各类加固方法在某地下车库加固工程中的综合应用（2）

2.2.2 直接剪切型锚栓钢板加固

与传统粘贴钢板加固相比，直接剪切型锚栓钢板加固的特点为锚栓侧面与钢板孔壁之间采用特殊构造无间隙接触，从而保证群锚协同受力，确保加固效果。传统方式通过胶粘剂实现界面剪力传递，十分依赖于界面处理施工工艺及使用环境。相比而言，对于承载力提高幅度较高的情况，直接剪切型锚栓钢板加固有明显优势。

对于梁抗弯加固，直接剪切型锚栓钢板加固能够有效解决钢板粘接锚固和易剥离的问题，同时通过消除锚栓与钢板孔之间的空隙，实现群锚共同受力的效果，大幅提高抗弯承载力。图4为直剪锚栓钢板正截面加固梁后试验得到的荷载–位移曲线，其中E–JGL–1~E–JGL–4为直剪锚栓钢板抗弯加固试件，E–NJGL为未加固试件。试验表明，构件加固后的抗弯承载力及刚度均大幅提高，其中E–JGL–4的钢板厚度为20mm，承载力提高了196.0%，而E–JGL–1的钢板厚度为10mm，承载力提高了122%，远高于GB50367—2013《混凝土结构加固设计规范》关于普通粘贴法规定的抗弯承载力提高40%限值。

图4 抗弯加固试件实测荷载–位移曲线

对于梁抗剪加固，梁侧的整块钢板自身能够提供抗剪能力，充分发挥组合截面理念的优势。同时，群锚无间隙的共同受力，能够延缓受剪裂缝开展，大幅提高抗剪承载力。图5为直剪锚栓钢板斜截面加固梁后试验得到的荷载–剪切角曲线，其中SP–1~ SP–3分别为3根试件，通过对各试件其中一端进行加固，3根试件抗剪承载力分别提高31.7%、47.8%、40.4%，表明在钢筋混凝土梁侧采用直接剪切型锚栓钢板加固方法是十分可行和有效的，加固效果非常明显。

图5 抗剪加固试件实测荷载–剪切角曲线

y 向9.0?m跨度主梁的受损情况比 x 向轻，且下方为车行道，不便增设支点。综合比较后，采用了直接剪切型锚栓钢板加固方法。 y 向主梁直接剪切型锚栓钢板加固如图6所示。

图6 y 向主梁直接剪切型锚栓钢板加固示意

考虑到原梁出现过损伤，除保证灌浇混凝土截面完整性、反顶卸载以外，为使传力更加可靠，尽量利用钢板的自身抗剪能力，对原柱顶部采用钢围套方式加固，梁端锚栓钢板再与之连接。

2.2.3 体外预应力加固

地下车库顶板原设计为交叉次梁双向受力体系，对于 y 向次梁，采用体外预应力加固主要是为了在加固 y 向次梁的同时，通过主动张拉和变形协调进一步减小 y 向主梁的受力，提高 y 向主梁加固的可靠度。 y 向次梁体外预应力加固如图7所示。

图7 y 向次梁体外预应力加固示意

体外预应力加固设计之初考虑到 y 向通长布线，地下车库两侧外墙之外开挖张拉坑，后因不具备开挖条件，变更为在室内两端均朝内第二跨进行张拉。变更前进行了应力分析，充分考虑了张拉对第一跨梁板的影响，避免张拉过程中将原结构拉裂。

3 计算分析

由于本项目包含的加固方法较多，方法之间相互关联，且涉及反顶卸载及体外预应力技术，仅单独按构件层次进行承载力复核及加固设计是无意义的，故计算的关键点在于按实际施工顺序进行施工阶段分析。

按照先卸载、后加固及先主后次的原则，研究制订了本加固工程的施工过程，具体如下。

（1）浇筑地下二层至地下一层的新增钢筋混凝土柱。

（2）对施工组主梁、次梁交点进行反顶，各卸载点反顶力400kN。卸载点1使用2根卸载柱，卸载点2使用1根卸载柱，卸载柱可采用自锁式千斤顶+ 钢管柱+2根支撑柱，每根卸载柱反顶力200kN，用油压表控制分级加载。

（3）保持反顶状态，浇筑地下一层至顶板新增钢筋混凝土柱，同时按平面图及大样图要求对主梁进行粘钢、钢围套或增大截面（加腋）加固。对主梁加固施工时还应进一步加强支护措施。

（4）待地下一层至顶板层新增混凝土柱强度达到设计要求后，卸除反顶力，相邻施工组共用的卸载柱不卸除。

（5）张拉钢绞线，对原次梁进行体外预应力加固。

（6）对加固材料进行防护处理。

采用midas Gen软件进行各施工阶段的内力分析，如图8~图12所示。

图8 结构现状（一个施工组）

图9 施工阶段一（施加反顶力卸载）

图10 施工阶段二（新增钢筋混凝土柱及主梁加固）

图11 施工阶段三（卸除反顶）

图12 施工阶段四（张拉钢绞线）

按不同加固构件分类，梳理出每一阶段的内力图，按规范要求对其进行组合，再对加固材料的尺寸规格等进行细部设计。 x 向、 y 向主梁不同施工阶段内力 分析见表1、表2。

表1  x 向10.2?m跨度主梁施工阶段内力分析

表2  y 向9.0?m跨度主梁施工阶段内力分析

4 施工及监测

由于本工程原顶板梁结构存在损伤，故施工过程中的控制尤为重要。对反顶措施做以下具体要求。

（1）本工程顶撑系统采用工具柱：钢柱（钢管） 和千斤顶（100t机械千斤顶）。（2）支撑柱采用直径300mm、壁厚10mm的Q235无缝钢管。（3）卸载钢管柱顶部安装点位及地面安装点位处进行找平，以 确保钢柱垂直。（4）每台千斤顶应安装测力传感器进行反力监测。（5）反顶过程中对梁裂缝宽度变化、传感器测力值及反顶量进行监测，当出现下列任何一种情况时终止反顶：靠近该柱梁端现有裂缝基本闭合，最大裂缝宽度小于0.05mm；传感器测力值达到本设计反力限值；反顶量达到2mm限值。（6）使用千斤顶反顶时，每根支撑钢柱配1名操作手填充垫块并将钢楔子抵紧，做到随顶随垫。（7）完成全部加固工序并达到设计要求后，方可拆除支撑。（8）开工前参加施工的管理人员必须熟悉拆除区内各种障碍物、设备管线的具体位置，针对所需要保护的部位，树立明显标志牌。

本工程按照设计要求进行了加固施工，效果良好。

5 结束语

本工程实践充分证明针对同一项目综合运用各类加固方法可以达到相辅相成、优势互补的效果，能有效兼顾结构安全及建筑使用要求，特别对顶板不卸土条件下的地下车库顶板构件加固项目具有一定参考意义。为真实有效地实现加固设计目标，需对施工阶段全过程进行内力分析，卸载过程中应做好监测工作。

（ 本文已完结 ）