专利名称：一种保证新老混凝土结构共同受力的加固结构及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种保证新老混凝土结构共同受力的新型连接键的加固维修技术。
背景技术：
在结构加固工程中，往往需在损伤的老混凝土结构表面浇筑新混凝土材料，以增大截面高度和抗弯惯性矩，提高结构承载能力并延长结构使用寿命；目前新老混凝土的纵向抗滑移往往采用结合面凿毛并涂刷界面剂的方式进行；这种方式来用混凝土咬合力来实现纵向协调变形的方式往往难以达到共同受力效果，在使用一段时间后，较多加固结构的结合面上出现纵向脱开的现象。目前在加固工程中，为保证新结构不致因重力与老结构脱开，一般采用U型箍的形式来将其连接起来，U型箍在长期使用过程中会发生移位甚至脱落的情况，且外观不太美观，影响正常使用效果，加固工程在使用一段时间后，新加混凝土结构会出现竖向剥离甚至脱落的情形。综上所述，加固后新老混凝土的共同受力往往难以保证，尤其是在荷载作用下会出现新老结构接触面的滑移开裂以及竖向剥离问题，因此需采用一定措施来阻止这种界面滑移和剥离，目前的技术手段往往不能保证这种共同受力。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有混凝土维修加固技术的不足，解决加固后新老混凝土结构难以实现共同受力的难题。本发明采用了以下技术方案达到上述发明目的:一种保证新老混凝土结构共同受力的加固结构，其特征在于:所述加固结构包括沿老混凝土构件纵向间隔设置的若干连接键，所述连接键包括一工字钢构件及若干锚栓，所述工字钢构件的底面宽度与老混凝土构件宽度相等，工字钢构件的高度与拟浇灌新混凝土厚度相等，工字钢构件的上、下底面预留有对应设置的穿孔，所述锚柱一端植入老混凝土，另一端贯穿过工字钢构件的穿孔露于老混凝土构件表面，工字钢构件的其中一底面紧贴老混凝土构件表面；所述加固结构还包括相邻工字钢构件之间的老混凝土构件表面凿毛后所涂刷的界面剂；及包括沿工字钢构件纵向铺设的新加钢筋；及包括自老混凝土表面浇灌而成形的新混凝土，所述新混凝土表面与工字钢构件表面平齐。所述连接键每隔2 3m布置一个。所述锚栓为化学锚栓，其植入深度为锚栓直径的20 30倍。所述工字钢构件的纵向长度为30cm，每块工字钢构件配置6个化学锚栓。所述工字钢构件采用Q235钢材，其外表面刷有防腐及防火涂料。一种如上任一所述的保证新老混凝土结构共同受力的加固结构的施工方法，其包括以下步骤:I)将锚栓植入老混凝土构件中，所述锚栓露于老混凝土构件表面；2)在老混凝土构件表面安装工字钢构件，所述工字钢构件的底面宽度与老混凝土宽度相等，工字钢构件的高度与拟浇灌新混凝土厚度相等，工字钢构件的上、下底面预留有对应设置的穿孔，使步骤I)中的锚栓贯穿所述穿孔，并初步固定锚栓的螺帽；3)将相邻工字钢构件之间的老混凝土表面凿毛，并涂刷界面剂；4)在拟浇灌新混凝土区域安装新加钢筋，支护模板；5)浇筑新加混凝土，养护并拆模成型后，对螺栓的螺帽实施二次紧固。化学锚栓的螺帽应分两次紧固，第一次在工字钢定位后，第二次在新浇结构成型后。所述化学锚栓，每个连接键各有6条，以保证连接键的抗剪和抗拉能力。本发明提供了一种实现新老混凝土结构共同受力的结构结构，其采用由植入式化学锚栓和工字钢构件组成的连接键，本发明通过在新老混凝土结构接触面设置若干新型连接键，可起到提高新老接触面水平纵向抗滑移和竖向抗剥离的能力，从而保证了新老结构的共同受力，使新老混凝土较好的连接并实现协调变形，保证了加固结构的承载能力和长期使用性能。设置的新型连接键比U型箍和截面凿毛连接的方式更加牢靠，且具有U型箍所没有的纵向抗滑移作用，比截面凿毛和涂刷界面剂的连接效果要好出很多。采用新型连接键具有受力性能好、工厂预制、安装方便等优点，适合在结构加固维修等场合得到推广应用。
