一种加固混凝土梁结构的制作方法

本发明涉及一种加固混凝土梁结构，适用于建筑领域。

背景技术：

当混凝土梁承载力不够时传统方法是采用在混凝土梁底部采用钢梁进行加固，这种方法主要存在着以下缺点：钢梁和混凝土梁的刚度不一样，在受力情况下钢梁和混凝土梁的变形不一致，钢梁和混凝土楼板难以协同承力。试验表明当混凝土梁达到破坏边缘时钢梁承力往往达不到50％，钢梁的承载力发挥有限。

技术实现要素：

本发明是提供一种加固混凝土梁结构，解决混凝土梁承载力不够的问题。

为了提高钢梁在受力过程中的承载力发挥度，对混凝土梁下部混凝土采用了预压的技术手段，由于混凝土梁在受力时中间位置会出现较大的弯矩，中间位置混凝土梁的截面下部混凝土会出现受拉现象，这个位置的混凝土在上部荷载不断增长时容易出现受拉破坏，故有必要在这个位置设置预压点。另外在沿跨度方向1/4位置和3/4位置均容易出现反弯点，剪力会很大，在这个部位设置预压点会使钢梁尽早参与受力，大大缓解混凝土梁的受力情况。

本发明包括采用预应力钢丝绳加固混凝土梁结构技术方案、或者预应力钢绞线加固混凝土梁结构技术方案、或者预应力撑杆加固混凝土梁结构技术方案。

预应力钢丝绳加固混凝土梁结构技术方案采用如下：在混凝土梁下面设置钢梁，钢梁采用槽钢，混凝土梁的主筋与钢梁焊接，混凝土梁跨中位置设置左边钢丝绳和右边钢丝绳，左边钢丝绳和右边钢丝绳均有两道中支点钢丝绳，每道中支点钢丝绳分别位于混凝土梁两侧，钢梁底部两个角部分别设置预穿孔，预穿孔沿跨度方向位置为混凝土梁跨中位置，预穿孔直径为28mm，中支点钢丝绳直径为25mm，中支点钢丝绳穿过预穿孔和混凝土楼板预留孔固定在钢锚固箍，混凝土楼板预留孔直径为28mm，在钢丝绳内部设置花篮螺栓，位置在混凝土楼板上方，与中支点钢丝绳联接的钢锚固箍设置在混凝土楼板上方600～700mm位置，为了确保钢锚固箍和砖墙的连接，钢锚固箍环绕砖墙布置，钢锚固箍截面形状为正方形，组成钢锚固箍的钢板厚度为15～18mm，宽度为120～150mm；混凝土梁沿跨度方向1/4位置设置两道边支点钢丝绳，每道边支点钢丝绳分别位于混凝土梁两侧，钢梁底部两个角部分别设置预穿孔，预穿孔直径为28mm，边支点钢丝绳直径为25mm，边支点钢丝绳穿过预穿孔和混凝土楼板固定在钢锚固箍，在钢丝绳内部设置花篮螺栓，花篮螺栓位置在混凝土楼板上方，与边支点钢丝绳联接的钢锚固箍设置在混凝土楼板上方300～400mm位置；混凝土梁沿跨度方向3/4位置设置两道边支点钢丝绳，每道边支点钢丝绳分别位于混凝土梁两侧，钢梁底部两个角部分别设置预穿孔，预穿孔直径为28mm，边支点钢丝绳直径为25mm，边支点钢丝绳穿过预穿孔和混凝土楼板固定在钢锚固箍，花篮螺栓设置在钢丝绳和钢锚固箍之间，花篮螺栓位置在混凝土楼板上方，与边支点钢丝绳联接的钢锚固箍设置在混凝土楼板上方300～400mm位置。

施工步骤包括：

(1)在钢梁底部两个角部指定位置钻设预穿孔；

(2)凿除混凝土梁下面的混凝土，裸露出主筋，将钢梁与主筋进行焊接；

(3)剥离砖墙表面粉刷，钻设环形砖槽，组成钢锚固箍的钢板穿过环形砖槽焊接成整体；

(4)在混凝土楼板钻设预留孔；

(5)将中支点钢丝绳穿过钢梁底部角部的预穿孔固定在钢锚固箍，安装钢丝绳和钢锚固箍之间的花篮螺栓；

(6)通过花篮螺栓对中支点钢丝绳施加预应力，预应力施加采用四级张拉，第一级预应力采用0.5kN，持荷时间为15min，第二级预应力采用1.5kN，持荷时间为30min，第三级预应力采用2.5kN，持荷时间为30min，第四级预应力采用3.5kN。两道中支点钢丝绳进行对称张拉。中支点钢丝绳预应力施加完毕后对边支点钢丝绳施加预应力，边支点钢丝绳预应力施加采用四级张拉，第一级预应力采用0.4kN，持荷时间为15min，第二级预应力采用1.2kN，持荷时间为30min，第三级预应力采用2kN，持荷时间为30min，第四级预应力采用2.8kN。两道边支点钢丝绳进行对称张拉。

