專利名稱：一種既有鋼筋混凝土梁柱節(jié)點的修復(fù)和加固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土木工程既有建筑物加固改造領(lǐng)域，特別涉及一種既有鋼筋混凝土梁柱節(jié)點的修復(fù)和加固方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁柱的修復(fù)方法主要有外包鋼、環(huán)氧膠封閉、粘貼碳纖維布等方法。外包鋼法主要用于混凝土柱破損較輕，即混凝土柱并未出現(xiàn)變形的情況，并且外包鋼法主要修復(fù)的是梁、柱棱角的破損，不適用于混凝土梁柱節(jié)點破壞的情況，更不能對混凝土梁柱節(jié)點的變形和位置進行恢復(fù)；環(huán)氧膠封閉法主要適用于對于防火等級要求較高的情況，并且環(huán)氧膠重量大容易對修復(fù)后的混凝土柱造成二次破損，不能對混凝土梁柱的變形進行修復(fù)；粘貼碳纖維布的方法適用于普通小荷載結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，并且采用粘貼碳纖維布不能大幅提高結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的整體強度。綜上可以看出，當(dāng)鋼筋混凝土柱頂與框架梁連接處出現(xiàn)較大狗洞、混凝土柱頂存在變形和位移，且梁、柱出現(xiàn)多處裂縫的建筑物病害，靠以上的方法是不能完全解決的。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或者不足，本發(fā)明的目的在于在確保既有混凝土框架梁、柱不被拆除以及其他構(gòu)件不被損傷的情況下，混凝土框架柱頂與框架梁連接處在澆筑梁混凝土?xí)r梁底形成的較大狗洞、框架混凝土柱頂存在變形并且梁、柱上多處出現(xiàn)裂縫的情況下，如何對既有建筑物框架混凝土梁柱節(jié)點進行修復(fù)和加固。為了實現(xiàn)上述技術(shù)任務(wù)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種既有鋼筋混凝土框架梁柱節(jié)點的修復(fù)和加固方法，該方法包括以下步驟(I)搭建作業(yè)平臺在既有建筑物混凝土柱四周，且位于該混凝土框架柱高2/3處搭建作業(yè)平臺，作業(yè)平臺采用扣件式鋼管架搭設(shè)，管架的連接為扣件；(2)梁端支護在作業(yè)平臺上沿混凝土框架柱四周利用頂升支架支護與混凝土框架柱上方垂直交叉的橫梁的四個梁端；(3)卸載卸除混凝土框架梁柱所支撐的荷載；(4)框架梁底頂升復(fù)位在每個梁端頂升支架下方兩側(cè)設(shè)置兩臺托換千斤頂，利用千斤頂勻速頂升混凝土框架柱上方垂直交叉的橫梁的四個梁端，待混凝土框架柱上方垂直交叉的橫梁底端提升高度達到原設(shè)計要求高度+3_時，停止千斤頂頂升四個梁端，然后采用鋼墊塊將千斤頂進行置換；(5)混凝土框架柱變形復(fù)位在混凝土框架柱柱頂利用導(dǎo)鏈沿混凝土框架柱柱頂變形反方向進行伸拉，直至混凝土框架柱柱頂消除側(cè)向變形為止；(6)清理狗洞將混凝土框架柱柱頂與框架梁連接處酥碎的混凝土清除，直至露出堅硬的結(jié)構(gòu)新面；(7)框架混凝土柱修復(fù)采用高強型復(fù)合灌漿料逐層對框架混凝土柱頂部的狗洞進行修復(fù)，修復(fù)狗洞收口時采用快凝快硬型水泥基灌漿料塞實狗洞口，保持灌漿料處于濕潤狀態(tài)，養(yǎng)護框架混凝土柱2-3d ；(8)粘貼碳纖維布補強對混凝土框架梁、柱裂縫處粘貼碳纖維布；(9)拆除作業(yè)平臺及頂升支架將經(jīng)過碳纖維補強后的混凝土框架梁、柱養(yǎng)護7d 后，將作業(yè)平臺和頂升支架拆除。