劉松石　王安

【摘要】本文詳細(xì)介紹了無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固法在某工程實(shí)例中薄腹梁加固的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力

鋼筋混凝土大梁由于使用功能改變，遭受外部潮濕侵蝕，溫差過(guò)大，遭受災(zāi)害侵害及耐久性等原因，會(huì)出現(xiàn)超出設(shè)計(jì)規(guī)范允許值的結(jié)構(gòu)裂縫，或造成承載能力不足，都應(yīng)采取加固措施進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

非預(yù)應(yīng)力加固法為被動(dòng)加固法（如加大截面加固法、外包鋼加固法），要待大梁的變形繼續(xù)增加以后才能逐漸起作用，所以加固以后裂縫寬度和撓度仍會(huì)繼續(xù)增加。而無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固法屬于主動(dòng)加固法，優(yōu)點(diǎn)是見(jiàn)效快，隨著預(yù)應(yīng)力的施加，裂縫寬度隨即變小，大梁產(chǎn)生反拱，原有鋼筋的應(yīng)力隨即變小。

1.問(wèn)題的引出

該工程建于一九五八年，為鋸齒型排架結(jié)構(gòu)單層廠房，采用預(yù)制鋼筋混凝土薄腹梁，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C28，鋼筋均采用Ⅰ級(jí)鋼。據(jù)調(diào)查，薄腹梁預(yù)制時(shí)為冬季施工，混凝土采用摻鹽法施工 ；車間內(nèi)濕度較大，溫度較高，有腐蝕性氣體產(chǎn)生。部分薄腹梁銹蝕裂縫嚴(yán)重，銹蝕裂縫位于梁下翼緣側(cè)面，梁底鋼筋以上混凝土脹壞，鋼筋銹蝕嚴(yán)重，鋼筋直徑損失最大約1.5～2.0㎜，且與鋼筋下部混凝土脫離，已不能共同工作，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全，須進(jìn)行加固處理。

2.問(wèn)題的解決

2.1關(guān)于計(jì)算

鋼絞線數(shù)量的確定需通過(guò)強(qiáng)度計(jì)算。由于鋼絞線與大梁砼沒(méi)有粘結(jié)在一起，在每一截面上鋼絞線的應(yīng)變與截面其它部位的應(yīng)變不符合平截面假定，所以達(dá)極限狀態(tài)時(shí)鋼絞線應(yīng)力增量的計(jì)算變得相當(dāng)復(fù)雜，除利用截面上的軸向力平衡和彎矩平衡二個(gè)靜力平衡條件外，還要利用下述變形協(xié)調(diào)條件：兩錨固端之間鋼絞線的總伸長(zhǎng)值與鋼絞線同高度處截面纖維的總伸長(zhǎng)值相等。通常需根據(jù)鋼絞線的形狀和荷載的作用形式及截面的剛度曲線，利用積分的方法計(jì)算。

考慮到加固構(gòu)件的數(shù)量有限，而且鋼絞線用量在整個(gè)加固費(fèi)用中所占比例不是很大，所以可采用保守的近似計(jì)算方法。計(jì)算中，可以假定達(dá)極限狀態(tài)時(shí)鋼絞線的應(yīng)力即為施加預(yù)應(yīng)力時(shí)的張拉控制應(yīng)力，即假定鋼絞線的應(yīng)力增量值與預(yù)應(yīng)力損失值相等。于是便可以象普通鋼筋砼大梁一樣作正截面和斜截面的強(qiáng)度計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，梁兩側(cè)配置7束直徑15.0高強(qiáng)低松弛fptk=1860N/mm2級(jí)鋼絞線，張拉控制應(yīng)力取0.5fptk=0.5×1860N/mm2=930N/mm2.

2.2施工

1）在梁底加可靠支撐，保障結(jié)構(gòu)和施工安全；對(duì)鋼筋進(jìn)行除銹，在薄腹梁下翼緣側(cè)面采用粘帖鋼板的方法作為側(cè)模，并用封縫膩?zhàn)訉⒖p隙封閉好。在側(cè)模內(nèi)灌入無(wú)收縮灌漿料至原截面，并認(rèn)真養(yǎng)護(hù)。

2）在梁的兩端設(shè)置錨板，錨板與混凝土連接的界面均打磨清掃干凈，用結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)。見(jiàn)圖1

3）安裝已定長(zhǎng)下料纏繞阻燃布制作完成的預(yù)應(yīng)力索和錨具，按施工方案分級(jí)進(jìn)行張拉，梁兩側(cè)的預(yù)應(yīng)力筋應(yīng)同步成對(duì)張拉，以免出現(xiàn)平面彎曲。

4）張拉完成后，用砂輪切割機(jī)切除端部外伸的鋼絞線，對(duì)錨固鋼件和錨具等涂防銹漆。

5）對(duì)所有外露的索及節(jié)點(diǎn)全部噴涂防火涂料。

本工程已過(guò)去五年有余，目前使用情況良好，未發(fā)現(xiàn)異常情況。

3、無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固法的優(yōu)點(diǎn)

1）由于鋼絞線的強(qiáng)度高，當(dāng)需要拉桿承受較大內(nèi)力時(shí)，材料面積也不需要很大，施工起來(lái)比較方便。

2）由于張拉應(yīng)力高，預(yù)應(yīng)力損失所占比例小，所以長(zhǎng)期預(yù)應(yīng)力效果好。

3）端部錨固有現(xiàn)成的夾具可以利用，安全可靠，不需現(xiàn)場(chǎng)燒電焊，適用范圍廣。

4）鋼絞線的柔性好，很容易形成設(shè)計(jì)形狀，施工起來(lái)方便。

5）由于鋼絞線的長(zhǎng)度長(zhǎng)，可以采用連續(xù)跨加固，加強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的整體性。

6）施工速度快，而且不受氣溫影響。

7）大梁加固后對(duì)房屋凈高影響不大。

8）由于原有大梁的強(qiáng)度可以充分利用，而且只需要對(duì)大梁本身進(jìn)行加固，所以加固費(fèi)用比較低。

9）由于無(wú)粘結(jié)鋼絞線在轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的摩擦力較小，可以采用千斤頂縱向張拉，這樣可減少?gòu)埨ぷ髁?，而且張拉值容易控制?/p>

10）由于無(wú)粘結(jié)鋼絞線的防腐性能較好，在外觀要求不高的情況下，可采取簡(jiǎn)單的防腐措施，施工比較方便。

11）鋼絞線儲(chǔ)存方便，不會(huì)銹蝕。

12）鋼件用量少。

4、結(jié)語(yǔ)

本文介紹了無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固過(guò)程。實(shí)踐證明，無(wú)粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固法是一種很好的加固梁等構(gòu)件的方法，為類似工程提供了參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 50010-2002 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S] 中國(guó)建筑工業(yè)出版社

[2] GB 50367-2006混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S] 中國(guó)建筑工業(yè)出版社