(7)用高强胶封闭钢丝绳和混凝土楼板预留孔之间的空隙；

(8)混凝土梁两侧采用高强砂浆进行粉刷。

预应力钢绞线加固混凝土梁结构技术方案采用如下：在混凝土梁下面设置钢梁，钢梁采用槽钢，混凝土梁的主筋与钢梁焊接，混凝土梁跨中位置设置中支点钢绞线，中支点钢绞线位于混凝土梁截面中部，混凝土梁截面中部设置预穿孔，预穿孔直径为35mm，中支点钢绞线直径为32mm，中支点钢绞线穿过预穿孔和混凝土楼板预留孔固定在钢锚固箍，混凝土楼板预留孔直径为28mm，与中支点钢绞线联接的钢锚固箍设置在混凝土楼板上方600～700mm位置，为了确保钢锚固箍和砖墙的连接，钢锚固箍环绕砖墙布置，钢锚固箍截面形状为正方形，组成钢锚固箍的钢板厚度为15～18mm，宽度为120～150mm；混凝土梁沿跨度方向1/4位置和3/4位置均设置边支点钢绞线，边支点钢绞线位于混凝土梁截面中部，混凝土梁截面中部设置预穿孔，预穿孔直径为35mm，边支点钢绞线直径为32mm，边支点钢绞线穿过预穿孔和混凝土楼板预留孔固定在钢锚固箍，混凝土楼板预留孔直径为35mm，与边支点钢绞线联接的钢锚固箍设置在混凝土楼板上方300～400mm位置。

施工步骤包括：

(1)在钢梁底部指定位置钻设预穿孔，在混凝土梁截面中部钻设预穿孔；

(2)凿除混凝土梁下面的混凝土，裸露出主筋，将钢梁与主筋进行焊接；

(3)剥离砖墙表面粉刷，钻设环形砖槽，组成钢锚固箍的钢板穿过环形砖槽焊接成整体；

(4)在混凝土楼板钻设预留孔；

(5)将中支点钢绞线穿过钢梁和混凝土梁的预穿孔以及混凝土板的预留孔；

(6)通过千斤顶对中支点钢绞线施加预应力，预应力施加采用四级张拉，第一级预应力采用1kN，持荷时间为15min，第二级预应力采用3kN，持荷时间为30min，第三级预应力采用5kN，持荷时间为30min，第四级预应力采用7kN，持荷时间为45min。张拉完毕后将中支点钢绞线固定在钢锚固箍。中支点钢绞线固定完毕后对边支点钢绞线施加预应力，边支点钢绞线预应力施加采用四级张拉，第一级预应力采用0.8kN，持荷时间为15min，第二级预应力采用2.4kN，持荷时间为30min，第三级预应力采用4kN，持荷时间为30min，第四级预应力采用5.6kN，持荷时间为45min。张拉完毕后将边支点钢绞线固定在钢锚固箍；

