電力工程建筑結(jié)構(gòu)維修加固分析

閔斌

摘要：本課題研究當(dāng)中結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)維修加固技術(shù)，針對電力工程中的建筑結(jié)構(gòu)加固進(jìn)行了分析，列舉了一些比較常用的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)方法，同時(shí)，結(jié)合實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)加固案例和具體的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)來思考電力工程建筑結(jié)構(gòu)維修加固當(dāng)中需要注意的細(xì)節(jié)，僅供參考。

關(guān)鍵詞：電力工程;建筑結(jié)構(gòu);維修加固

電力工程當(dāng)中也有建筑物，而且這些建筑物擁有非常重要的地位，比如變電站控制室等，這些已建建筑物，因?yàn)殡娏夹g(shù)的進(jìn)步，使用環(huán)境與使用功能發(fā)生了變化，往往會面臨改造加固的情況，因此有針對性地探討電力工程當(dāng)中的建筑結(jié)構(gòu)加固具有重要意義。

一、建筑結(jié)構(gòu)維修加固技術(shù)

對建筑結(jié)構(gòu)的維修加固，一般是在結(jié)構(gòu)已經(jīng)成型的條件下針對結(jié)構(gòu)中的薄弱問題進(jìn)行加固，在維修加固當(dāng)中一般需要按照現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，比如JGJ123、GB50367等的要求來進(jìn)行加固處理，確保結(jié)構(gòu)在維修加固后滿足使用要求。不過，目前建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)方法多樣，哪些適合電力工程建筑結(jié)構(gòu)的維修加固還需要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的具體問題來選擇合適的方法。下文列舉部分建筑結(jié)構(gòu)加固的技術(shù)方法來進(jìn)行綜合分析。

（一）增大截面法

該技術(shù)方法主要為增大混凝土截面積或者是增加配筋量，以便提高結(jié)構(gòu)的承載力，是一種比較常用的傳統(tǒng)加固技術(shù)，一般多用在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件、磚混結(jié)構(gòu)的梁、柱、板等構(gòu)件的加固。該方法工藝比較簡單，技術(shù)成熟度高，加固效果比較好，但濕作業(yè)工作量大，養(yǎng)護(hù)的時(shí)間比較長，對生產(chǎn)以及生活的影響會比較大，同時(shí)也會改變結(jié)構(gòu)外型，造成使用空間縮減。

（二）更改受力體系

該方法主要是通過減小結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度和變形，間接地提高承載力，為減小結(jié)構(gòu)計(jì)算跨度，通常需要增加支點(diǎn)以及托梁來改變受力體系，從而提高承載力。這種方法簡單可靠，但會損傷原結(jié)構(gòu)外型以及功能，降低使用空間，一般比較適合用在凈空不受限制的大跨度梁、板、桁架等水平構(gòu)件上。

（三）粘帖纖維復(fù)合材料加固

該技術(shù)是目前研究多而且具有很大發(fā)展?jié)摿Φ囊环N方法，主要是在結(jié)構(gòu)上粘貼纖維復(fù)合材料，目前可用GFRP、CFRP、AFRP等。纖維復(fù)合材料強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕，施工也方便。工藝方面與粘貼鋼板法類似。即用膠粘劑將加固材料粘貼在構(gòu)件外部，提高承載力，相當(dāng)于在構(gòu)件上增加了體外配筋，不過成本比較高，施工技術(shù)方面需要進(jìn)一步提升。

（四）外加預(yù)應(yīng)力加固

該技術(shù)使用外設(shè)的預(yù)應(yīng)力撐桿或拉桿來對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，其原理在于改變原有結(jié)構(gòu)形式的內(nèi)力分布，進(jìn)而降低結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，間接地提升結(jié)構(gòu)承載力。這種技術(shù)幾乎不改變原有結(jié)構(gòu)的使用空間，可通過預(yù)應(yīng)力卸載、加固功能來消除應(yīng)力滯后現(xiàn)象，進(jìn)而取得比較理想的效果。但是風(fēng)險(xiǎn)相對比較高，應(yīng)用范圍比較窄，主要用在大跨度結(jié)構(gòu)的加固當(dāng)中，或者是一般方法不能成行的大型結(jié)構(gòu)。

（五）粘貼鋼板加固

該技術(shù)方法是在混凝土、砌體等構(gòu)件的2個(gè)面或者是4個(gè)角外包型鋼材料來實(shí)現(xiàn)加固的目的，也是一種十分常用的傳統(tǒng)方法。相比增大截面法，該方法可以用最小的截面尺寸來增強(qiáng)構(gòu)件承載力，施工簡單，工作量小，結(jié)構(gòu)受力可靠，適合桁架、梁、柱等構(gòu)件的加固，也常用于高層建筑加固。不過成本相對比較高，使用的鋼材料量大，對結(jié)構(gòu)剛度提升效果不佳。

二、電力工程建筑結(jié)構(gòu)維修加固思考

在電力設(shè)施的維修加固當(dāng)中，上文列舉的五種方法都是可以使用的，但是必須要考慮到電力設(shè)施是在運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中，對其的維修加固不能影響設(shè)施的正常使用，加固施工時(shí)一般都要求不停產(chǎn)施工，施工速度必須要快，工期要端。加固施工期間必須要明確建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量缺陷，參考結(jié)構(gòu)安全要求和結(jié)構(gòu)破壞后的后果來考慮加固方案。

