摘要：预应力钢绞线网聚合物砂浆加固施工技术具有耐久、抗腐蚀、适用面广等优点。近年来，高强钢绞线网－聚合物砂浆加固在结构加固修复工程中的应用日益广泛。与传统的碳纤维、粘钢等加固方法相比，具有耐久性、耐高温、施工方便和适用面广等优点。非预应力加固存在着较多缺陷，而采取对钢绞线先施加预应力再进行有效锚固可以充分发挥钢绞线材料的高强特性，防止加固材料应力滞后、剥离破坏的发生，同时封闭原有结构裂缝抑制裂缝的开展。本文就预应力钢绞线网聚合物砂浆加固施工研究进展展开探讨。
关键词：预应力；钢绞线锚固；施工工艺
引言
己有的研究表明，对钢绞线施加初始应力，不仅能充分发挥钢绞线高强性能，防止加固材料应力滞后，还能封闭原有结构裂缝并抑制裂缝的开展。目前，国内外对该加固技术施工方面研究较少，己有的工艺存在钢绞线预应力不易施加控制，锚固施工繁琐，且对较大直径钢绞线的锚固系统存在改进空间的问题。
1加固目的与特点
结构加固的目的在于从建筑的安全性、适用性和耐久性三个预定功能方面出发，通过加固的技术手段提高建筑使用功能的可靠度，或在保证一定可靠度的前提下延长使用年限。结构加固施工有如下几个特点：（1）受施工场地的制约。加固工程项目中包含各类构件，如钢筋混凝土结构中梁、柱、楼板、节点等，加固的构件位置往往处于高处、拐角处等不易施工的部位，所以安全、便捷的加固方法是现加固工程中的主流趋势。（2）建筑使用功能应加以考虑。结构加固通常是在待加固构件上进行一系列的施工措施，加固后的构件往往在建筑使用功能上受到一定程度影响，有时甚至会牺牲一些建筑功能以满足结构的安全性。（3）加固时间的要求。既有建筑在加固施工与完工之后能尽快投入使用，这就需要高效、迅速、可靠性好的加固技术，同时在加固处理后，加固的效果能在短时间内发挥出来。
2现有RC结构加固技术概述
2.1增大截面加固技术
增大截面加固技术是在原有的结构表面配置一定量的受力钢筋，同时支模浇筑混凝土，增大原有结构的截面尺寸。增大截面加固技术够明显提高结构承载力，截面刚能度和抗震性能；增大截面加固技术施工周期长，现场湿作业量大，对周围环境影响明显，加固后的空间减小，明显增加结构的自重。
2.2粘钢加固技术
粘钢加固技术是近年发展快速的一种加固方法，利用结构胶粘性大，把结构胶粘贴在钢板表面，从而增强结构的安全度。该项加固技术具有对原结构的损坏小，适用性强，施工操作简单，无需专业的技术人士亦可操作等优点。但该项加固技术较为明显的缺点是加固效果依赖于胶粘技术和胶粘剂的好坏，尤其在粘钢后一旦发现空鼓，补救措施复杂，因此其后期维护成本高。相对于增大截面法，粘钢加固法现场无湿作业，对环境污染小，可以在不影响原建筑的特色下，较好地发挥出其加固效果。因此该项加固技术可以运用在正常湿度环境下的大偏心受拉或受压构件中。
2.3高强钢绞线网一聚合物砂浆加固法
高强钢绞线一聚合物砂浆加固技术自韩国爱力坚公司研发出来之后，是近年研究发展迅速的一种加固技术。该项技术的实质是一种体外配筋的方式，高强钢绞线网可以看作受力筋，其作用的机理和钢筋类似，通过和作为粘结材料的渗透性聚合物砂浆共同协同工作，提高加固结构的承载力和刚度，约束了裂缝的产生和发展。该加固技术和常见的加固技术对比具有如下优点：（1）高强、耐高温、耐腐蚀、耐老化。高强钢绞线网韧性强，强度高，而聚合物砂浆本身具备良好的耐久性，不存在材料的老化问题，和碳纤维加固方法对比具有良好的抗火性。（2）对建筑结构使用功能影响小，不影响建筑的美观。由于复合加固层薄，与预应力加固法对比几乎不影响原结构的自重和几何尺寸。（3）力学性能良好。试验表明使用高强钢绞线网一聚合物砂浆加固后的混凝土结构抗弯和抗剪性能均取得良好的效果。（4）施工简便、周期短，适用范围广，施工质量易得到保证，整体经济效益好。在具有以上优点的同时，高强钢绞线网一聚合物砂浆加固技术存在以下不足，比如：高性能聚合物砂浆的价格较为昂贵；钢绞线不易张拉，施工操作难度较大。
