一種混凝土梁的加固裝置及其施工方法
【專利摘要】本發明提供了一種混凝土梁的加固裝置，包括鋼制槽體、內隔環和栓釘；所述鋼制槽體為上表面開口的結構，且所述鋼制槽體能夠套設在混凝土梁的外部；所述鋼制槽體與所述混凝土梁之間具有一夾層；所述鋼制槽體上表面沿長軸兩側各水平向外延伸一上翼平臺；所述栓釘彼此相隔一段距離分別固設于所述上翼平臺；所述內隔環彼此相隔一段距離固設于所述鋼制槽體的側面和底面所圍成的凹槽內。通過內隔環和栓釘將鋼制槽體和混凝土梁、灌漿層固結在一起，這樣既可提高混凝土梁的受彎和受剪承載性能，還可有效避免灌漿層脫落，保證具有長期的加固效果。本發明還提供了使用上述技術方案的一種施工方法，確保上述加固方案的有效實施。
【專利說明】一種混凝土梁的加固裝置及其施工方法【技術領域】
[0001]本發明涉及一種建筑結構的加固裝置及其施工方法，尤其涉及一種混凝土梁的加固裝置及其施工方法。
【背景技術】
[0002]火災、地震等災害會對鋼筋混凝土結構造成不同程度的損傷，但大多數鋼筋混凝土結構經加固修復后仍可以正常使用，從而發揮巨大的經濟效益，因此，對受損的或承載性能不足的鋼筋混凝土結構的修復加固具有重要的意義。目前，混凝土梁的加固方法主要有:增大截面法、外貼纖維布法、外貼鋼板法、外包角鋼法、外包鋼筋網細石混凝土法、體外預應力法等。上述傳統加固方法普遍存在以下問題:(I)對于有表層損傷的混凝土梁，通常需要對已鑿除掉表層損傷嚴重混凝土的剩余梁截面用灌漿料或細石混凝土先進行截面修復，之后再外包纖維布、角鋼、鋼筋網細石混凝土或施加體外預應力等進行加固，存在長期荷載和外部環境共同作用下表層的修補材料易脫落的隱患，大大影響長期加固效果。(2)外貼的加固材料和已修復的混凝土梁表面之間易發生脆性的剝離破壞。

【發明內容】

[0003]為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種可有效避免混凝土表面修復層脫落的發生，保持外貼的加固材料和修復層具有較好粘結錨固性能的混凝土梁加固裝置，加固性能優良，經濟性好，實用性強，具有廣泛推廣應用前景和良好工程應用價值。
[0004]本發明的另一目的在于提供一種使用上述混凝土梁加固裝置的施工方法，步驟簡潔清晰，實施效率高。
[0005]為了解決上述的技術`問題，本發明提供的一種混凝土梁的加固裝置，包括鋼制槽體、內隔環和栓釘；所述鋼制槽體為上表面開口的結構，且所述鋼制槽體能夠套設在混凝土梁的外部；所述鋼制槽體與所述混凝土梁之間具有一夾層；所述鋼制槽體上表面沿長軸兩側各水平向外延伸一上翼平臺；所述栓釘彼此相隔一段距離分別固設于所述上翼平臺；所述內隔環彼此相隔一段距離固設于所述鋼制槽體的側面和底面所圍成的凹槽內。
[0006]作為優選，所述鋼制槽體為鋼制U形槽體。
[0007]作為優選，所述內隔環由三個角鋼的肢背和肢尖分別和所述凹槽的底面和側面焊接而成。
[0008]作為優選，所述與所述凹槽的底面焊接的角鋼的肢高與該處的所述夾層的厚度相同。
[0009]作為優選，所述與所述凹槽的側面焊接的角鋼可加工為上下等肢高的形式，所述肢高略小于該處的所述夾層的厚度。
[0010]作為優選，所述與所述凹槽的側面焊接的角鋼可加工為下肢高寬上肢高窄的形式，下邊緣處所述下肢高與該處的所述夾層厚度相同。
[0011]作為優選，所述栓釘的位置與所述內隔環的位置對應。[0012]作為優選，所述鋼制槽體由鋼板冷彎而成。
[0013]一種使用上述混凝土梁的加固裝置的施工方法，其具體步驟為:
[0014]I)鑿除混凝土梁表層因火災、環境侵蝕等損傷嚴重的混凝土，鑿除后剩余的混凝土梁的截面尺寸應符合設計要求。
[0015]2)在混凝土梁的兩側與樓板交接處確定灌漿孔的位置并按要求進行鉆鑿。
[0016]3)在按設計要求加工所述一種混凝土梁的加固裝置。
[0017]4)在所述鋼制槽體的凹槽底部先涂覆一層灌漿料鋪層。
[0018]5)清理受損混凝土梁表面；然后將所述一種混凝土梁的加固裝置套設于混凝土梁外部。
[0019]6)往灌漿孔中灌入灌漿料，直至灌漿料從相鄰的灌漿孔中溢出為止，依次連續進行。
