建筑結構預應力加固技術的探討

徐贏

摘要：隨著國家經濟的快速增長，城鎮化得到快速的發展，建筑高度逐漸增加，人們對建筑穩定性要求越來越高。然而，建筑結構受環境影響，導致結構承載能力不足，給建筑安全性留下隱患。為了確保建筑結構的穩定性，需要對結構進行加固改造，而預應力加固技術加固效果明顯，成為建筑加固改造的主要應用方式。

關鍵詞：建筑結構；預應力加固；穩定性；安全性

引言

建筑是城市建設的基礎設施，對城市現代化發展占據著非常重要的作用。然后隨著城鎮人口流量的大量增長，且建筑結構受環境、荷載、施工等因素的影響導致其承載能力逐漸降低，這就需要對建筑結構采取有效地加固措施，以提高建筑結構的承載特性。研究發現，建筑結構加固的措施主要有增大截面法、粘貼碳纖維、施加預應力筋、粘貼鋼板法等，而施加預應力法可以明顯提高結構的承載特性，提高建筑結構的穩定性、安全性。

1建筑結構加固技術

在建筑結構使用過程中，常發現梁板結構出現各種問題，如裂縫、鋼筋銹蝕、撓度過大等。其中裂縫在建筑混凝土結構中是經常發生的病害現象之一，在建筑結構的長時間的使用過程中，經受外界荷載的重復作用，很容易引起建筑結構的荷載裂縫；此外，在建筑施工階段，可能由于各種原因，如混凝土拌合物的配合比不合理、水灰比不合理、澆筑施工工序不當、養護措施不當等，這些因素均可以導致梁體結構出現裂縫。若裂縫寬度超過一定的范圍，將會大大降低建筑混凝土結構的承載能力，在地震荷載作用下，很容易出現失穩倒塌危害。

鋼筋銹蝕。由于建筑結構處于室外，結構長時間經受二氧化碳的作用，發生混凝土碳化，若混凝土碳化深度超過鋼筋的保護層，則會破壞鋼筋的堿性保護，造成鋼筋發生銹蝕反應，降低鋼筋與混凝土之間的粘接，這對建筑整體結構的承載能力產生不可忽視的危害。因此，需要對建筑結構進行有效地加固措施。

（1）預應力加固技術

通過對建筑結構梁板布置預應力筋，并對梁板施加預應力形成體外預應力加固受力體系，以加固梁板結構。預應力加固技術，加固效果明顯，且可以很大程度上提高建筑結構的承載能力，約可以提高30%～40%的承載能力，并且可以減少結構中的裂縫與結構變形。此外，預應力加固施工作業對建筑的使用空間影響較小，一般在不對建筑限制使用的狀態下完成預應力加固施工。

（2）增大截面技術

此法廣泛應用于受壓建筑結構的抗震加固中，也可以用在受拉構件中，主要用于原桿件材料性能一致的桿件進行加固，例如鋼結構的加固中。增大受力桿件截面以后，可以大大增強構件的強度，提高結構的穩定性能。同時，也可以用鋼筋混凝土包裹木桿件加固。

（3）粘貼鋼板技術

此方法中，用建筑膠粘將鋼板粘貼在結構受拉一側的表面，從而充分利用鋼板的粘結力使鋼板與建筑結構有效的粘接在一起，組成二次受力構件。在粘接后結構的中，鋼板起著受拉鋼筋的用途，大大增加了結構的承載能力。

加固中應注意的問題：首先，要去除混凝土結構表面的粉刷層，露出混凝土結構的基面；并清洗干凈待加固混凝土構件表面的灰塵；其次，在粘貼鋼板時，避免在外界空氣較濕潤的情況下加固，并確保加固環境的溫度不高于60度。