3预应力钢绞线锚固系统及施工工艺的研究
预应力钢绞线锚固系统是维持及传递预应力的构造体系，是加固体系最重要的部分之一。其设计应遵照以下原则：①用于预应力钢绞线的锚固装置具有足够的锚固能力，在受力时端部不发生滑移；②锚具自身的刚度大，在承受荷载时应变小，保证钢绞线预应力水平；③锚具能有效地锚固在被加固构件上，不发生粘结破坏。国内预应力钢绞线锚固系统的研究现状如下。为了避免加固层发生粘结破坏，提出一种预应力高强钢丝绳抗弯加固混凝土结构的方法。将开多条上窄下宽槽道的锚具钢板焊接在纵筋上，钢丝绳端部折成双股后穿入铝合金套筒制成锚头，一侧的钢绞线直接穿入锚具，另一侧用专门设计的张拉器进行张拉，钢丝绳伸长并使挤压锚头超过锚具时进行锚固。设计多种结构形式的固定板，加固混凝土构件时，按被加固混凝土构件的形状和施工环境将适合条件的固定板固定，钢丝绳两端用铝合金套管压制成固定结，将固定结嵌入固定板上的固定槽内，钢丝绳固定结内侧的钢丝绳嵌入窄槽，如图1。
图1锚固示意图
在闭合预应力钢丝绳加固RC梁抗剪性能试验研究中，对大直径钢丝绳锚固开发了波浪形锚具，如图2。该锚具的特点是在给钢丝绳提供摩擦力的同时还通过钢丝绳的变形为其提供机械锚固力。具体的施工工艺：先将锚具下夹板通过环氧砂浆固定在构件表面开槽内，待钢绞线张拉到所需的预应力值后，拧紧螺栓使上下夹板卡锁住钢丝绳。
图2 波浪形锚具
设计的锚固系统为将带孔洞的两块角钢锚具用化学螺栓固定在梁端，钢绞线一端用铝合金套筒压制成固定结卡在角钢上，张拉端钢绞线连接螺杆，拧紧螺杆螺母对钢绞线施加预应力，如图3。
1角钢 2铝合金接头 3钢绞线网片 4铝合金压环
5专用拉杆 6加长螺母 7张拉端锚板
图3 钢绞线网锚固
1钢绞线 2锚固钢板 3固定结 4螺栓 5螺母
图4 加固柱锚固系统
在预应力钢绞线网加固钢筋混凝土柱抗震性能试验中，研发了一套预应力钢绞线锚固系统，如图4。钢绞线两端置入开洞的锚固钢板孔中，用压紧机在钢绞线两端安装固定结，锚固钢板孔里置入螺栓，拧紧螺母施加预应力。为了提高钢绞线预应力施加效率，减少钢绞线张拉端的数量。在预张紧钢绞线网－聚合物砂浆加固伸臂梁抗剪性能试验研究中，将张拉端钢绞线先连系在扁钢上，再利用高强螺栓与梁另一侧角钢连接。增设了改变钢绞线走线方向的转向件组成的转向系统。
结语
钢绞线锚固张拉系统的研发是一个无止境的过程，不同的加固环境下，需要不同的张拉机具，因此更加高效便捷的锚固张拉系统是保证预应力钢绞线网一聚合物砂浆加固技术长久不衰的基础。
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论文作者:周云倩,熊新光,卫千峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/24
标签：锚固论文; 预应力论文; 钢绞线论文; 砂浆论文; 聚合物论文; 技术论文; 钢丝绳论文; 《基层建设》2019年第3期论文;