專利名稱：一種保證新老混凝土結(jié)構(gòu)共同受力的加固結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保證新老混凝土結(jié)構(gòu)共同受力的新型連接鍵的加固維修技術(shù)。
背景技術(shù)：
在結(jié)構(gòu)加固工程中，往往需在損傷的老混凝土結(jié)構(gòu)表面澆筑新混凝土材料，以增大截面高度和抗彎慣性矩，提高結(jié)構(gòu)承載能力并延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用壽命；目前新老混凝土的縱向抗滑移往往采用結(jié)合面鑿毛并涂刷界面劑的方式進(jìn)行；這種方式來用混凝土咬合力來實(shí)現(xiàn)縱向協(xié)調(diào)變形的方式往往難以達(dá)到共同受力效果，在使用一段時(shí)間后，較多加固結(jié)構(gòu)的結(jié)合面上出現(xiàn)縱向脫開的現(xiàn)象。目前在加固工程中，為保證新結(jié)構(gòu)不致因重力與老結(jié)構(gòu)脫開，一般采用U型箍的形式來將其連接起來，U型箍在長(zhǎng)期使用過程中會(huì)發(fā)生移位甚至脫落的情況，且外觀不太美觀，影響正常使用效果，加固工程在使用一段時(shí)間后，新加混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)豎向剝離甚至脫落的情形。綜上所述，加固后新老混凝土的共同受力往往難以保證，尤其是在荷載作用下會(huì)出現(xiàn)新老結(jié)構(gòu)接觸面的滑移開裂以及豎向剝離問題，因此需采用一定措施來阻止這種界面滑移和剝離，目前的技術(shù)手段往往不能保證這種共同受力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于彌補(bǔ)現(xiàn)有混凝土維修加固技術(shù)的不足，解決加固后新老混凝土結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)共同受力的難題。本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案達(dá)到上述發(fā)明目的:一種保證新老混凝土結(jié)構(gòu)共同受力的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述加固結(jié)構(gòu)包括沿老混凝土構(gòu)件縱向間隔設(shè)置的若干連接鍵，所述連接鍵包括一工字鋼構(gòu)件及若干錨栓，所述工字鋼構(gòu)件的底面寬度與老混凝土構(gòu)件寬度相等，工字鋼構(gòu)件的高度與擬澆灌新混凝土厚度相等，工字鋼構(gòu)件的上、下底面預(yù)留有對(duì)應(yīng)設(shè)置的穿孔，所述錨柱一端植入老混凝土，另一端貫穿過工字鋼構(gòu)件的穿孔露于老混凝土構(gòu)件表面，工字鋼構(gòu)件的其中一底面緊貼老混凝土構(gòu)件表面；所述加固結(jié)構(gòu)還包括相鄰工字鋼構(gòu)件之間的老混凝土構(gòu)件表面鑿毛后所涂刷的界面劑；及包括沿工字鋼構(gòu)件縱向鋪設(shè)的新加鋼筋；及包括自老混凝土表面澆灌而成形的新混凝土，所述新混凝土表面與工字鋼構(gòu)件表面平齊。所述連接鍵每隔2 3m布置一個(gè)。所述錨栓為化學(xué)錨栓，其植入深度為錨栓直徑的20 30倍。所述工字鋼構(gòu)件的縱向長(zhǎng)度為30cm，每塊工字鋼構(gòu)件配置6個(gè)化學(xué)錨栓。所述工字鋼構(gòu)件采用Q235鋼材，其外表面刷有防腐及防火涂料。一種如上任一所述的保證新老混凝土結(jié)構(gòu)共同受力的加固結(jié)構(gòu)的施工方法，其包括以下步驟:I)將錨栓植入老混凝土構(gòu)件中，所述錨栓露于老混凝土構(gòu)件表面；2)在老混凝土構(gòu)件表面安裝工字鋼構(gòu)件，所述工字鋼構(gòu)件的底面寬度與老混凝土寬度相等，工字鋼構(gòu)件的高度與擬澆灌新混凝土厚度相等，工字鋼構(gòu)件的上、下底面預(yù)留有對(duì)應(yīng)設(shè)置的穿孔，使步驟I)中的錨栓貫穿所述穿孔，并初步固定錨栓的螺帽；3)將相鄰工字鋼構(gòu)件之間的老混凝土表面鑿毛，并涂刷界面劑；4)在擬澆灌新混凝土區(qū)域安裝新加鋼筋，支護(hù)模板；5)澆筑新加混凝土，養(yǎng)護(hù)并拆模成型后，對(duì)螺栓的螺帽實(shí)施二次緊固。化學(xué)錨栓的螺帽應(yīng)分兩次緊固，第一次在工字鋼定位后，第二次在新澆結(jié)構(gòu)成型后。所述化學(xué)錨栓，每個(gè)連接鍵各有6條，以保證連接鍵的抗剪和抗拉能力。本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)新老混凝土結(jié)構(gòu)共同受力的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，其采用由植入式化學(xué)錨栓和工字鋼構(gòu)件組成的連接鍵，本發(fā)明通過在新老混凝土結(jié)構(gòu)接觸面設(shè)置若干新型連接鍵，可起到提高新老接觸面水平縱向抗滑移和豎向抗剝離的能力，從而保證了新老結(jié)構(gòu)的共同受力，使新老混凝土較好的連接并實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)變形，保證了加固結(jié)構(gòu)的承載能力和長(zhǎng)期使用性能。設(shè)置的新型連接鍵比U型箍和截面鑿毛連接的方式更加牢靠，且具有U型箍所沒有的縱向抗滑移作用，比截面鑿毛和涂刷界面劑的連接效果要好出很多。采用新型連接鍵具有受力性能好、工廠預(yù)制、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，適合在結(jié)構(gòu)加固維修等場(chǎng)合得到推廣應(yīng)用。


