淺議無粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固法

劉松石　王安

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

【關(guān)鍵詞】無粘結(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，溫差過大，遭受災(zāi)害侵害及耐久性等原因，會出現(xiàn)超出設(shè)計規(guī)范允許值的結(jié)構(gòu)裂縫，或造成承載能力不足，都應(yīng)采取加固措施進行補強處理。

非預(yù)應(yīng)力加固法為被動加固法（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繼續(xù)增加。而無粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固法屬于主動加固法，優(yōu)點是見效快，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)計強度等級C28，鋼筋均采用Ⅰ級鋼。據(jù)調(diào)查，薄腹梁預(yù)制時為冬季施工，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，嚴重影響結(jié)構(gòu)安全，須進行加固處理。

2.問題的解決

2.1關(guān)于計算

鋼絞線數(shù)量的確定需通過強度計算。由于鋼絞線與大梁砼沒有粘結(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，所以達極限狀態(tài)時鋼絞線應(yīng)力增量的計算變得相當復(fù)雜，除利用截面上的軸向力平衡和彎矩平衡二個靜力平衡條件外，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值與鋼絞線同高度處截面纖維的總伸長值相等。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加固費用中所占比例不是很大，所以可采用保守的近似計算方法。計算中，可以假定達極限狀態(tài)時鋼絞線的應(yīng)力即為施加預(yù)應(yīng)力時的張拉控制應(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度計算。經(jīng)計算，梁兩側(cè)配置7束直徑15.0高強低松弛fptk=1860N/mm2級鋼絞線，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；對鋼筋進行除銹，在薄腹梁下翼緣側(cè)面采用粘帖鋼板的方法作為側(cè)模，并用封縫膩子將縫隙封閉好。在側(cè)模內(nèi)灌入無收縮灌漿料至原截面，并認真養(yǎng)護。

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)。見圖1

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

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

5）對所有外露的索及節(jié)點全部噴涂防火涂料。

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

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

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

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)場燒電焊，適用范圍廣。

4）鋼絞線的柔性好，很容易形成設(shè)計形狀，施工起來方便。

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

6）施工速度快，而且不受氣溫影響。

7）大梁加固后對房屋凈高影響不大。

8）由于原有大梁的強度可以充分利用，而且只需要對大梁本身進行加固，所以加固費用比較低。

9）由于無粘結(jié)鋼絞線在轉(zhuǎn)折點處的摩擦力較小，可以采用千斤頂縱向張拉，這樣可減少張拉工作量，而且張拉值容易控制。

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

11）鋼絞線儲存方便，不會銹蝕。

12）鋼件用量少。

4、結(jié)語

本文介紹了無粘結(jié)鋼絞線體外預(yù)應(yīng)力加固過程。實踐證明，無粘結(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：

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

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