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            武大巨成結構股份有限公司

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            巨成科技月報道之08 —— 粘接型鋼加大截面加固法

            1  技術簡介

               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。現有混凝土構件粘接加固一般采用粘鋼板、粘碳纖維布進行,只能有限提高構件的強度(提高的幅度不超過40%),且無法提高構件的剛度。在實際工程中,經常需要快速、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,通過粘結與錨接將型鋼梁與原混凝土構件連接成整體,通過加大構件的截面,大幅度提高其承載力和剛度。(如圖1所示)

                (2)對于板構件,通過板底粘型鋼改變傳力途徑或減小跨度進行加固,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合工作時,高度為h的兩根梁,剛度提高幅度為2h3,當通過截面粘接和錨固的方式使得新加梁與原梁構件聯合工作時,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新進展》對此就有描述。

                 二十年來,巨成結構科研人員對粘接型鋼加大截面加固法開展了相關理論分析、力學性能試驗研究和數值分析,包括粘接型鋼加大截面加固簡支梁抗彎試驗研究、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際應用基礎。

             

             

            4  粘接型鋼加固應用


                  (1)湖北移動通信辦公大樓加固改造工程

                 本工程于2012年實施。湖北移動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;二來混凝土增大截面加固施工周期長,現場施工時間不允許。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) 湖北移動通信辦公大樓加固改造工程

             

             

            圖5(b)  湖北移動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45天。

             

            圖6   湖南城步縣兩河口拱橋加固工程

             

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