钢-自密实混凝土组合结构加固方法技术

本发明专利技术公开了一种钢－自密实混凝土组合结构加固方法。本方法在结构设计上采用钢－混凝土组合结构，混凝土材料上采用自密实混凝土，其施工方法包括原混凝土结构构件表面处理，安装钢材，搅拌与浇注自密实混凝土，拆模和养护等施工工序。加固后的混凝土结构，可以大大提高的承载能力、稳定性和抗疲劳性能，延长混凝土结构的使用寿命，本方法施工简单、可靠，完全可以推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于混凝土结构加固工程
，具体涉及一种钢-自密实混凝土组合结构加固施工工法。技术背景在我国，以设计基准期推算，已有大量的混凝土工程结构处于维修加固改造状态，另外由于建筑质量不合格、建筑物使用功能改造等原因，近年来，混凝土结构加固技术在我国越来越收到重视，出现了多种加固技术，也出现了多种加固材料。但随着建筑物向大型化和复杂性发展，加固处理越来越复杂，加固难度越来越大，对于一些大型的建筑物和一些异形的结构构件，特别是像一些大型桥梁，跨度大，同时受动荷载振动作用，还未见有合理的加固技术。钢-混凝土组合结构充分利用了钢材和混凝土各自的材料性能，具有承重力高，刚度大，抗震性能好和动力性能好，构件截面尺寸小，施工快速方便等优点。同钢筋混凝土结构相比，组合结构可以减小构件截面尺寸，减轻结构自重、减小振动作用，增加构件和结构的延性等；和钢结构相比，可以增大刚度，增加稳定性和整体性，提高结构的耐久性等，因此，采用组合结构对建筑物进行加固是一种可靠、有效的加固技术，特别适用于跨度大，同时受疲劳作用的结构构件的加固。但由于采用钢-混凝土组合结构加固时，模板和原有构件之间的空隙较小，特别当加固构件为异性构件时，如采用普通混凝土时，存在混凝土不能振捣密实，无法保证混凝土质量的技术瓶颈，限制了钢-混凝土组合结构加固技术的实际应用，但随着自密实混凝土的出现，克服了这种技术上的瓶颈，使钢-混凝土组合结构加固技术变成可能。自密实混凝土(self-compacting concrete)也称为免振捣混凝土，其具有高流动性，良好的间隙通过性，和抗离析性能，在浇注过程中，能依靠自身重力的作用均匀密实流淌充满整个构件，无需振捣密实，并且自密实混凝土使用的粗骨料粒径较小，适合在狭小的空间施工，因此，自密实混凝土不仅从材料的性能上保证了加固的效果，还从施工工艺上保证钢-混凝土组合结构加固构件和原混凝土结构构件形成一个整体，解决了制约钢-混凝土组合结构加固技术使用的瓶颈。-->
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能大大提高建筑物的承载力、稳定性，可行性高的钢-自密实混凝土组合结构加固方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的钢-自密实混凝土组合结构加固方法内容如下：加固结构设计采用钢-混凝土组合结构，钢-混凝土组合结构加固设计原理结合原混凝土构件结构设计原理和钢-混凝土组合结构设计原理。钢-混凝土组合结构使用构件包括：组合梁、组合楼板、组合架、组合柱等组合承重构件，以及组合斜、组合剪力强等组合抗测力构件。混凝土材料采用自密实混凝土，自密实混凝土的拌和物的工作性能满足：坍落扩展度试验扩展度(SF)≥600mm，U型仪试验高度差(Δh)≤30mm，不离析，不泌水；当加固截面厚度为40mm～60mm时，自密实混凝土使用粗骨料粒径为5mm～15mm，加固截面厚度大于60mm，粗骨料粒径可以为5mm～20mm，并且针片装含量小于10％；使用细骨料的细度模数μf大于2.3；其强度满足设计要求。钢-自密实混凝土组合结构加固方法施工过程如下：A、加固构件表面处理：表面处理的操作要点：(1)清除加固结构构件表面的粉刷层和装饰层清除，直至露出老混凝土表面；(2)对原构件混凝土存在的缺陷清除至密实部位，然后再将混凝土表面凿毛，凿除表面砂浆层；(3)在凿毛后，用水清洗混凝土表面的浮碴、尘灰；(4)当结构加固部位的配筋有锈蚀现象时，对钢筋表面进行除锈；当结构中钢筋锈蚀造成的截面面积消弱到原截面的1/12时，应该补配钢筋；B、制作自密实混凝土浇注孔：浇注孔制作位置和尺寸根据加固构件的形状和尺寸大少而定，浇注孔长为200～300mm。自密实混凝土浇注点之间的距离不超过1m；C、安装钢板或型钢：(1)按照设计要求，制作好所需要的钢板和型钢形状；(2)通过化学植筋或锚栓锚固和焊接把钢板和型钢固定在原加固构件上；(3)如需要，在钢板上制作自密实混凝土浇注孔；D、安装模板：(1)安装模板前，在模板相应部位预留自密实混凝土浇注孔；-->(2)在安装模板时，对模板进行有效加固，避免造成跑模；要注意模板的密封，避免浇注自密实混凝土时发生漏浆现象；E、浇注自密实混凝土：(1)浇注前0.5h～1h，用水充分湿润原结构构件混凝土和模板；(2)自密实混凝土的拌和物坍落扩展度试验扩展度(SF)≥600mm，U型仪试验高度差(ΔH)≤30mm，不离析，不泌水；(3)自密实混凝土浇注可采用人工连续浇注或机械连续浇注，浇注时可在模板外作适当敲打，推荐使用机械连续浇注；(4)浇注一个加固构件，应连续浇注完毕，中间间断时间不能超过混凝土初凝时间；F、拆模和养护：(1)拆模时间不小于24小时，拆模后，马上对自密实混凝土进行养护，养护时间不应少于14天；(2)加固构件中采用钢板形成了钢管混凝土，需对浇注孔处的混凝土进行养护；(3)如模板使用量少，拆模后，混凝土外露面积少，可以采用带模养护到14天。采用上述技术方案的钢-自密实混凝土组合结构加固施工方法，使加固构件和原混凝土构件形成整体，达到共同受力，实现加固效果的目的，具有以下的特点：1、由于本专利技术利用了钢-混凝土组合结构加固，因此这种加固方法具有承重力高，刚度大，抗震性能好和动力性能好等特点，加固效果突出，特别适用于承受动荷载结构构件的加固。2、由于本专利技术利用了自密实混凝土流动性能高，无需振捣，可直接浇注成型的特点，因此，简化了施工工艺，使普通混凝土无法施工的部位变成了可能，特别适用于一些复杂、异性的加固结构构件，大大拓展了使用范围。3、由于本专利技术中利用了自密实混凝土技术，自密实混凝土在浇注过程无需振捣，避免了因为振捣引起的噪声污染；同时节约能耗，自密实混凝土中大量矿物掺和料的使用，有利于节约资源、保护环境。4、由于本专利技术中的加固方法施工简单，加固后新老结构整体相容一致，加固效果好，耐久性高，维修成本的等施工成本低，社会效益深远。5、由于本专利技术采用的材料都为常用材料，因此成本低，适合于广泛引用。钢-混凝土组合结构具有承重力高，刚度大，抗震性能好和动力性能好等特点，用于混凝土结构加固，能大大提高建筑物的承载力，-->稳定性，是一种有效的加固技术；自密实混凝土具有浇注无需振捣，间隙通过性能好的特点，特别适合于加固技术中狭小部位的施工。本专利技术的目的在于把这两种技术综合起来，提供一种可行的混凝土结构加固技术及其施工方法。附图说明下面结合附图和实施例，对本专利技术之钢-自密实混凝土组合结构加固技术和施工方法作进一步说明。图1是钢-自密实混凝土组合结构加固技术施工流程图；图2是三跨等截面双曲拱桥加固设计示意图；图3是自密实混凝土浇筑孔；图4是承重柱加固设计示意图。具体实施方式实施例1：对三跨等截面双曲拱桥进行加固，根据对加固混凝土结构的原有设计资料，以及结构的检测及评价，决定采用的钢-自密实混凝土组合梁进行对混凝土拱肋进行加固，加固设计示意图见图2，4为原拱肋截面，5为拱肋新增截面，6为新增钢板，自密实混凝土设计强度为C35，粗骨料最大粒径不超过15mm，坍落扩展度不小于650mm。参见图1，钢-自密实混凝土组合结构加固技术方法工艺过程如下：1、用腻刀和打磨机对原构件混凝土表面进行处理，清除表面粉刷层和装饰层清除，直至露出老混凝土表面。用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢－自密实混凝土组合结构加固方法，其特征是：结构设计采用钢－混凝土组合结构设计，混凝土材料采用自密实混凝土；施工过程包括安装钢结构，安装模板，搅拌自密实混凝土，浇注自密实混凝土，拆模和养护等。