[0020]作為優選，所述損傷嚴重的混凝土是指強度等級小于C20的混凝土。
[0021]作為優選，所述灌漿孔的位置與設計的內隔環和栓釘的位置相匹配，也可以根據需要在相鄰的兩個灌漿孔之間加設灌漿孔。
[0022]作為優選，所述灌漿料鋪層的厚度比與所述凹槽底部焊接的角鋼的肢高大10_20mm。
[0023]作為優選，所述灌漿孔在灌漿完畢后用所述灌漿料修平。
[0024]作為優選，所述灌漿料為自密實細石混凝土或CGM早強無收縮灌漿料。
[0025]作為優選，所述清理受損混凝土梁表面的具體步驟為:灌漿前24h，混凝土梁表面應充分潤濕；灌漿前lh，清除積水；并根據需要在混凝土梁的表面涂覆一層建筑界面劑。
[0026]采用上述技術方案后，本發明提供的一種混凝土梁加固裝置，由于其通過內隔環和栓釘將鋼制槽體和混凝土梁、灌漿層固結在一起。與現有技術相比，可節約材料，有效避免傳統加固方法在荷載和環境共同作用下灌漿層易脫落的問題以及加固材料與灌漿層之間粘結滑移的發生，且可同時提高混凝土梁的受彎和受剪承載性能，保證加固效果；另外，上述混凝土梁加固裝置可在工廠預制，同時現場施工時也可減少模板用量，結構簡單易于實現，應用范圍廣。
[0027]本發明還提出一種使用上述混凝土梁加固裝置的施工方法，步驟簡潔清晰，可確保上述加固方案的有效實施。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發明優選實施例的示意圖；
[0029]圖2為本發明優選實施例的施工狀態橫向剖面圖；
[0030]圖3為本發明優選實施例的施工狀態縱向側面圖；
[0031]圖4為本發明優選實施例的施工狀態俯視圖；
[0032]圖中:
[0033]1-鋼制U形槽體；2_內隔環；3_栓釘；4_灌漿孔；5_鑿除損傷層后的混凝土梁；6-混凝土樓板翼緣。
【具體實施方式】[0034]以下結合附圖及實施例對本發明做進一步闡述。[0035]參考圖1，本發明提供的一種混凝土梁的加固裝置，為套設于混凝土梁外部的鋼制槽體，本實施例優選為鋼制U形槽體1、內隔環2和栓釘3。所述鋼制U形槽體與所述混凝土梁之間具有一夾層；所述鋼制U形槽體上表面沿長軸兩側各水平延伸一上翼平臺。所述內隔環由三個角鋼的肢背和肢尖分別和所述鋼制U形槽體I的U形凹槽的底面和側面焊接而成。其中與所述U形凹槽的底面相焊接的角鋼長度與所述U形凹槽的內側凈寬相等，肢高與該處所述夾層的厚度相同；與所述U形凹槽的側面相焊接的角鋼可加工為上下等肢高或下肢高寬上肢高窄的形式，但下邊緣的肢高與該處的所述夾層的厚度相同。這主要是考慮到火災后混凝土梁兩側的損傷層厚度下寬上窄的情況。所述栓釘的位置與所述內隔環的位置對應，并分別固設于所述上翼平臺。
[0036]參考圖2-4，在遭受火災的混凝土梁表面鑿除損傷嚴重的混凝土層，所述損傷嚴重的混凝土指強度等級小于C20的混凝土。鑿除損傷層后的混凝土梁5的截面形狀與三面受火時混凝土梁截面的500°C等溫線所包圍的核心區截面相似且適合外置加固裝置的安裝，底面和兩側應有一定的粗糙度。
[0037]在混凝土梁5的兩側與樓板6的交接處對應內隔環2和栓釘3的位置根據需要鉆鑿豎向灌漿孔4。進一步地，當兩個相鄰的灌漿孔之間距離較遠時，可以根據灌漿施工要求在相鄰灌漿孔中間補充鉆鑿灌漿孔4。
[0038]對所述鑿除損傷層后的混凝土梁5進行表面預處理:灌漿前24h，混凝土梁表面應充分潤濕；灌漿前lh，清除積水；并根據需要在混凝土梁的表面涂覆一層建筑界面劑。
[0039]在鋼制U形槽體I的U形凹槽底部涂覆一層厚度大于焊接于U形凹槽底部的角鋼肢高10mm-20mm的灌漿層后，將所述加固裝置自下而上緊套于上述經過表面預處理的混凝土梁5外部。在所述灌漿孔4中灌入灌漿料，直至灌漿料從相鄰的灌漿孔中溢出為止，依次連續進行。所述灌漿料可為自密實細石混凝土、CGM早強無收縮灌漿料等具有一定強度的無收縮灌漿料。通過調整鋼制U形槽體I和灌漿層的厚度，實現混凝土梁5的抗彎加固和抗剪加固，且可有效避免灌漿層的脫落。
[0040]灌漿完成后，用所述灌漿料填平所述灌漿孔。
