就目前我國的具體情況而言，由于以下一些原因，工程加固具有很好的發(fā)展前景，我國是個多自然災(zāi)害的國家，地震、水災(zāi)、火災(zāi)均對建筑物造成過嚴重損失。 我國五、六十年代修建的大批工業(yè)廠房、公用建筑和民用建筑，已經(jīng)進入中老年期，加固改造任務(wù)已經(jīng)大量的提到日程上來。 大量的橋梁工程由于交通量和荷載的增加、修建時間較長或原設(shè)計標準較低，已經(jīng)出現(xiàn)嚴重的損壞，急需加固改造處理 。總之，大規(guī)模建設(shè)之后，結(jié)構(gòu)加固將成為建設(shè)的主角，無論從歷史文化保護角度還是對居住安全耐久性等角度，結(jié)構(gòu)加固將變得尤為重要。

一、結(jié)構(gòu)加固改造的主要步驟

一般工程結(jié)構(gòu)加固的具體步驟為：可靠性鑒定——加固方案選擇—— 加固設(shè)計一施工組織設(shè)計—— 施工——驗收。

1、對已有結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀的評價是整個加固改造過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過可靠性鑒定，對已有的結(jié)構(gòu)構(gòu)成以及連接構(gòu)造（現(xiàn)場中實際情況）進行掌握；對材料部分、結(jié)構(gòu)的損傷及缺陷；對結(jié)構(gòu)的使用情況、使用環(huán)境進行詳盡的調(diào)查。

2、結(jié)構(gòu)的加固方案的選擇和設(shè)計的決定加固改造工程的效果和質(zhì)量的關(guān)鍵。根據(jù)建筑物受損傷程度和原有建筑物的實際情況和使用目的進行方案設(shè)計，使方案技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理、方便施工。

3、加固施工是加固改造的主要環(huán)節(jié)，是實施加固設(shè)計和保證加固質(zhì)量的關(guān)鍵。全面了解已有的結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀，根據(jù)場地的實際情況組織施工，同時及時向有關(guān)設(shè)計人員反饋信息。

二、結(jié)構(gòu)加固的主要方法、優(yōu)缺點及適用范圍淺析

混凝土結(jié)構(gòu)加固的主要方法有：碳纖維加固技術(shù)、預(yù)應(yīng)力加固法、 粘鋼加固法、增補受拉鋼筋加固法、改變受力體系加固法、化學(xué)植筋技術(shù)、注漿加固、混凝土表面處理技術(shù)、混凝土表層密封技術(shù)等。

（一）、碳纖維加固技術(shù)　

　碳纖維布加固技術(shù)是利用碳素纖維布和專用結(jié)構(gòu)膠對建筑構(gòu)件進行加固處理，該技術(shù)采用的碳素纖維布強度是普通二級鋼的10倍左右。具有強度高、重量輕、耐腐蝕性和耐久性強等優(yōu)點。厚度僅為2mm左右，基本上不增加構(gòu)件截面，能保證碳素纖維布與原構(gòu)件共同工作。

碳纖維

碳纖維片是以碳纖維為組分，以樹脂為基體，通過一定的成型方法形成的單向排列的碳纖維的復(fù)合片材。它具有極其優(yōu)越的品質(zhì)：材料質(zhì)輕高強，碳纖維片的抗拉強度比同截面鋼材高7～10倍，用環(huán)氧樹脂將它與結(jié)構(gòu)物粘貼后形成一體，能可靠地與鋼筋混凝土共同工作，獲得優(yōu)異的補強效果，而結(jié)構(gòu)物自重的增加幾乎可以忽略；其抗疲勞強度高，耐久性能好，耐磨損、抗老化等。

