂缝状况梁上裂缝多属温度裂缝，最大宽度0.15mm，主要发生在跨中部位，呈典型的弯曲裂缝形态。部分屋面梁两端产生斜裂缝（宽度0.1mm），长度约占梁高的l/3。9-21-1-2混凝土剥蚀状况屋面梁及雨棚挑梁混凝土存在不同程度的剥蚀，轴和、轴挑梁尤为严重，其中轴挑梁局部表面已剥蚀近50mm，梁内钢筋锈厚约1.5mm。现场检测时凿开了部分梁的保护层，发现混凝土骨料级配不当，几乎都是大骨料，粒径较大，其中有两处凿开检查时发现混有砖、泥等杂物。梁内钢筋普遍锈蚀。屋面排水侵蚀也加剧了屋面梁混凝土的剥蚀。9-21-1-3混凝土强度评定采用混凝土强度拔出仪和回弹仪检测、评定。楼面梁混凝土强度平均值为15.8MPa，屋面梁强度平均值为13.8MPa。检测结果表明，用作大梁的混凝土强度太低。9-21-1-4鉴定结论根据现场调查和检测的情况，经分析计算，楼、屋面梁正截面（控制截面）的抗弯能力普遍不足，差值在19.2829.24kNm范围内，占复核设计要求承载力的16%24%。为确保安全，必须加固0.15mm，主要发生在跨中部位，呈典型的弯曲裂缝形态。部分屋面梁两端产生斜裂缝（宽度0.1mm），长度约占梁高的l/3。9-21-1-2混凝土剥蚀状况屋面梁及雨棚挑梁混凝土存在不同程度的剥蚀，轴和、轴挑梁尤为严重，其中轴挑梁局部表面已剥蚀近50mm，梁内钢筋锈厚约1.5mm。现场检测时凿开了部分梁的保护层，发现混凝土骨料级配不当，几乎都是大骨料，粒径较大，其中有两处凿开检查时发现混有砖、泥等杂物。梁内钢筋普遍锈蚀。屋面排水侵蚀也加剧了屋面梁混凝土的剥蚀。9-21-1-3混凝土强度评定采用混凝土强度拔出仪和回弹仪检测、评定。楼面梁混凝土强度平均值为15.8MPa，屋面梁强度平均值为13.8MPa。检测结果表明，用作大梁的混凝土强度太低。9-21-1-4鉴定结论根据现场调查和检测的情况，经分析计算，楼、屋面梁正截面（控制截面）的抗弯能力普遍不足，差值在19.2829.24kNm范围内，占复核设计要求承载力的16%24%。为确保安全，必须加固。第二节 加固方案9-21-2-1加固方法应用无粘结预应力钢绞线技术进行梁加固。楼面和屋面梁结构形式相同，抗弯强度的不足程度较为接近。加固设计时为偏于安全，可选取最大应提高的抗力值（即29.24kNm）作为各根被加固梁的设计依据，故选用相同的加固方案。钢绞线布置方案和构造处理如图9-2l-2所示。9-21-2-2加固作用采用无粘结预应力钢绞线加固梁，对梁的整体结构性能均有较大的改善。加固所产生的加固力是自平衡力系，且对原结构是反向荷载作用，既抵消了部分原结构上作用的外荷载，也改善了梁自身的结构性能，如预应力作用所产生的反拱和裂缝闭合。加固不仅提高了梁正截面的抗弯能力，对支座附近的斜截面抗剪强度亦有很大程度的提高。9-21-2-3加固材料无粘结预应力钢绞线的材质情况见表9-21-l；钢绞线涂包油脂、套管材料及壁厚见表9-21-2；铺具采用三夹片单孔锚具。9-21-2-4构造措施支撑垫板采取与梁内主筋焊接生根，垫板尺寸为300mm80mm12mm，钢板上焊接18光圆钢筋（长300mm），以保护钢绞线套管在支撑点处不破损并减小张拉时的摩阻力，同时也加强了垫板的刚度。梁内主筋的保护层厚度一般都在30mm以上，钢绞线（含套管）直径为19.2mm，因此钢绞线张拉施工结束后，其下边缘至梁底尺寸在20mm左右，可做抹灰包裹，不影响构件的外观。锚固垫板的尺寸为300mm150mm16mm，张拉施工时安放在梁端锚固位置上。该工程被加固梁的截面尺寸为240mm420mm。第三节 加固效果加固施工中，单根钢绞线的实际张拉力为100kN，以避免锚固位置和支撑位置的偏差所带来的不利影响。该加固工程，各项张拉力损失值总计为25.8kN，实际有效张拉力为74.2kN。被加固梁跨中段正截面抗弯强度提高值为31.13kNm；主跨两端支座范围内斜截面抗剪强度提高值为33.69Kn；挑梁支座截面抗弯强度提高值为22.l6kNm；挑梁支座斜截面抗剪强度提高值为13.68kN。跨中反拱变形计算值为4.37mm；挑梁梁端反向变形计算值为0.85mm。另外，张拉施工结束后，梁上跨中和支座原有的裂缝基本闭合。施工中对被加固梁抹25mm厚1:2水泥砂浆，用107胶涂刷被加固梁外表面，构件外观看不到加固痕迹。第四节 9-21-5结语钢绞线材料的强度高、长度取值大、柔韧性好，对梁板类构件的加固，易形成各种较好的布筋方案，从整体上改善构件的结构性能。尤其适用于大跨度梁、板、屋架和多跨连续梁板的整体加固。由于油脂和套管的作用，施工中摩阻力很小，易控制有效张拉力和加固效果。加固施工速度快，不影响被加固构件的外观和使用功能。该加固工程，在不影响正常营业的条件下，仅用10d时间完成了12根梁的加固施工。