一种钢板加固钢筋混凝土梁的二次加固装置及方法与流程

本发明涉及建筑施工，具体涉及一种钢板加固钢筋混凝土梁的二次加固装置及方法。

背景技术：

1、在公路桥梁的建设和维护中，钢板加固钢筋混凝土梁的加固工程是一项至关重要的任务，其主要目标是提高桥梁的承载能力和稳定性，进而确保桥梁在运营中的安全性、可靠性和持久性。随着时间的推移和工程结构的持续使用，混凝土结构上用于加固的钢板可能会出现各种损伤、腐蚀和老化等现象，进而影响其承载能力和安全性。这些钢板加固钢筋混凝土结构需要通过二次加固来提高其承载能力和安全性，以应对长期的使用和应变疲劳。

2、然而，一次加固措施并不能彻底消除桥梁在未来使用过程中可能出现的所有隐患。因此，二次加固工程是十分必要的。二次加固工程通常更为复杂和精细，该方法要求对桥梁结构进行全面的检测和评估，准确识别出潜在的损伤和性能薄弱环节。在此基础上针对性地提出精细化的加固方案，旨在有效解决桥梁结构的现存问题，并进一步提升其整体性能。

3、目前针对钢板加固钢筋混凝土梁的二次加固方法包括：预应力加固法、混凝土封裂剂加固法和外加粘贴纤维增强复合材料(frp)加固法等。其中预应力加固法需要对梁进行施工改造，工序较为复杂，而且预应力锚固和张拉等工序需要高水平的技术要求。混凝土封裂剂加固法通常适用于对较细的裂缝进行修复，对于宽度较大的裂缝效果可能不佳；同时，封裂剂的耐久性可能受到环境因素的影响，例如潮湿、化学物质等，长期使用后可能会出现剥落或失效，需要定期检查和维护。外加粘贴纤维增强复合材料加固法的frp粘结面积有限加上外部环境因素的影响会导致粘结效果不稳定，易发生剥落或脱落现象，难以充分发挥frp材料的强度和刚度；同时，外加粘贴纤维增强复合材料加固法的施工需要高水平的技术和经验，包括表面处理、材料涂布、压实和固化等工序，其加固效果难以准确预测和控制，操作不当可能导致加固效果不佳甚至失败；另外，由于frp材料与混凝土的性质差异较大，常规的粘结材料往往难以与两者实现良好的匹配，这导致端部结合处出现剥离或脱落的现象。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种钢板加固钢筋混凝土梁的二次加固装置及方法，有效增加粘结面积，提高了加固结构的稳定性和粘结效果，且使得施工过程更加简化和灵活，降低了施工难度，提高了施工效率。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、一种钢板加固钢筋混凝土梁的二次加固装置，包括纤维网、安装件和增强混凝土层，所述纤维网覆盖于梁体的钢板上、并与钢板间距设置，所述安装件与梁体的混凝土结构固定连接，所述安装件上设有安装孔，所述纤维网位于钢板相对两侧的两端与安装件缠绕连接、并贯穿于安装孔，所述增强混凝土层浇筑形成于拉直状态的纤维网和钢板上。

4、作为上述技术方案的进一步改进：

5、所述纤维网的端部绕过安装件远离混凝土结构的一侧向远离钢板的一侧延伸，然后穿过安装孔向安装件靠近钢板的一侧延伸，再绕过安装件靠近混凝土结构的一侧向远离钢板的一侧延伸。

6、所述安装件包括竖板和安装板，所述安装孔设于竖板上，所述竖板与安装板连接、并与安装板连接形成沿长度方向的截面呈t型的结构，所述安装板通过多个螺栓与混凝土结构紧固连接，所述纤维网位于安装件和混凝土结构之间的一段位于多个螺栓之间。

7、所述安装板呈长条形，所述安装孔位于竖板靠近安装板处，所述安装孔沿安装板长度方向的宽度大于纤维网沿安装板长度方向的宽度。

8、所述安装件位于钢板沿长度方向的两侧，所述纤维网沿垂直钢板长度的宽度大于钢板的宽度。

9、一种钢板加固钢筋混凝土梁的二次加固方法，包括以下步骤：

10、s1.对混凝土结构的钢板进行表面处理；

11、s2.在钢板相对两侧固定连接安装件，然后将纤维网的两端与安装件缠绕连接、并穿过安装件上的安装孔，使纤维网覆盖在钢板上，再将安装件与混凝土结构紧贴连接；

12、s3.在混凝土结构设置包裹纤维网和钢板的支模，然后在纤维网处于拉直状态下，喷射浇筑增强混凝土，形成增强混凝土层。

13、所述增强混凝土层，包括以下重量份的原料：水泥30～34份、矿粉2～4份、石英砂30～34份、4石英粉～6份、钢纤维7～8份、水7～9份、减水剂0.7～0.9份，所述钢纤维由钢纤维a和钢纤维b混杂而成，所述钢纤维a的长度为5～6mm，所述钢纤维b的长度为12～14mm；所述钢纤维a和钢纤维b的质量比为(1～4)：1；所述钢纤维a和钢纤维b的直径均为150～250μm。