碳纖維根據(jù)原料及生產(chǎn)方式的不同，主要分為聚丙烯腈（PAN）基碳纖維及瀝青基碳纖維。碳纖維產(chǎn)品包括PAN基碳纖維（高強度型）及瀝青基碳纖維（高彈性型）。2、碳纖維材料與其他加固材料對比　（1）抗拉強度：碳纖維的抗拉強度約為鋼材的10倍。　（2）彈性模量：碳纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量高于鋼材，但芳綸和玻璃纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量則僅為鋼材的一半和四分之一。

（3） 疲勞強度：碳纖維和芳綸纖維復(fù)合材料的疲勞強度高于高強綱絲。金屬材料在交變應(yīng)力作用下，疲勞極限僅為靜荷強度的30%～40%。由于纖維與基體復(fù)合可緩和裂紋擴展，以及存在纖維內(nèi)力再分配的可能性，復(fù)合材料的疲勞極限較高，約為靜荷強度的70%～80%，并在破壞前有變形顯著的征兆。　　（4）重量：約為鋼材的五分之一。　　（5）與碳纖維板的比較：碳纖維片材可以粘貼在各種形狀的結(jié)構(gòu)表面，而板材更適用于規(guī)則構(gòu)件表面。此外，由于粘貼板材時底層樹脂的用量比片材多、厚度大，與混凝土界面的粘接強度不如片材。

（二）、預(yù)應(yīng)力加固法

用預(yù)應(yīng)力鋼筋對梁、板進行加固的方法，稱為預(yù)應(yīng)力加固法。這種方法具有施工簡便和不影響結(jié)構(gòu)使用空間等優(yōu)點。用預(yù)應(yīng)力鋼筋加固、板的基本工藝是：在需要加固的受拉區(qū)段外面補加預(yù)應(yīng)力筋，對鋼筋進行張拉，并將其錨固在梁、板的端部。。

1、預(yù)應(yīng)力筋的張拉  預(yù)應(yīng)力筋通常裸置于梁體之外，所以預(yù)應(yīng)力筋的張拉也是在梁體外進行的。

張拉的方法可分為3種。   （1）千斤頂張拉法，千斤頂張拉法是使用千斤頂在預(yù)應(yīng)力筋的端部進行張拉并錨固的方法。（2）橫向收緊法，橫向收緊法即在加固筋兩端被錨固的情況下，利用簡易工具使鋼筋由直變彎產(chǎn)生拉伸應(yīng)變，從而在加固筋中建立預(yù)應(yīng)力。（3）豎向張拉法，豎向張拉法分為人工張拉和千斤頂張拉兩種方法。

2、預(yù)應(yīng)力筋的錨固  預(yù)應(yīng)力筋的錨固可采用以下4種方法。（1）U形鋼板錨固首先將原梁端部的混凝土保護層鑿去，并涂以環(huán)氧砂漿，然后把與梁同寬U形鋼板卡在環(huán)氧砂漿上，再將加固筋焊接或錨接U形鋼板的兩側(cè)。（2）高強螺栓錨固在梁及鋼板上鉆出與高強螺栓相同直徑的孔，然后在鋼板和梁上涂一層環(huán)氧砂漿，用高強螺栓將鋼板壓在原梁上，以產(chǎn)生摩擦力和黏結(jié)力，最后將預(yù)應(yīng)力筋錨固在鋼板上，或直接焊接在鋼板上。（3）扁擔(dān)式錨固在原梁的受壓區(qū)增設(shè)鋼板托套，把加固筋錨固或焊接在鋼板托套上。施工時，鋼板托套用環(huán)氧砂漿年節(jié)在原梁上，以防止其滑動。（4）套箍錨固套箍錨固是把型鋼作成的鋼框嵌套在原梁上，并將預(yù)應(yīng)力筋錨固在鋼框上的一種錨固方法。施工時，先除去鋼框處的混凝土保護層，并用環(huán)氧砂漿黏結(jié)鋼框。