[0041]采用上述技術方案后，本發明提供的一種混凝土梁加固裝置，由于其通過內隔環和栓釘將鋼制U形槽體和混凝土梁、灌漿層固結在一起。與現有技術相比，可節約材料，有效避免傳統加固方法在荷載和環境共同作用下灌漿層易脫落的問題以及加固材料與灌漿層之間粘結滑移的發生，且可同時提高混凝土梁的受彎和受剪承載性能，保證加固效果?’另外，上述混凝土梁加固裝置可在工廠預制，同時現場施工時也可減少模板用量，結構簡單易于實現，應用范圍廣。
[0042]本發明的產品形式并非限于本案圖示和實施例，任何人對其進行類似思路的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明的專利保護范疇。
【權利要求】
1.一種混凝土梁的加固裝置，其特征在于，包括鋼制槽體、內隔環和栓釘；所述鋼制槽體為上表面開口的結構，且所述鋼制槽體能夠套設在混凝土梁的外部；所述鋼制槽體與所述混凝土梁之間具有一夾層；所述鋼制槽體上表面沿長軸兩側各水平向外延伸一上翼平臺；所述栓釘彼此相隔一段距離分別固設于所述上翼平臺；所述內隔環彼此相隔一段距離固設于所述鋼制槽體的側面和底面所圍成的凹槽內。
2.根據權利要求1所述的一種混凝土梁的加固裝置，其特征在于，所述鋼制槽體為鋼制U型槽體。
3.根據權利要求1所述的一種混凝土梁的加固裝置，其特征在于，所述內隔環由三個角鋼的肢背和肢尖分別和所述凹槽的底面和側面焊接而成。
4.根據權利要求3所述的一種混凝土梁的加固裝置，其特征在于，所述與所述凹槽的底面焊接的角鋼的肢高與該處的所述夾層的厚度相同。
5.根據權利要求3所述的一種混凝土梁的加固裝置，其特征在于，所述與所述凹槽的側面焊接的角鋼可加工為上下等肢高的形式，所述肢高略小于該處的所述夾層的厚度。
6.根據權利要求3所述的一種混凝土梁的加固裝置，其特征在于，所述與所述凹槽的側面焊接的角鋼可加工為下肢高寬上肢高窄的形式，下邊緣處所述下肢高與該處的所述夾層厚度相同。
7.根據權利要求1所述的一種混凝土梁的加固裝置，其特征在于，所述栓釘的位置與所述內隔環的位置對應。
8.根據權利要求1所述的一種混凝土梁的加固裝置，其特征在于，所述鋼制槽體由鋼板冷彎而成。
9.一種使用權利要求1所述的混凝土梁的加固裝置的施工方法，其具體步驟為: 1)鑿除混凝土梁表層因火災、環境侵蝕等損傷嚴重的表層混凝土，鑿除后剩余的混凝土梁的截面尺寸應符合設計要求； 2)在混凝土梁的兩側與樓板交接處確定灌漿孔的位置并按要求進行鉆鑿； 3)按設計要求加工所述一種混凝土梁的加固裝置； 4)在所述鋼制槽體的凹槽底部先涂覆一層灌漿料鋪層； 5)清理受損混凝土梁表面；然后將所述一種混凝土梁的加固裝置套設于混凝土梁外部; 6)往所述灌漿孔中灌入灌漿料，直至灌漿料從相鄰的灌漿孔中溢出為止，依次連續進行。
10.根據權利要求9所述的一種混凝土梁的加固裝置的施工方法，其特征在于，所述損傷嚴重的混凝土是指強度等級小于C20的混凝土。
11.根據權利要求9所述的一種混凝土梁的加固裝置的施工方法，其特征在于，所述灌漿孔的位置與設計的內隔環和栓釘的位置相匹配，也可以根據需要在相鄰的兩個灌漿孔之間加設灌漿孔。
12.根據權利要求9所述的一種混凝土梁的加固裝置的施工方法，其特征在于，所述灌漿料鋪層的厚度比與所述凹槽底部焊接的角鋼的肢高大10-20mm。
13.根據權利要求9所述的一種混凝土梁的加固裝置的施工方法，其特征在于，所述灌漿孔在灌漿完畢后用所述灌漿料修平。
14.根據權利要求9所述的一種混凝土梁的加固裝置的施工方法，其特征在于，所述灌漿料為無收縮灌漿料。
15.根據權利要求9所述的一種混凝土梁的加固裝置的施工方法，其特征在于，所述灌漿料為自密實細石混凝土或CGM早強無收縮灌漿料。
16.根據權利要求9所述的一種混凝土梁的加固裝置的施工方法，其特征在于，所述清理受損混凝土梁表面的具體步驟為:灌漿前24h，混凝土梁表面應充分潤濕；灌漿前lh，清除積水；并根據需要在混 凝土梁的表面涂覆一層建筑界面劑。
【文檔編號】E04G23/02GK103711328SQ201310725869
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】徐玉野, 鄭順盈, 王衛華, 羅漪 申請人:華僑大學