例如，某供電局110kV變電站因電網(wǎng)改造后需要進(jìn)行庫建，原主控綜合樓使用功能出現(xiàn)變化，需要進(jìn)行加固。原綜合樓現(xiàn)澆鋼筋砼樓面T型簡支梁跨度7.2m，可承擔(dān)永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值35kN/m，可承擔(dān)可變永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值30kN/m，砼強(qiáng)度等級C30。因?yàn)槭褂霉δ艹霈F(xiàn)變化，需要擴(kuò)建加固，并要求加固后建筑可承擔(dān)荷載要增大至50kN/m。因此，應(yīng)當(dāng)考慮采取粘貼鋼板法來加固T型簡支梁。

（一）應(yīng)當(dāng)考慮好如下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

第一，粘貼用的結(jié)構(gòu)膠的性能必須要保證好，這個(gè)是實(shí)現(xiàn)新舊材料緊密結(jié)合的關(guān)鍵點(diǎn)，如果結(jié)構(gòu)膠出現(xiàn)問題，那么結(jié)構(gòu)加固就會完全失效，因此，結(jié)構(gòu)膠必須具備粘接強(qiáng)度高，耐久性好，且具有彈性。

第二，一般在粘貼鋼板加固中使用Q234鋼，鋼板的厚度一般在2到6mm，鋼板的寬度則一般需要按照承載力要求來計(jì)算，特別要注意在梁上粘貼鋼板，其寬度應(yīng)當(dāng)不大于三分之一的梁高。同時(shí)。為了保證加固的效果，原混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度必須要在C15以上。

第三，加固前要針對性地計(jì)算加固構(gòu)件的橫截面抗彎承載力和斜截面的抗剪承載力。

根據(jù)這些要求，在上述所列案例當(dāng)中，擬采用受拉區(qū)加固方案，選擇的加固用鋼板為Q235，厚度4mm。經(jīng)過計(jì)算。得到原結(jié)構(gòu)承載力為622.63kN.m，加固后承載彎矩值為725.76kN.m，粘貼鋼板加固后。正截面相對界限受壓區(qū)高度系數(shù)為0.463。最終得到被加固構(gòu)件截面寬度為292mm。根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制新荷載下的彎矩圖以及構(gòu)建的抗彎矩圖形。并且確定錨固長度800mm。根據(jù)繪制出的圖形，計(jì)算確定粘貼范圍（即鋼板長度）為5920mm。進(jìn)一步按相關(guān)計(jì)算公式來計(jì)算、驗(yàn)證斜截面承載力。此后，就按照粘貼鋼板法的工藝要求進(jìn)行施工作業(yè)即可。

（二）在施工當(dāng)中需要注意如下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

第一，反復(fù)熟悉加固設(shè)計(jì)方案，做好技術(shù)交底，根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況確定施工方案，同時(shí)對需要用到的材料工具，如鋼板、抗震螺栓、結(jié)構(gòu)膠等進(jìn)行細(xì)致檢查，確保符合加固施工要求。

第二，施工之前，需要對原結(jié)構(gòu)表面的污跡以及出現(xiàn)的砼剝落等情況進(jìn)行處理，并且用修復(fù)材料對砼表面進(jìn)行恢復(fù)處理，如果存在裂縫等結(jié)構(gòu)缺陷同樣需要先行處理好。后續(xù)將砼表面打磨平整。所用鋼板也需要經(jīng)過打磨，注意鋼板表面打磨時(shí)要根據(jù)受力方向來確定，要求不能和受力方向平行。鋼板需要加工好螺栓孔

第三，按照結(jié)構(gòu)膠的使用說明涂抹在混凝土表面以及鋼板表面，涂抹厚度要求2mm以上，按照粘貼位置進(jìn)行粘貼。

第四，粘貼好鋼板后使用預(yù)留的螺栓孔進(jìn)行緊固加壓，使用的螺栓為80×8規(guī)格的膨脹螺栓，加壓要求為結(jié)構(gòu)膠擠出鋼板邊緣為佳。

第五，使用鋼筋網(wǎng)修補(bǔ)鋼板底部，鋼筋網(wǎng)要求 0.8×20×20mm，同時(shí)要在鋼筋網(wǎng)上涂抹聚合砂漿，聚合砂漿涂抹厚度15mm。

第六，成品保護(hù)。

（三）討論與反思

針對粘貼鋼板法來論，這種簡單，工程量少，施工快捷，工期短，對建筑外觀影響不大，加固后24h即可使用，對建筑結(jié)構(gòu)承載力和剛度的提升非常有效，特別適合大跨度結(jié)構(gòu)當(dāng)中的砼柱、梁和屋架等，造價(jià)不高。但是該方面雖然看起來簡單，實(shí)際上從上文的分析中可知，設(shè)計(jì)和施工中需要注意的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)非常多，這些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)沒有做好，基本上加固是沒有效果的，因此需要特別注意。同時(shí)在加固后，維修相對來說比較困難，而且維修費(fèi)用比較高。

結(jié)束語：

綜上所述，對于電力設(shè)施而言，一般可以按照民用建筑維修加固的相關(guān)要求以及技術(shù)手段來進(jìn)行維修加固，但是要注意電力設(shè)施的使用環(huán)境和使用功能以及電力設(shè)施的可靠性。若電力工程中的建筑結(jié)構(gòu)存在質(zhì)量缺陷，或者是因?yàn)槭褂铆h(huán)節(jié)和功能變化需要加固，那么可按本文所列方法進(jìn)行加固，但必須要對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的分析，以確定最佳的加固方案。

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