（4）植筋加固法

此方法主要利用在鋼筋混凝土的受彎、受壓構件中。其主要原理就是在原結構中進行鉆孔、注膠，確保鋼筋在鉆孔內部固化生根。對于鉆孔較淺的鋼筋具有較大的錨固性能與抗拉性能。此方法是全新的結構堅固方法，且加固工藝較為簡單，對結構的受力影響較小。采用植筋加固需要注意的事項：此方法，適宜在周圍溫度在5℃以上條件下加固操作，并不損傷膠結劑的性能；當加固環境低于5℃時，可以采取適當的增溫方法，確保植筋加固的質量。

2建筑預應力加固的優點

建筑預應力加固技術主要有以下幾項優點：第一，加固效果明顯，可以有效地減小梁板結構裂縫，延長建筑的使用壽命；第二，預應力加固施工技術不減小建筑使用空間，且大大提高建筑結構的承載能力；第三，預應力加固施工周期短，需要的勞動力較少，經濟性較高；第四，預應力加固增加的建筑自重較小，且維修方便。

3我國建筑預應力加固技術

在實際建筑工程中，對于預應力加固梁及桁架，可以采用鋼靴錨固節點；對于框架梁，則可以采用型鋼套箍或穿孔螺栓錨固節點。

圖1 預應力拉桿加固的方案設計

3.1橫向預應力加固技術

在建筑結構中，若鋼筋混凝土梁兩端的間距較小，則無法在梁的兩端進行預應力張拉作業，這時可以采用橫向預應力加固施工方法。這種加載方法主要是在主梁下緣的對稱中線處進行安裝加固的預應力筋，且需要在距離梁端的合適的位置彎起預應力筋，然后借助支點在主梁的端部的錨固鋼板上進行有效地錨固，其呈“U”字形的錨固鋼板套在主梁端部的下翼緣上。同時，在預應力筋的水平段內采用撐棍將預應力筋分成幾段，且端部的撐棍可以當作支點，在預應力筋中點采用拉緊螺栓進行對稱收緊，在預應力筋拉緊的過程中則產生預應力。研究發現，此種加固方法僅可以有效地減小梁中的正彎矩，無法減少梁端部的剪力。

3.2縱向預應力加固技術

縱向預應力加固技術，即在建筑中沿著梁板縱向施加預應力筋加固施工的方法。在縱向預應力筋加固前，需要沿著梁板的縱向布置預應力筋，并在梁端部設置導向塊的位置將縱向預應力筋彎起，然后將縱向預應力筋錨固在主梁的腹板或頂板上，再張拉預應力筋，從而有效地減小梁端的剪力。研究發現，縱向預應力加固的錨固構造主要為縱向錨固結構，主要分為梁頂錨固與腹板錨固。縱向預應力加固的優點是鑿開橋面板適量的混凝土，即張拉施工在橋面作業。在預應力筋張拉作業時需要注意應對稱中線進行張拉作業，且對于同一根梁的張拉作業應同步操作，確保梁兩側的預應力筋具有相同的應力狀態。預應力的張拉程序與預應力混凝土梁的相同。

3.3豎向預應力加固技術

豎向預應力加固技術主要是在梁板的兩側對稱布置預應力筋進行加固施工方法。根據筆者施工經驗可知，豎向預應力加固技術多在梁的端肋側錨固，在預應力筋中部向上豎直張拉，用小橫梁在梁肋底部固定預應力筋。豎向預應力加固方法不僅具有張拉力小、張拉行程大，還可以有效地克服了縱向應力的過大損失，比其它預應力加固技術具有明顯的加固效果，并可以有效地減小原有建筑結構中的裂縫。

在豎向預應力張拉作業施工中，需要一片一片的進行，且張拉作業需要對稱中線，以有效地減少彈性壓縮損失的不均勻性。

4結束語

綜上所述，建筑隨著城鎮人口流量的大量增長，以及受環境、荷載、施工等因素的共同影響造成其承載能力逐漸降低，這就需要對建筑結構采取有效地加固措施，以提高建筑結構的承載特性。而預應力加固技術，不僅可以有效地對建筑梁板進行加固，提高整體結構的承載特性，且不改變建筑結構的外形，同時施加預應力法可以明顯提高結構的承載特性，提高建筑結構的穩定性、安全性。

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