(7)用高强胶封闭钢绞线和混凝土楼板预留孔之间的空隙，用高强胶封闭钢绞线和混凝土梁预穿孔之间的空隙；

(8)混凝土梁两侧采用高强砂浆进行粉刷。

预应力撑杆加固混凝土梁结构技术方案采用如下：在混凝土梁下面设置钢梁，钢梁采用槽钢，混凝土梁的主筋与钢梁焊接，混凝土梁跨中位置左侧和右侧分别设置中支点预应力撑杆，中支点预应力撑杆位于钢梁截面中部，钢梁截面中部设置支承孔，支承孔插入三通接头，支承孔与三通接头之间设置厚度为10mm的橡皮垫以便连接更加紧密，中支点预应力撑杆直径为35mm，左侧中支点预应力撑杆和右侧中支点预应力撑杆之间设置水平撑杆使两者承力形成整体。与中支点预应力撑杆下端部联接的钢锚固箍设置在混凝土楼板下方600～700mm位置，为了确保钢锚固箍和砖墙的连接，钢锚固箍环绕砖墙布置，钢锚固箍截面形状为正方形，组成钢锚固箍的钢板厚度为15～18mm，宽度为100～120mm；混凝土梁沿跨度方向1/4位置和3/4位置均设置边支点预应力撑杆，边支点预应力撑杆位于混凝土梁截面中部，钢梁截面中部设置支承孔，支承孔插入二通接头，支承孔与二通接头之间设置厚度为10mm的橡皮垫以便连接更加紧密，边支点预应力撑杆直径为35mm。与边支点预应力撑杆下端部联接的钢锚固箍设置在混凝土楼板下方450～550mm位置，钢锚固箍环绕砖墙布置，钢锚固箍截面形状为正方形，组成钢锚固箍的钢板厚度为15～18mm，宽度为100～120mm。预应力撑杆中部均设置张拉螺栓，张拉螺栓与下部预应力撑杆为固接，张拉螺栓与上部预应力撑杆为丝扣连接，预应力撑杆侧边安装应力计来测量预应力张拉时的应力数据，预应力张拉时旋动张拉螺栓，从而带动预应力撑杆的张拉。

施工步骤包括：

(1)在钢梁底部指定位置钻设支承孔；

(2)凿除混凝土梁下面的混凝土，裸露出主筋，将钢梁与主筋进行焊接；

(3)剥离砖墙表面粉刷，钻设环形砖槽，组成钢锚固箍的钢板穿过环形砖槽焊接成整体；

(4)在支承孔内安装橡皮垫和三通接头、二通接头；

(5)安装中支点预应力撑杆，通过张拉螺栓施加预应力，预应力施加采用四级张拉，第一级预应力采用1kN，持荷时间为15min，第二级预应力采用3kN，持荷时间为30min，第三级预应力采用5kN，持荷时间为30min，第四级预应力采用7kN；张拉过程中采用应力计反映的应力数据进行信息化施工；张拉完毕后将中支点预应力撑杆固定在钢锚固箍。中支点预应力撑杆固定完毕后对边支点预应力撑杆施加预应力，边支点预应力撑杆预应力施加采用四级张拉，第一级预应力采用0.8kN，持荷时间为15min，第二级预应力采用2.4kN，持荷时间为30min，第三级预应力采用4kN，持荷时间为30min，第四级预应力采用5.6kN。张拉完毕后将边支点预应力撑杆固定在钢锚固箍；

(6)将水平撑杆分别与左侧中支点预应力撑杆和右侧中支点预应力撑杆焊接；

(7)混凝土梁两侧采用高强砂浆进行粉刷。

本发明操作安全可靠，结构性能好。

附图说明

图1为预应力钢丝绳加固混凝土梁结构示意图，图2为预应力钢绞线加固混凝土梁结构示意图，图3为预应力撑杆加固混凝土梁结构示意图，图4为三通接头示意图，图5为二通接头示意图。

附图标志：1、钢梁，2、中支点钢丝绳，3、边支点钢丝绳，4、钢锚固箍，5、花篮螺栓，6、混凝土梁，7、混凝土楼板，8、砖墙，9、中支点钢绞线，10、边支点钢绞线，11、中支点预应力撑杆，12、边支点预应力撑杆，13、水平撑杆，14、张拉螺栓，15、应力计。

具体实施方式

以下结合附图对本实施例进行详细描述。

实施例一

本实施例在混凝土梁6下面设置钢梁1，钢梁1采用槽钢，混凝土梁6的主筋与钢梁1焊接，混凝土梁6跨中位置设置左边钢丝绳和右边钢丝绳，左边钢丝绳和右边钢丝绳均有两道中支点钢丝绳2，每道中支点钢丝绳2分别位于混凝土梁两侧，钢梁1底部两个角部分别设置预穿孔，预穿孔沿跨度方向位置为混凝土梁6跨中位置，预穿孔直径为28mm，中支点钢丝绳2直径为25mm，中支点钢丝绳2穿过预穿孔和混凝土楼板7预留孔固定在钢锚固箍4，混凝土楼板7预留孔直径为28mm，在钢丝绳内部设置花篮螺栓5，位置在混凝土楼板7上方，与中支点钢丝绳2联接的钢锚固箍4设置在混凝土楼板7上方600mm位置，为了确保钢锚固箍4和砖墙8的连接，钢锚固箍4环绕砖墙8布置，钢锚固箍4截面形状为正方形，组成钢锚固箍4的钢板厚度为16mm，宽度为130mm；混凝土梁6沿跨度方向1/4位置设置两道边支点钢丝绳3，每道边支点钢丝绳3分别位于混凝土梁6两侧，钢梁1底部两个角部分别设置预穿孔，预穿孔直径为28mm，边支点钢丝绳3直径为25mm，边支点钢丝绳3穿过预穿孔和混凝土楼板7固定在钢锚固箍4，花篮螺栓5设置在钢丝绳和钢锚固箍4之间，花篮螺栓5位置在混凝土楼板7上方，与边支点钢丝绳3联接的钢锚固箍4设置在混凝土楼板7上方300mm位置；混凝土梁6沿跨度方向3/4位置设置两道边支点钢丝绳3，每道边支点钢丝绳3分别位于混凝土梁6两侧，钢梁1底部两个角部分别设置预穿孔，预穿孔直径为28mm，边支点钢丝绳3直径为25mm，边支点钢丝绳3穿过预穿孔和混凝土楼板7固定在钢锚固箍4，在钢丝绳内部设置花篮螺栓5，花篮螺栓5位置在混凝土楼板7上方，与边支点钢丝绳3联接的钢锚固箍4设置在混凝土楼板7上方300mm位置。