本發(fā)明還具有以下技術(shù)特點步驟⑴作業(yè)平臺采用扣件式鋼管架搭設(shè)，鋼架管支架的縱、橫距為 300mm-800mm(根據(jù)加固和修復(fù)的梁柱自重選擇縱橫距)，在作業(yè)平臺下方鋪設(shè)兩層槽鋼。步驟(7)混凝土梁柱節(jié)點修復(fù)過程中所采用的高強型復(fù)合灌漿料及快凝快硬型水泥基灌漿料的強度等級要高于原梁柱的混凝土強度一個等級。步驟(8)采用環(huán)氧樹脂膠粘貼碳纖維布，在混凝土框架柱頂部采用500_寬的碳纖維環(huán)箍進行加固，針對框架混凝土柱中部的水平裂縫采用直徑為IOOmm間距為200mm的碳纖維環(huán)箍進行加固。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比在不改變、不損傷節(jié)點構(gòu)件自身強度的基礎(chǔ)上，對節(jié)點進行修復(fù)，進而對既有混凝土框架柱和梁進行復(fù)位修復(fù)。利用本發(fā)明對既有混凝土框架柱加固后的柱頭強度比實際設(shè)計強度值增加5MPa，滿足強度要求；修復(fù)后的梁、柱的軸線滿足設(shè)計要求。


圖I為本發(fā)明橫梁支護以及梁底頂升復(fù)位時的頂升系統(tǒng)示意圖。圖2為本發(fā)明碳纖維補強操作示意圖。圖3為本發(fā)明混凝土框架柱作業(yè)平臺鋼架管布置示意圖，其中圖3a為混凝土框架柱鋼管架布置俯視平面示意圖，圖3b為混凝土框架柱作業(yè)臺鋼管架整體布置示意圖。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體內(nèi)容作進一步詳細說明。
具體實施例方式本發(fā)明通過在被修復(fù)的混凝土框架柱周圍搭建作業(yè)平臺，通過對作業(yè)平臺鋼管架搭建的合理布置，使作業(yè)平臺能夠科學(xué)有效地分解混凝土框架柱節(jié)點的受力載荷，通過頂升架將混凝土框架柱上方的橫梁進行支護，并通過托換千斤頂將橫梁梁底進行頂升復(fù)位。 當(dāng)橫梁頂升達到提升高度時，對混凝土框架柱頂頂部的形變進行反方向拉伸復(fù)位，消除框架混凝土頂部形變。針對混凝土框架柱與橫梁節(jié)點處的狗洞進行逐層修復(fù)塞實。最后對混凝土框架梁、柱的裂縫進行粘貼碳纖維補強修復(fù)，直至整個混凝土框架梁、柱所有缺陷修復(fù)完畢。實施例以下是發(fā)明人給出的其中一個實施例，寶雞市某既有建筑物，其混凝土框架柱截面尺寸為600*600mm，混凝土柱高為9000mm，混凝土柱強度為C40，由于混凝土梁柱節(jié)點處的鋼筋過于密集，在澆筑混凝土的過程中形成較大測狗洞，混凝土柱上部施加載荷后，節(jié)點區(qū)域遭受破壞，其中柱頂向東偏移軸線約60_，并在混凝土柱的柱高度范圍內(nèi)出現(xiàn)多處水平裂縫，縫寬約為O. 2-0. 3mm，梁低也出現(xiàn)了不同程度的裂縫。
