[实用新型]一种提升混凝土结构承载能力的加固系统

说明书

技术领域

本实用新型属于混凝土结构加固技术领域，特别涉及一种提升混凝土结构承载能力的加固系统。

背景技术

目前，混凝土结构加固有粘贴钢板法、粘贴碳纤维、钢丝绳网片-复合砂浆外加层加固法、加大截面加固法和体外预应力加固法多种方法，但每种方法都存在不足之处。

粘贴钢板法，通过在被加固梁体底部粘贴钢板来实现梁承载能力提高。粘贴钢板法加固结构形式单一，承载能力提升较低，钢板与混凝土梁的连接部位是关键部位，同时也是薄弱部位，不能充分发挥钢材的力学材料特性，加固结构合理性有待进提高。

粘贴碳纤维，复合材料法通过在被加固梁底部粘贴碳纤维复合材料来实现梁承载能力的提高。碳纤维复合材料法对梁体承载能力提升较低，材料强度利用率不高，同时碳纤维材料存在耐久性和老化问题，尤其是复杂恶劣环境下，碳纤维复合材料不耐火，火灾会导致承载能力丧失。

钢丝绳网片-复合砂浆外加层加固法：通过粘结强度及弯曲强度优秀的渗透性聚合砂浆附着，与混凝土紧密结合形成一体来实现梁承载能力的提高。不足之处是：(1)对复合砂浆性能和质量的要求较高，而市场上供应的产品(聚合物砂浆)一般性能较差，若不专门配制，容易发生安全质量问题；(2)高强不锈钢丝及高性能的复合砂浆的单价较高，就经济角度考虑有所欠缺，此外对结构承载能力的加固效果有限；(3)使用前，需做较细致的技术经济综合评估才能确定其适用性。

加大截面加固法，采取增大混凝土结构或构筑物的截面面积，以提高其承载力和满足正常使用。对结构承载能力提升较低，施工湿作业时间长，在混凝土养护期间需限制荷载，对交通影响比较大，加固后结构自重增大、建筑使用空间减小。

体外预应力加固法，需要对桥梁主要受力结构进行加固时，可在梁体外部(梁底与梁两侧)设置钢筋或钢丝束，并施加预应力，以改善桥梁的受力状况，提高桥梁承载能力。存在的问题是(1)体外索布置在截面外，防腐、保护相对较困难，易受外界影响。(2)锚固及转向区域易产生应力集中，局部应力大，对锚固施工要求高。(3)体外索张拉力较小，不能充分发挥体外索强度高的优点，对锚具及夹片的要求很高。(4)体外预应力筋的变形和混凝土的变形不一致，容易造成预应力损失，且对结构承载能力提升较低。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能大幅度提高被加固结构的承载能力，加固系统能够灵活调整，结构受力更加科学合理，加固效率高，后期维护方便、快捷，耐火性好，使用寿命长的提升混凝土结构承载能力的加固系统及其施工方法。

本实用新型采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种提升混凝土结构承载能力的加固系统，包括拱圈、拱脚和钢梁；所述钢梁连接在被加固结构主梁的底面，拱圈的跨中顶部连接钢梁底面，拱圈的两个端部分别通过拱脚连接被加固结构主梁两侧的混凝土构筑物。

所述拱圈的跨中顶部设有支座垫，支座置于支座垫上，支座顶部连接钢梁底面。

所述混凝土构筑物的内侧设有预埋件，预埋件分别焊接钢筋网和拱圈的端部，并浇注混凝土形成拱脚。

所述钢梁顶面与被加固结构主梁底面粘贴并通过螺栓紧固。

所述拱圈为多个，相邻两个拱圈之间用横向联系梁连接。

一种提升混凝土结构承载能力的加固系统的施工方法，包括以下步骤：

①预制拱圈；

②拱脚安装处的表面处理

对混凝土构筑物内侧的拱脚安装处表面清洁和粗糙处理；

③搭设模板与支架；

④绑扎钢筋网；

⑤焊接预埋件和安装拱圈

拱脚安装处设有预埋件，将钢筋网与预埋件焊接，然后吊装拱圈，将拱圈的端部和预埋件焊接；

⑥浇筑混凝土

拱脚安装处浇筑混凝土形成拱脚；

⑦完成所有拱圈12和横向联系梁安装

重复步骤①至步骤⑥，直至完成所有拱圈的安装；相邻两个拱圈之间用横向联系梁连接，横向联系梁的顶面与被加固结构主梁底面栓接或焊接；

⑧被加固结构主梁底部安装钢梁

钢梁顶面与被加固结构主梁底面粘贴并通过螺栓坚固；

⑨在拱圈跨中顶部放置支座垫和支座

使用千斤顶将钢梁顶升，在拱圈跨中顶部依次放置支座垫和支座，然后移除千斤顶，施工完成。

本实用新型的优点在于：

(1)承载能力提升方面。本实用新型可以大幅度地提高被加固结构的承载能力，能通过灵活调整拱圈的矢跨比、截面形式、材料等级，型钢的截面形式、材料等级，顶升力大小等，确定承载能力提高幅度，并且后期的调整和维护非常方便、快捷。