14、所述纤维网为纤维增强复合材料。

15、与现有技术相比，本发明的优点在于：

16、通过在钢板上设置纤维网，再使纤维网和钢板一起浇筑固化形成增强混凝土层，从而对钢板待加固结构的表面形成二次加固，保证了增强混凝土层与被加固结构的可靠连接，避免了加固结构的剥离和加固效果丧失的问题，能延长其使用寿命，能进一步提高混凝土构件的承载力。纤维网通过缠绕安装件，能使整个纤维网与安装件牢固连接，且能方便保持拉直状态，便于能方便浇筑埋嵌在增强混凝土层中，一方面能够和增强混凝土层共同承载、协同受力，改善加固构件的受力情况；另一方面纤维网的裂纹桥联作用能够有效抑制基体宏观裂缝的发展。纤维网为柔性材料，其端部缠绕于固定在混凝土结构上的安装件上，相比传统外加粘贴方法，本发明能控制纤维网与钢板之间的距离，能有效增加粘结面积，从而提高了加固结构的稳定性、一致性和粘结效果。安装件能实现对纤维网的稳固固定和有效锚固，能够提高加固效果的可靠性和持久性，同时也便于施工操作和适用于不同的工程需求。通过安装件安装位置的控制，能调节纤维网的位置和与钢板之间的距离，能保证加固材料在受力时能够发挥最大的作用，增强了加固效果，也使得施工过程更加简化和灵活，降低了施工难度，提高了施工效率。

技术特征：

1.一种钢板加固钢筋混凝土梁的二次加固装置，包括纤维网(1)、安装件(2)和增强混凝土层(4)，其特征在于，所述纤维网(1)覆盖于梁体的钢板(200)上、并与钢板(200)间距设置，所述安装件(2)与梁体的混凝土结构(100)固定连接，所述安装件(2)上设有安装孔(21)，所述纤维网(1)位于钢板(200)相对两侧的两端与安装件(2)缠绕连接、并贯穿于安装孔(21)，所述增强混凝土层(4)浇筑形成于拉直状态的纤维网(1)和钢板(200)上。

2.根据权利要求1所述的钢板加固钢筋混凝土梁的二次加固装置，其特征在于，所述纤维网(1)的端部绕过安装件(2)远离混凝土结构(100)的一侧向远离钢板(200)的一侧延伸，然后穿过安装孔(21)向安装件(2)靠近钢板(200)的一侧延伸，再绕过安装件(2)靠近混凝土结构(100)的一侧向远离钢板(200)的一侧延伸。

3.根据权利要求2所述的钢板加固钢筋混凝土梁的二次加固装置，其特征在于，所述安装件(2)包括竖板(22)和安装板(23)，所述安装孔(21)设于竖板(22)上，所述竖板(22)与安装板(23)连接、并与安装板(23)连接形成沿长度方向的截面呈t型的结构，所述安装板(23)通过多个螺栓(3)与混凝土结构(100)紧固连接，所述纤维网(1)位于安装件(2)和混凝土结构(100)之间的一段位于多个螺栓(3)之间。

4.根据权利要求3所述的钢板加固钢筋混凝土梁的二次加固装置，其特征在于，所述安装板(23)呈长条形，所述安装孔(21)位于竖板(22)靠近安装板(23)处，所述安装孔(21)沿安装板(23)长度方向的宽度大于纤维网(1)沿安装板(23)长度方向的宽度。

5.根据权利要求4所述的钢板加固钢筋混凝土梁的二次加固装置，其特征在于，所述安装件(2)位于钢板(200)沿长度方向的两侧，所述纤维网(1)沿垂直钢板(200)长度的宽度大于钢板(200)的宽度。

6.一种钢板加固钢筋混凝土梁的二次加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的钢筋混凝土梁的二次加固方法，其特征在于，所述增强混凝土层(4)，包括以下重量份的原料：水泥30～34份、矿粉2～4份、石英砂30～34份、4石英粉～6份、钢纤维7～8份、水7～9份、减水剂0.7～0.9份，所述钢纤维由钢纤维a和钢纤维b混杂而成，所述钢纤维a的长度为5～6mm，所述钢纤维b的长度为12～14mm；所述钢纤维a和钢纤维b的质量比为(1～4)：1；所述钢纤维a和钢纤维b的直径均为150～250μm。

8.根据权利要求6所述的钢板加固钢筋混凝土梁的二次加固装置，其特征在于，所述纤维网(1)为纤维增强复合材料。

技术总结本发明公开了一种钢板加固钢筋混凝土梁的二次加固装置及方法，包括纤维网、安装件和增强混凝土层，纤维网覆盖于梁体的钢板上、并与钢板间距设置，安装件与梁体的混凝土结构固定连接，安装件上设有安装孔，纤维网位于钢板相对两侧的两端与安装件缠绕连接、并贯穿于安装孔，增强混凝土层浇筑形成于拉直状态的纤维网和钢板上。本发明通过纤维网缠绕安装件，能使整个纤维网与安装件牢固连接，且能方便保持拉直状态，便于能方便浇筑埋嵌在增强混凝土层中，保证了增强混凝土层与被加固结构的可靠连接，避免了加固结构的剥离和加固效果丧失的问题，能延长其使用寿命，能进一步提高混凝土构件的承载力。技术研发人员：汪毅,刘雨佳,周浩,何旭辉,朱志辉受保护的技术使用者：高速铁路建造技术国家工程研究中心技术研发日：技术公布日：2024/9/9