針對上述既有建筑物存在的問題，遵循本發(fā)明的技術(shù)方案，并按照以下步驟對該既有建筑物的混凝土框架梁、柱節(jié)點進行修復(fù)與加固，步驟一搭建作業(yè)平臺在既有混凝土框架柱四周，且位于該混凝土框架柱高2/3 處搭建作業(yè)平臺，作業(yè)平臺采用扣件式鋼管架搭設(shè)，管架的連接為鋼扣件，支架縱橫距為 400/800mm，在作業(yè)平臺下方依次鋪設(shè)有橫向20#槽鋼及縱向20#兩層槽鋼。平臺的剛度及穩(wěn)定性必須保證在作業(yè)平臺上進行頂升作業(yè)時承受載荷均勻分布并向下傳遞。參見圖3，本發(fā)明的混凝土框架柱作業(yè)平臺鋼管架布置示意圖，其中圖3a圖中的密集加固區(qū)，鋼架管立桿縱橫間距為400mm，非密集加固區(qū)，鋼架鋼架管立桿縱橫間距為 800mm。剪力撐按立面形式進行布置，遇爬梯處剪刀撐可在內(nèi)側(cè)設(shè)置。為方便施工人員上下，在非密集加固區(qū)設(shè)上下爬梯一個，參見圖3b爬梯寬度為 600mm,與此同時為了確保施工人員人身安全，在作業(yè)平臺四周設(shè)置有I. 2m高的防護欄桿。 鋼管架的連接為鋼扣件的擰緊力矩不應(yīng)小于40N. M，也不應(yīng)大于65N. M0步驟二 梁端支護在作業(yè)平臺上沿混凝土框架柱四周利用頂升支架支護混凝土框架柱上方垂直交叉的橫梁的四個梁端。步驟三卸載卸除混凝土框架梁、柱所支撐的荷載。步驟四框架梁底頂升復(fù)位在每個梁端頂升支架下方兩側(cè)設(shè)置兩臺托換千斤頂，利用千斤頂勻速頂升混凝土框架柱上方垂直交叉的橫梁的四個梁端，待混凝土框架柱上方垂直交叉的橫梁底端提升高度達到要求高度+3_時，停止千斤頂頂升四個梁端，然后采用鋼墊塊將千斤頂進行置換。參見圖1，本發(fā)明框架梁支點處采用4臺32t液壓千斤頂支頂，在千斤頂頂部還安裝有一塊14號工字鋼，工字鋼與頂升支架底部緊貼，頂升支架與框架梁底支撐點緊固。步驟五，混凝土框架柱變形復(fù)位在混凝土框架柱柱頂利用3噸的導(dǎo)鏈沿混凝土框架柱柱頂形變反方向即向西方向進行伸拉，直至混凝土框架柱柱頂消除側(cè)向變形形變?yōu)橹?。步驟六清理狗洞清除混凝土梁柱節(jié)點處的不合格混凝土，直至露出混凝土結(jié)構(gòu)新面，并且清洗混凝土框架柱表面。步驟七混凝土框架柱節(jié)點修復(fù)采用GM2102型高強型復(fù)合灌漿料逐層對混凝土框架柱頂部的狗洞進行逐層澆筑，修復(fù)狗洞收口時采用GRCM快凝快硬型水泥基灌漿料塞實狗洞口，保持灌漿料處于濕潤狀態(tài)，澆水養(yǎng)護混凝土框架柱2-3d。上述高強型復(fù)合灌漿料及快凝快硬型水泥基灌漿料的水灰比不超過O. 4，強度達到 C45。步驟八粘貼碳纖維布補強在混凝土框架梁、柱裂縫處粘貼碳纖維布。其中碳纖維布的規(guī)格為300g/m2，采用環(huán)氧樹脂膠進行粘貼，在混凝土框架梁、柱節(jié)點受力集中處，采用500mm寬的碳纖維環(huán)箍進行加固，針對混凝土框架柱中部的水平裂縫采用直徑為IOOmm 間距為200mm的碳纖維環(huán)箍進行封閉處理。步驟九拆除作業(yè)平臺及頂升支架將經(jīng)過碳纖維補強后的混凝土框架柱養(yǎng)護7d 后，將作業(yè)平臺和頂升支架全部拆除。遵循本發(fā)明上述技術(shù)步驟，原混凝土梁柱節(jié)點的混凝土強度達到C45，高出原梁、 柱混凝土的強度一級，混凝土柱的中線偏離原設(shè)計軸線I. 5_，滿足設(shè)計和施工驗收規(guī)范的
5要求，梁的位置和原設(shè)計位置一致，且梁、柱節(jié)點沒有出現(xiàn)二次損傷。
權(quán)利要求