【技术特征摘要】
1、一种钢-自密实混凝土组合结构加固方法，其特征是：结构设计采用钢-混凝土组合结构设计，混凝土材料采用自密实混凝土；施工过程包括安装钢结构，安装模板，搅拌自密实混凝土，浇注自密实混凝土，拆模和养护等。2、根据权利要求1所述的钢-自密实混凝土组合结构加固方法，其特征在于：钢-自密实混凝土组合结构加固设计原理需结合原混凝土构件结构设计原理和钢-混凝土组合结构设计原理。3、根据权利要求1所述的钢-自密实混凝土组合结构加固方法，其特征在于：自密实混凝土的拌和物的工作性能满足：坍落扩展度试验扩展度(SF)≥600mm，U型仪试验高度差(Δh)≤30mm，不离析，不泌水；当加固截面厚度为40mm～60mm时，自密实混凝土使用粗骨料粒径为5mm～15mm，加固截面厚度大于60mm时，粗骨料粒径可以为5mm～20mm，并且针片装含量小于10％；使用细骨料的细度模数μf大于2.3；其强度满足设计要求。4、根据权利要求1、2或3所述的钢-自密实混凝土组合结构加固方法，其特征在于：施工过程如下：A、加固构件表面处理，表面处理的操作要点是：(1)清除加固结构构件表面的粉刷层和装饰层清除，直至露出老混凝土表面；(2)对原构件混凝土存在的缺陷清除至密实部位，然后再将混凝土表面凿毛，凿除表面砂浆层；(3)在凿毛后，用水清洗混凝土表面的浮碴、尘灰；(4)当结构加固部位的配筋有锈蚀现象时，对钢筋...

【专利技术属性】
技术研发人员：余志武，刘赞群，刘运华，邓德华，蒋丽忠，余锋，彭国雄，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]