采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿或型鋼撐桿，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件或整體進行加固的方法。其特點是通過預(yù)應(yīng)力手段強迫后加部分——拉桿或撐桿受力，改變原結(jié)構(gòu)內(nèi)力并降低原結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平。后加部分與原結(jié)構(gòu)能較好地共同工作，結(jié)構(gòu)的總體承載能力可顯著提高。預(yù)應(yīng)力加固法具有加固、卸荷、改變結(jié)構(gòu)內(nèi)力的三重效果，適用于大跨結(jié)構(gòu)加固，及采用一般方法無法加固或加固效果很不理想的較高應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)下的大型結(jié)構(gòu)加固。預(yù)應(yīng)力法加固按加固對象的不同，分為預(yù)應(yīng)力拉桿加固及預(yù)應(yīng)力撐桿加固。預(yù)應(yīng)力拉桿加固主要用于一般梁板結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、精架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及大偏心受壓結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力撐桿加固主要用于軸心受壓及小偏心受壓框架柱。

（三）、 粘鋼加固法

粘貼鋼板加固法用粘結(jié)劑(建筑結(jié)構(gòu)膠)將鋼板粘貼在已開裂構(gòu)件需要加固的部位上，以提高結(jié)構(gòu)承載力的一種方法。該方法的應(yīng)用研究始于2O世紀6O年代。在國際上它是一種適用面較廣的加固方法，不僅用于建筑，而且用于公路橋梁的加固補強。

結(jié)構(gòu)粘鋼加固方法，與其他的加固方法比較，有許多獨特的優(yōu)點和先進性，主要有：

    1）、堅固耐用：經(jīng)過多年來的工程實踐，已經(jīng)證明完全能保證加固工程的質(zhì)量，結(jié)構(gòu)的強度和剛度都能滿足設(shè)計的要求。施工工藝精巧，質(zhì)量優(yōu)秀，工程合格率為100%。膠粘劑30年老化試驗?zāi)途眯阅軡M足要求。粘鋼加固后的結(jié)構(gòu)試驗，也證明強度和剛度的設(shè)計方法是正確的和可靠的。

2）、施工快速：在保證粘鋼加固結(jié)構(gòu)質(zhì)量的前提下，快速完成施工任務(wù)，并能根據(jù)業(yè)務(wù)要求，在不停產(chǎn)不影響使用的情況下完成施工，受到用戶的普遍贊揚。

3）、簡潔輕巧：與其它加固方法比較，粘鋼加固的施工，干凈利落，比較簡便，現(xiàn)場無濕作業(yè)。完成加固后的結(jié)構(gòu)外觀不改變，比較輕巧，鋼板薄，結(jié)構(gòu)自重增加極微，不會導(dǎo)致建筑物內(nèi)其他構(gòu)件的連鎖加固。

4）、靈活多樣：粘鋼加固法的適應(yīng)性很強，能夠解決生產(chǎn)上和生活上各種有關(guān)問題。粘貼鋼板的方案多種多樣，靈活巧妙。還可粘貼型鋼、加固鋼結(jié)構(gòu)及磚砌體結(jié)構(gòu)等。

5）、經(jīng)濟合理：由于施工快，避免或減少工廠停產(chǎn)時間，節(jié)約加固材料，與其它加固方法比較，粘鋼加固的費用大為節(jié)省，經(jīng)濟效益很高。

結(jié)構(gòu)粘剛加固法可在下列情況下使用：                                  

（1）鋼筋焊接點斷裂加固 （2）梁柱受化學(xué)腐蝕的粘鋼加固（3）提高樓面荷載加固（4）陽臺根部斷裂加固（5）牛腿接點加固（6）懸掛式吊車梁提高荷載加固（7）樓面荷載集中力加固（8）橋梁斷裂、舊橋維修加固（9）混凝土柱子牛腿斷裂加固等

（四）、增補受拉鋼筋加固法

增補受拉鋼筋加固法，是指在梁的受力較大區(qū)段補加受拉鋼筋（或型鋼），以提高梁承載能力的加固方法。增補鋼筋與原梁之間的連接方法有全焊接法、半焊接法和黏結(jié)法3種。