图1a为单个连接键的平面图。图1b为单个连接键的立。图1c为单个连接键的剖面图。图2a为采用连接键加固后的结构立面图。图2b为图2a的1-1剖面图。图3为本发明连接键施工过程断面示意图，其中图3a为老混凝土梁；图313为在老混凝土中植入化学锚栓；图3c为加装工字钢构件；图3d为加入钢筋及安装模板；图3e为新混凝土浇注成形后的结构示意图。图4为本发明结构安装施工过程立面示意图，其中图4a为将老混凝土表面凿毛；图4b为新加钢筋、支护模板，浇筑新混凝土成形。其中，连接键I化学螺栓1.1工字钢1.2新加钢筋1.3模板2老混凝土 3界面3.1新混凝土 具体实施例方式以下以梁式构件作为被加固结构为例，对本发明进行进一步的描述。按以下步骤进行施工操作:I)根据新加混凝土结构尺寸和老混凝土结构长度，在工厂预制焊接若干工字钢构件，所述工字钢构件采用不小于10_的钢板制成。工字钢构件两底面的宽度应与老混凝土梁的宽度相同，工字钢构件的高度与拟浇灌新混凝土厚度相等，工字钢构件的上、下底面预留有若干组上、下对应的穿孔。2)在老混凝土结构指定位置上安装化学锚栓1.1，植入长度不小于锚栓直径的20倍，且伸出老结构的长度应比新浇混凝土的厚度长2cm ；3)在化学锚栓1.1的安装位置安装若干工字钢1.2，第一次旋紧螺帽；4)凿毛老混凝土界面3.1，涂刷界面剂；5)支护模板并绑扎新加钢筋1.3 ；6)浇筑新加混凝土 4，并养护成型；7)拆模并第二次紧固螺帽。化学锚栓和工字钢构件应工厂预制，两者有可能不是标准规格，应提前制作，工字钢可采用焊接型、锚栓长度应提前设计。本发明中采用的工字钢构件的纵向长度为30cm，每个工字钢上配置6根化学锚栓，形成一个连接键。连接键沿梁构件的纵向每间隔2 3米
设置一个。新浇混凝土的施工手段根据实际情况采用现有的施工方法即可，并非本发明的发明点，在此不再赘述。除了梁式构件以外，适用本发明的还可以是柱式构件等，只要构件截面为方形即可。
权利要求
1.一种保证新老混凝土结构共同受力的加固结构，其特征在于:所述加固结构包括 沿老混凝土构件纵向间隔设置的若干连接键，所述连接键包括一工字钢构件及若干锚栓，所述工字钢构件的底面宽度与老混凝土构件宽度相等，工字钢构件的高度与拟浇灌新混凝土厚度相等，工字钢构件的上、下底面预留有对应设置的穿孔，所述锚柱一端植入老混凝土，另一端贯穿过工字钢构件的穿孔露于老混凝土构件表面，工字钢构件的其中一底面紧贴老混凝土构件表面； 所述加固结构还包括相邻工字钢构件之间的老混凝土构件表面凿毛后所涂刷的界面剂；及包括沿工字钢构件纵向铺设的新加钢筋；及包括自老混凝土表面浇灌而成形的新混凝土，所述新混凝土表面与工字钢构件表面平齐。
2.根据权利要求1所述的保证新老混凝土结构共同受力的加固结构，其特征在于:所述连接键每隔2 3m布置一个。
3.根据权利要求1所述的保证新老混凝土结构共同受力的加固结构，其特征在于所述锚栓为化学锚栓，其植入深度为锚栓直径的20 30倍。
4.根据权利要求1所述的保证新老混凝土结构共同受力的加固结构，其特征在于:所述工字钢构件的纵向长度为30cm，每块工字钢构件配置6个化学锚栓。
5.根据权利要求1所述的保证新老混凝土结构共同受力的加固结构，其特征在于:所述工字钢构件采用Q235钢材，其外表面刷有防腐及防火涂料。
6.一种如权利要求1 5任一所述的保证新老混凝土结构共同受力的加固结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤: 1)将锚栓植入老混凝土构件中，所述锚栓露于老混凝土构件表面； 2)在老混凝土构件表面安装工字钢构件，所述工字钢构件的底面宽度与老混凝土宽度相等，工字钢构件的高度与拟浇灌新混凝土厚度相等，工字钢构件的上、下底面预留有对应设置的穿孔，使步骤I)中的锚栓贯穿所述穿孔，并初步固定锚栓的螺帽； 3)将相邻工字钢构件之间的老混凝土表面凿毛，并涂刷界面剂； 4)在拟浇灌新混凝土区域安装新加钢筋，支护模板； 5)浇筑新加混凝土，养护并拆模成型后，对螺栓的螺帽实施二次紧固。
全文摘要
本发明公开了一种保证新老混凝土结构共同受力的加固结构，所述加固结构包括沿老混凝土构件纵向间隔设置的若干连接键；所述加固结构还包括相邻工字钢构件之间的老混凝土构件表面凿毛后所涂刷的界面剂；及包括沿工字钢构件纵向铺设的新加钢筋；及包括自老混凝土表面浇灌而成形的新混凝土，所述新混凝土表面与工字钢构件表面平齐。本发明还公开了利用上述结构进行的加固施工方法。本发明通过在新老混凝土结构接触面设置若干新型连接键，可起到提高新老接触面水平纵向抗滑移和竖向抗剥离的能力，从而保证了新老结构的共同受力，使新老混凝土较好的连接并实现协调变形，保证了加固结构的承载能力和长期使用性能。
文档编号E04G23/02GK103195260SQ201310111359
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月1日 优先权日2013年4月1日
发明者赵冉, 苏林王, 应宗权 申请人:中交四航工程研究院有限公司, 广州港湾工程质量检测有限公司, 中交四航岩土工程有限公司, 广州四航材料科技有限公司