施工步骤包括：

(1)在钢梁1底部两个角部指定位置钻设预穿孔；

(2)凿除混凝土梁6下面的混凝土，裸露出主筋，将钢梁1与主筋进行焊接；

(3)剥离砖墙8表面粉刷，钻设环形砖槽，组成钢锚固箍4的钢板穿过环形砖槽焊接成整体；

(4)在混凝土楼板7钻设预留孔；

(5)将中支点钢丝绳2穿过钢梁1底部角部的预穿孔固定在钢锚固箍4，安装钢丝绳和钢锚固箍4之间的花篮螺栓5；

(6)通过花篮螺栓5对中支点钢丝绳2施加预应力，预应力施加采用四级张拉，第一级预应力采用0.5kN，持荷时间为15min，第二级预应力采用1.5kN，持荷时间为30min，第三级预应力采用2.5kN，持荷时间为30min，第四级预应力采用3.5kN。两道中支点钢丝绳2进行对称张拉。中支点钢丝绳2预应力施加完毕后对边支点钢丝绳3施加预应力，边支点钢丝绳3预应力施加采用四级张拉，第一级预应力采用0.4kN，持荷时间为15min，第二级预应力采用1.2kN，持荷时间为30min，第三级预应力采用2kN，持荷时间为30min，第四级预应力采用2.8kN。两道边支点钢丝绳3进行对称张拉。

(7)用高强胶封闭钢丝绳和混凝土楼板7预留孔之间的空隙；

(8)混凝土梁6两侧采用高强砂浆进行粉刷。

实施例二

在混凝土梁6下面设置钢梁1，钢梁1采用槽钢，混凝土梁6的主筋与钢梁1焊接，混凝土梁6跨中位置设置中支点钢绞线9，中支点钢绞线9位于混凝土梁6截面中部，混凝土梁6截面中部设置预穿孔，预穿孔直径为35mm，中支点钢绞线9直径为32mm，中支点钢绞线9穿过预穿孔和混凝土楼板7预留孔固定在钢锚固箍4，混凝土楼板7预留孔直径为28mm，与中支点钢绞线9联接的钢锚固箍4设置在混凝土楼板7上方600mm位置，为了确保钢锚固箍4和砖墙8的连接，钢锚固箍4环绕砖墙8布置，钢锚固箍4截面形状为正方形，组成钢锚固箍4的钢板厚度为16mm，宽度为130mm；混凝土梁6沿跨度方向1/4位置和3/4位置均设置边支点钢绞线10，边支点钢绞线10位于混凝土梁6截面中部，混凝土梁6截面中部设置预穿孔，预穿孔直径为35mm，边支点钢绞线10直径为32mm，边支点钢绞线10穿过预穿孔和混凝土楼板7预留孔固定在钢锚固箍4，混凝土楼板7预留孔直径为35mm，与边支点钢绞线10联接的钢锚固箍4设置在混凝土楼板7上方300mm位置。

