一种结构预应力综合加固方法
【专利摘要】本发明公开了一种结构预应力综合加固方法，主要用于土木建筑结构加固领域，通过对拟加固截面进行临时内力调整后再按照常规增大截面法或粘贴钢板、碳纤维布实施加固，待加固完成以后再释放临时内力，从而达到主动调整加固后组合截面的应力分布，减小加固后组合截面新老材料应力差的目的。本发明构思巧妙，综合了预应力思想的特点及传统增大截面法的优点，通过临时内力调整使得组合截面应力分布相对传统被动加固方法有较大改善，即通过该加固方法，可以使得新或旧材料获得设计者想要的预加应力，也就巧妙地让新加材料参与原结构前期恒载受力，使新旧材料协同合理受力，最终使得加固后组合截面达到更为理想的承载能力。
【专利说明】一种结构预应力综合加固方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及土木工程技术加固领域，特别是一种结构预应力综合加固方法。
【背景技术】
[0002]预应力加固法和增大截面加固法都是土木工程结构加固中常用的加固方法。预应力加固法针对土木工程结构带载加固导致后加补强材料“被动”受力、应变(应力)滞后的先天不足，变被动为主动，充分发挥了后加补强材料(高强钢丝、钢绞线等)的高抗拉性能，有效提高了其材料的利用效率；同时，由于外加应力的“主动”改善了被加固结构的受力状态(抵消了部分外荷载产生的内力)，改善了待加固构件的使用性能，提高了被加固构件的承载力，但是该方法对截面的刚度提高有限，且该方法工艺繁琐，所需的锚固装置也较复杂。
[0003]增大截面法能有效提高待加固截面的极限强度和刚度，但是由于该方法属于被动加固法，加固层材料被动粘帖(或浇筑或其他方式)在原结构上，加固好后，加固层新材料为零应力状态，而原(或旧)材料由于承担了前期恒载(或其他荷载)，故原(或旧)材料加固好后已有一定应力水平。从而导致加固好后新旧材料存在一定应力差别，即新材料可能“应力滞后”或“应力超前”。不同的“应变差别”有可能会使得老(或新)材料达到强度极限时，另一种新(或老)材料还远远未达到其强度极限。这样，不仅不经济，而且其加固效果有限。
[0004]从以上分析可见，传统的体外预应力加固法和增大截面加固法，一个属于主动加固法，一个属于被动加固法，各有优缺点。基于此，亟需一种既能够主动调整组合截面应力分布，减小新就材料应力差别，使得新旧材料均可合理受力，又能有效提高其正常使用性能和极限状态下的承载力的综合加固方法。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明的目的是要提供一种可用于土木工程结构领域的结构预应力综合加固方法。
[0007]为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的:
一种土木工程结构预应力综合加固方法，首先，在加固前，对拟加固结构进行临时内力调整，内力调整可以是轴力、弯矩、剪力中的一种或几种，且这种内力调整是基于加固后新旧材料均可合理参与结构受力而考虑的，即这种内力调整是对加固后组合截面承载能力有益的，临时内力调整到位后，再按照传统增大截面法或粘帖钢板(或碳纤维)法进行加固(或施工)新材料；待新旧材料有效结合,且新材料满足其相应材料强度要求后,再撤出临时内力调整措施，使其加固截面恢复到调整前内力状态。至此，即完成该截面加固。
[0008]所述的内力调整措施是多样的，可以是在结构特定的区域进行加载或者减载(根据设计者需要)，也可以是针对超静定结构利用环境升温或者降温产生次内力，或其他支点强制位移等措施。
[0009]上述的一种土木工程结构预应力综合加固方法，具体工序如下: 1、通过结构现状调查，技术状况评定，承载力检算，加固前主要控制截面应力分析，综合确定需要达到的内力调整量；
2、拟定合理的内力调整措施，如根据影响线原理分析在特定区域进行加载或者减载，或者合理利用环境温差产生次内力等方式来实现；
3、通过相应的措施保证新丨日材料有效结合等准备工作；
4、进行内力调整,保持内力调整措施,并施工新加固材料；
5、待新就材料有效结合，且新加材料强度达到相应设计要求后，撤除内力调整措施，完成加固；
与现有技术相比，本发明有益效果:
本发明构思新颖，巧妙地原结构的刚度，通过内力调整使原结构有一定临时变形，再加固新材料，从而是新或旧材料获得设计者想要的预应力。即在省去了张拉设备和锚固措施情况下达到了预应力加固效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1加固流程示意图；
图2加固各阶段应力分布图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0012]图1及图2以某加固混凝土梁为例进行说明，如图1及图2所示，图2中，I为加固前截面，2为新增加固截面，图2中，(I)为加固前恒载受力状态，εε1和S1sl分别为加固前原截面的混凝土和钢筋的应力；图2中，(2)中实线为临时内力调整后的受力状态，8。2和S1s2分别为临时内力调整后的原截面混凝土和钢筋的应力；图2中，(3)中实线为加固完成后的受力状态，Sc3和S1s3为加固完成后的原截面混凝土和钢筋的应力，S2s为新增钢筋的应力。从图2可见，采用结构预应力加固法，原截面的应力水平降低，新增材料提前参与了受力，有效改善了加固后组合截面的受力性能。其加固工序如下:(1)对该桥的技术状况及恒载应力进行分析，以全桥结构安全为前提确定内力调整量；(2)拟定合理的内力调整措施，如根据影响线原理分析在特定区域进行加载或者减载，或者合理利用环境温差产生次内力进行内力调整；(3)对加固截面进行凿毛、植筋、立模板等准备工作；(4)进行内力调整，保持内力调整措施，并浇注加固层混凝土；(5)待新浇注混凝土达到设计强度以后，取消内力调整措施，完成加固。
[0013]本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种结构预应力综合加固方法，其特征在于:在拟加固截面通过临时内力调整措施改变内力后再按照传统增大截面法或粘帖钢板或碳纤维法进行加固，待新老材料有效结合且新材料达到强度要求后卸除临时内力调整措施，使其加固截面恢复到调整前内力状态。
2.根据权利要求1所述的结构预应力综合加固方法，其特征在于:所述的需要临时调整的内力为轴力、弯矩、剪力中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的结构预应力综合加固方法，其特征在于:所述的临时内力调整措施可以是对结构在特定区域的加载或者减载。
【文档编号】E04G23/02GK104372959SQ201410747163
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年12月10日 优先权日:2014年12月10日
【发明者】邢兵, 肖林, 肖军, 龙中华, 聂强 申请人:邢兵, 肖林, 肖军