1.一種既有鋼筋混凝土梁柱節(jié)點的修復(fù)和加固方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)搭建作業(yè)平臺在既有建筑物混凝土柱四周，且位于該混凝土框架柱高2/3處搭建作業(yè)平臺，作業(yè)平臺采用扣件式鋼管架搭設(shè)，管架的連接為扣件；(2)梁端支護在作業(yè)平臺上沿混凝土框架柱四周利用頂升支架支護與混凝土框架柱上方垂直交叉的橫梁的四個梁端；(3)卸載卸除混凝土框架梁柱所支撐的荷載；(4)框架梁底頂升復(fù)位在每個梁端頂升支架下方兩側(cè)設(shè)置兩臺托換千斤頂，利用千斤頂勻速頂升混凝土框架柱上方垂直交叉的橫梁的四個梁端，待混凝土框架柱上方垂直交叉的橫梁底端提升高度達到原設(shè)計要求高度+3_時，停止千斤頂頂升四個梁端，然后采用鋼墊塊將千斤頂進行置換；(5)混凝土框架柱變形復(fù)位在混凝土框架柱柱頂利用導(dǎo)鏈沿混凝土框架柱柱頂變形反方向進行伸拉，直至混凝土框架柱柱頂消除側(cè)向變形為止；(6)清理狗洞將混凝土框架柱柱頂與框架梁連接處酥碎的混凝土清除，直至露出堅硬的結(jié)構(gòu)新面；(7)框架混凝土柱修復(fù)采用高強型復(fù)合灌漿料逐層對框架混凝土柱頂部的狗洞進行修復(fù)，修復(fù)狗洞收口時采用快凝快硬型水泥基灌漿料塞實狗洞口，保持灌漿料處于濕潤狀態(tài)，養(yǎng)護框架混凝土柱2-3d ；(8)粘貼碳纖維布補強對混凝土框架梁、柱裂縫處粘貼碳纖維布；(9)拆除作業(yè)平臺及頂升支架將經(jīng)過碳纖維補強后的混凝土框架梁、柱養(yǎng)護7d后，將作業(yè)平臺和頂升支架拆除。
2.如權(quán)利要求I所述的既有鋼筋混凝土梁柱節(jié)點的修復(fù)和加固方法，其特征在于步驟(I)作業(yè)平臺采用扣件式鋼管架搭設(shè)，鋼架管支架距離為300mm-800mm，在作業(yè)平臺下方鋪設(shè)兩層槽鋼。
3.如權(quán)利要求I所述的既有鋼筋混凝土梁柱節(jié)點的修復(fù)和加固方法，其特征在于步驟(7)混凝土修復(fù)過程中所采用的高強型復(fù)合灌漿料及干硬灌漿料的水灰比不超過O. 4， 強度達到C45。
4.如權(quán)利要求I所述的既有鋼筋混凝土梁柱節(jié)點的修復(fù)和加固方法，其特征在于步驟(8)碳纖維布的單位面積質(zhì)量為300g/m2，采用環(huán)氧樹脂膠進行粘貼，在混凝土框架柱頂部采用500_寬的碳纖維環(huán)箍進行加固，針對混凝土框架柱中部的水平裂縫采用直徑為 IOOmm間距為200mm的碳纖維環(huán)箍進行加固。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種既有鋼筋混凝土梁柱節(jié)點的修復(fù)和加固方法，通過在被修復(fù)的混凝土框架柱周圍搭建作業(yè)平臺，通過對作業(yè)平臺鋼管架搭建的合理布置，使作業(yè)平臺能夠科學(xué)有效地分解混凝土框架柱節(jié)點的受力載荷，通過頂升架將混凝土框架柱上方的橫梁進行支護，并通過托換千斤頂將橫梁梁底進行頂升復(fù)位。當(dāng)橫梁頂升達到提升高度時，對混凝土框架柱頂頂部的形變進行反方向拉伸復(fù)位，消除框架混凝土頂部形變。針對混凝土框架柱與橫梁節(jié)點處的狗洞進行逐層修復(fù)塞實。最后對混凝土框架梁、柱的裂縫進行粘貼碳纖維補強修復(fù)，直至整個混凝土框架梁、柱所有缺陷修復(fù)完畢。
文檔編號E04G23/02GK102587689SQ20121009263
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者周明, 周雪峰, 曾凡奎, 胡長明 申請人:西安工業(yè)大學(xué)