施工步骤包括：

(1)在钢梁1底部指定位置钻设预穿孔，在混凝土梁6截面中部钻设预穿孔；

(2)凿除混凝土梁6下面的混凝土，裸露出主筋，将钢梁1与主筋进行焊接；

(3)剥离砖墙8表面粉刷，钻设环形砖槽，组成钢锚固箍4的钢板穿过环形砖槽焊接成整体；

(4)在混凝土楼板7钻设预留孔；

(5)将中支点钢绞线9穿过钢梁1和混凝土梁6的预穿孔以及混凝土板的预留孔；

(6)通过千斤顶对中支点钢绞线9施加预应力，预应力施加采用四级张拉，第一级预应力采用1kN，持荷时间为15min，第二级预应力采用3kN，持荷时间为30min，第三级预应力采用5kN，持荷时间为30min，第四级预应力采用7kN，持荷时间为45min。张拉完毕后将中支点钢绞线9固定在钢锚固箍4。中支点钢绞线9固定完毕后对边支点钢绞线10施加预应力，边支点钢绞线10预应力施加采用四级张拉，第一级预应力采用0.8kN，持荷时间为15min，第二级预应力采用2.4kN，持荷时间为30min，第三级预应力采用4kN，持荷时间为30min，第四级预应力采用5.6kN，持荷时间为45min。张拉完毕后将边支点钢绞线10固定在钢锚固箍4；

(7)用高强胶封闭钢绞线和混凝土楼板7预留孔之间的空隙，用高强胶封闭钢绞线和混凝土梁6预穿孔之间的空隙；

(8)混凝土梁6两侧采用高强砂浆进行粉刷。

实施例三

在混凝土梁6下面设置钢梁1，钢梁1采用槽钢，混凝土梁6的主筋与钢梁1焊接，混凝土梁6跨中位置左侧和右侧分别设置中支点预应力撑杆11，中支点预应力撑杆11位于混凝土梁6截面中部，钢梁1截面中部设置支承孔，支承孔插入三通接头，支承孔与三通接头之间设置厚度为10mm的橡皮垫，中支点预应力撑杆11直径为35mm，左侧中支点预应力撑杆11和右侧中支点预应力撑杆11之间设置水平撑杆13。与中支点预应力撑杆11下端部联接的钢锚固箍4设置在混凝土楼板下方600mm位置，钢锚固箍4环绕砖墙8布置，钢锚固箍4截面形状为正方形，组成钢锚固箍4的钢板厚度为16mm，宽度为100mm；混凝土梁6沿跨度方向1/4位置和3/4位置均设置边支点预应力撑杆12，边支点预应力撑杆12位于钢梁1截面中部，钢梁1截面中部设置支承孔，支承孔插入二通接头，支承孔与二通接头之间设置厚度为10mm的橡皮垫，边支点预应力撑杆12直径为35mm。与边支点预应力撑杆12下端部联接的钢锚固箍设置在混凝土楼板下方450mm位置，钢锚固箍4环绕砖墙8布置，钢锚固箍4截面形状为正方形，组成钢锚固箍4的钢板厚度为16mm，宽度为100mm。预应力撑杆中部均设置张拉螺栓14，张拉螺栓14与下部预应力撑杆为固接，张拉螺栓14与上部预应力撑杆为丝扣连接，预应力撑杆侧边安装应力计15，预应力张拉时旋动张拉螺栓14，从而带动预应力撑杆的张拉。

施工步骤包括：

(1)在钢梁1底部指定位置钻设支承孔；

(2)凿除混凝土梁6下面的混凝土，裸露出主筋，将钢梁1与主筋进行焊接；

(3)剥离砖墙8表面粉刷，钻设环形砖槽，组成钢锚固箍4的钢板穿过环形砖槽焊接成整体；

(4)在支承孔内安装橡皮垫和三通接头、二通接头；

(5)安装中支点预应力撑杆11，通过张拉螺栓14施加预应力，预应力施加采用四级张拉，第一级预应力采用1kN，持荷时间为15min，第二级预应力采用3kN，持荷时间为30min，第三级预应力采用5kN，持荷时间为30min，第四级预应力采用7kN；张拉过程中采用应力计15反映的应力数据进行信息化施工；张拉完毕后将中支点预应力撑杆11固定在钢锚固箍4。中支点预应力撑杆11固定完毕后对边支点预应力撑杆12施加预应力，边支点预应力撑杆12预应力施加采用四级张拉，第一级预应力采用0.8kN，持荷时间为15min，第二级预应力采用2.4kN，持荷时间为30min，第三级预应力采用4kN，持荷时间为30min，第四级预应力采用5.6kN。张拉完毕后将边支点预应力撑杆12固定在钢锚固箍4；

(6)将水平撑杆13分别与左侧中支点预应力撑杆11和右侧中支点预应力撑杆11焊接；

(7)混凝土梁6两侧采用高强砂浆进行粉刷。