[发明专利]基于纤维编织网的钢管混凝土柱加固方法

说明书

本发明公开了一种基于纤维编织网的钢管混凝土柱加固方法，包括钢管混凝土柱，纤维编织网，张拉锚固器，早强ECC。具体加固步骤为：用环氧树脂胶将纤维编织网两端分别缠卷粘贴于张拉锚固器的两根金属杆上，然后沿着钢管混凝土柱表面缠绕安装纤维编织网，再过拧螺帽的方式施加预应力。预应力施加完成后，喷射早强ECC覆盖编织网，完成加固。本发明的加固方法中，环向预应力纤维编织网能够起到较大的约束作用，进一步增加对钢管混凝土柱中核心混凝土的约束效应，使钢管混凝土柱承载力明显提升；钢管表面覆盖的ECC具有抗裂效果，防渗水性以及抗氯离子渗透性能好，可抑制钢管锈蚀；加固层耐高温性好，可提升钢管混凝土柱的耐火耐高温性能。

技术领域

本发明涉及一种建筑结构防护技术领域，具体涉及一种基于纤维编织网的钢管混凝土柱加固方法。

背景技术

随着我国的经济迅速发展，近年来国内的超高层建筑及桥梁建设增多，这些建筑中钢管混凝土因其优异的力学性能被广泛应用。钢管混凝土利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用，即钢管对其核心混凝土的约束作用，在轴心受压荷载作用下，使混凝土处于三向受压应力状态之下，可延缓其受压时的纵向开裂，从而使混凝土的强度得以提高，塑性和韧性性能得到改善。同时由于混凝土的存在，可以延缓或避免钢管过早地发生局部屈曲，从而可以保证其材料的性能的充分发挥。两种材料相互弥补了彼此的弱点，充分发挥各自的长处，从而使得钢管混凝土有较高的承载力。

然而大量服役期中的钢管混凝土因外界因素导致承载力退化，包括：钢管受到自然环境的影响容易生锈腐蚀，从而使得钢管的力学性能劣化，影响钢管混凝土柱的承载力；遇到火灾时钢材软化，钢管失去对核心混凝土的套箍约束作用，此时核心混凝土单独受力，其承载能力大大降低；此外，还有一些钢管混凝土柱遭受地震作用或外力撞击等荷载下产生缺陷。上述问题均严重影响了结构的安全性和使用性，为此，需对受损的钢管混凝土柱进行加固。

基于上述资料，本发明提出一种全新的钢管混凝土柱加固方法，将纤维编织网缠绕于钢管混凝土柱表面并对其施加预应力，然后喷射早强ECC。纤维编织网具有耐腐蚀、化学稳定性好、抗拉强度和弹性模量高等优点，缠绕于钢管混凝土柱表面可进一步约束管内混凝土，显著提高混凝土的强度，同时又可延缓钢管的局部鼓曲。而在施加预应力后，可解决编织网应力滞后的现象，提升加固效果。ECC是一种超高韧性水泥基复合材料，它利用不超过2％体积率的短纤维增强，使用常规的搅拌工艺便可加工成型，硬化后的复合材料具有显著的应变硬化特性，极限拉应变能力可达2％以上。将ECC与钢管混凝土结合，由于ECC超高的韧性使其在受力过程中不会从钢管表面剥落。此外，由于ECC开裂时可以有效地将极限裂缝宽度限制在100μm以内，具备优异的抗渗性能，阻碍氯离子和水的侵入，可提升钢管混凝土的抗锈蚀性能；另一方面，ECC具备较高的耐火性能，可作为钢管混凝土的防火保护层。早强ECC为对ECC材料进行改进，使其获得早强的效果，可在12小时内硬化并达到其强度，达到上述效果加固效果的同时，实现结构的快速修复。综上所述，本发明提出的钢管混凝土加固方法，是一种高效多益的方法，它不但能够显著提升钢管混凝土的力学性能，又可为钢管混凝土提供有效的保护，防止因钢管锈蚀、火灾或其他环境因素对钢管造成损害，同时，该加固方法可在短时间内达到效果，实现抢修的目的。

发明内容

为解决钢管混凝土因外界因素导致的承载力退化问题，实现钢管混凝土柱的快速修复，并且提升其耐腐蚀性能、耐高温性能，本发明提出一种基于纤维编织网的钢管混凝土柱加固方法。

为实现上述目的，本发明提供的基于纤维编织网的钢管混凝土柱加固方法，其特征在于：包括待被加固的钢管混凝土柱、纤维编织网、张拉锚固器和早强ECC，所述张拉锚固器包括两根金属杆、若干螺帽和若干螺杆，所述两根金属杆平行布置，两根金属杆杆长方向等间距分布有若干螺孔，所述螺杆和螺帽穿过螺孔将两根金属杆连接起来；所述待被加固的钢管混凝土柱的加固步骤如下：