1）、全焊接法

全焊接法是增補鋼筋直接焊接在梁的原筋上，以后不在補澆混凝土做黏層保護。即增補筋是在裸露情況下，依靠焊接參與原梁的工作。增補筋之所以能錨固與梁中原筋上完成承載功能，是由于梁中原梁的應(yīng)力是不均勻的有些區(qū)段、部位（如簡支梁的端部、連續(xù)梁的反彎點附近）原筋的應(yīng)力較小。這些部位的原筋強度沒有被充分利用，尚有潛力可挖。若把增補鋼筋的端頭焊接在上述區(qū)段內(nèi)，則原筋對增補筋即可起到錨固作用。

2）、半焊接法

半焊接法是指將增補筋焊接在梁中原筋上后，再補澆或噴射一層細石混凝土進行黏結(jié)和保護。這樣增補筋即手焊點錨固，由于混凝土黏結(jié)力的固結(jié)，使增補筋的受力特征與原筋相近，受力較為可靠。

3）、黏結(jié)法

黏結(jié)法是增補筋完全依靠后澆混凝土的黏結(jié)力傳遞，來參與原梁的工作。

實際工程中，在受拉區(qū)補攪混凝土層的情況是比較多的。原配筋率較低，其混凝土受壓區(qū)高度較小，因此在受拉區(qū)補加縱向鋼筋并澆混凝土是提高該梁抗彎承載力的有效方法。又如陽臺、雨蓬等懸臂構(gòu)件的承載力加固，可在原板的上面（受拉區(qū)）補配鋼筋和補澆混凝土。當在連續(xù)梁（板）的全長上部補澆混凝土?xí)r，后補澆的混凝土在跨中處于受壓區(qū)，而在支座卻處在受拉區(qū)。按后澆混凝土與原混凝土結(jié)合情況的不同，增大截面可分為新舊混凝土截面獨立工作和整體工作兩種情況。

（五）、化學(xué)植筋技術(shù)

1）、化學(xué)植筋技術(shù)    植筋新技術(shù)是運用高強度的化學(xué)粘合劑，使鋼筋、螺桿等與混凝土產(chǎn)生握裹力，從而達到預(yù)期效果。施工后產(chǎn)生高負荷承載力，不易產(chǎn)生移位、拔出，并且密著性能良好，無需作任何防水處理。由于其通過化學(xué)粘合固定，不但對基材不會產(chǎn)生膨脹破壞，而且對結(jié)構(gòu)有補強作用。施工簡便迅速，安全并符合環(huán)保要求，是建筑工程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變更、追加、加固的最有效的方法。

2）、 使用范圍    1、各類建筑結(jié)構(gòu)增建、變更等預(yù)留鋼筋固定。2、橫梁、柱頭、樓板、剪力墻等加固預(yù)留鋼筋錨固。 3、各類鋼結(jié)構(gòu)、機械設(shè)備、支架等的螺桿錨固。

3）、 技術(shù)特點

1、高承載力（剪力、拉力）；

          2、對固定的基材不產(chǎn)生膨脹力，適宜邊距、間距小的部位；

          3、施工簡便、時間短；

隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，在新建工程的同時，還強調(diào)對已有工程的技術(shù)、功能改造，在改造過程中，往往要求增加結(jié)構(gòu)高度、增加荷載、增加跨度、增加層數(shù)。一些設(shè)計施工較早的工業(yè)和民用建筑，結(jié)構(gòu)上不能滿足現(xiàn)有的建筑抗震設(shè)計規(guī)范要求，需要進行抗震加固；其他的如施工不當、管理不當、設(shè)計失誤等一些不確定因素造成的工程隱患則難以計數(shù)，因此工程加固改造具有廣泛的發(fā)展前景。