圖1a為單個(gè)連接鍵的平面圖。圖1b為單個(gè)連接鍵的立。圖1c為單個(gè)連接鍵的剖面圖。圖2a為采用連接鍵加固后的結(jié)構(gòu)立面圖。圖2b為圖2a的1-1剖面圖。圖3為本發(fā)明連接鍵施工過程斷面示意圖，其中圖3a為老混凝土梁；圖313為在老混凝土中植入化學(xué)錨栓；圖3c為加裝工字鋼構(gòu)件；圖3d為加入鋼筋及安裝模板；圖3e為新混凝土澆注成形后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明結(jié)構(gòu)安裝施工過程立面示意圖，其中圖4a為將老混凝土表面鑿毛；圖4b為新加鋼筋、支護(hù)模板，澆筑新混凝土成形。其中，連接鍵I化學(xué)螺栓1.1工字鋼1.2新加鋼筋1.3模板2老混凝土 3界面3.1新混凝土 具體實(shí)施例方式以下以梁式構(gòu)件作為被加固結(jié)構(gòu)為例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述。按以下步驟進(jìn)行施工操作:I)根據(jù)新加混凝土結(jié)構(gòu)尺寸和老混凝土結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度，在工廠預(yù)制焊接若干工字鋼構(gòu)件，所述工字鋼構(gòu)件采用不小于10_的鋼板制成。工字鋼構(gòu)件兩底面的寬度應(yīng)與老混凝土梁的寬度相同，工字鋼構(gòu)件的高度與擬澆灌新混凝土厚度相等，工字鋼構(gòu)件的上、下底面預(yù)留有若干組上、下對(duì)應(yīng)的穿孔。2)在老混凝土結(jié)構(gòu)指定位置上安裝化學(xué)錨栓1.1，植入長(zhǎng)度不小于錨栓直徑的20倍，且伸出老結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度應(yīng)比新澆混凝土的厚度長(zhǎng)2cm ；3)在化學(xué)錨栓1.1的安裝位置安裝若干工字鋼1.2，第一次旋緊螺帽；4)鑿毛老混凝土界面3.1，涂刷界面劑；5)支護(hù)模板并綁扎新加鋼筋1.3 ；6)澆筑新加混凝土 4，并養(yǎng)護(hù)成型；7)拆模并第二次緊固螺帽。化學(xué)錨栓和工字鋼構(gòu)件應(yīng)工廠預(yù)制，兩者有可能不是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，應(yīng)提前制作，工字鋼可采用焊接型、錨栓長(zhǎng)度應(yīng)提前設(shè)計(jì)。本發(fā)明中采用的工字鋼構(gòu)件的縱向長(zhǎng)度為30cm，每個(gè)工字鋼上配置6根化學(xué)錨栓，形成一個(gè)連接鍵。連接鍵沿梁構(gòu)件的縱向每間隔2 3米
設(shè)置一個(gè)。新澆混凝土的施工手段根據(jù)實(shí)際情況采用現(xiàn)有的施工方法即可，并非本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)，在此不再贅述。除了梁式構(gòu)件以外，適用本發(fā)明的還可以是柱式構(gòu)件等，只要構(gòu)件截面為方形即可。
權(quán)利要求
1.一種保證新老混凝土結(jié)構(gòu)共同受力的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述加固結(jié)構(gòu)包括 沿老混凝土構(gòu)件縱向間隔設(shè)置的若干連接鍵，所述連接鍵包括一工字鋼構(gòu)件及若干錨栓，所述工字鋼構(gòu)件的底面寬度與老混凝土構(gòu)件寬度相等，工字鋼構(gòu)件的高度與擬澆灌新混凝土厚度相等，工字鋼構(gòu)件的上、下底面預(yù)留有對(duì)應(yīng)設(shè)置的穿孔，所述錨柱一端植入老混凝土，另一端貫穿過工字鋼構(gòu)件的穿孔露于老混凝土構(gòu)件表面，工字鋼構(gòu)件的其中一底面緊貼老混凝土構(gòu)件表面； 所述加固結(jié)構(gòu)還包括相鄰工字鋼構(gòu)件之間的老混凝土構(gòu)件表面鑿毛后所涂刷的界面劑；及包括沿工字鋼構(gòu)件縱向鋪設(shè)的新加鋼筋；及包括自老混凝土表面澆灌而成形的新混凝土，所述新混凝土表面與工字鋼構(gòu)件表面平齊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保證新老混凝土結(jié)構(gòu)共同受力的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述連接鍵每隔2 3m布置一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保證新老混凝土結(jié)構(gòu)共同受力的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于所述錨栓為化學(xué)錨栓，其植入深度為錨栓直徑的20 30倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保證新老混凝土結(jié)構(gòu)共同受力的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述工字鋼構(gòu)件的縱向長(zhǎng)度為30cm，每塊工字鋼構(gòu)件配置6個(gè)化學(xué)錨栓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保證新老混凝土結(jié)構(gòu)共同受力的加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述工字鋼構(gòu)件采用Q235鋼材，其外表面刷有防腐及防火涂料。
6.一種如權(quán)利要求1 5任一所述的保證新老混凝土結(jié)構(gòu)共同受力的加固結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將錨栓植入老混凝土構(gòu)件中，所述錨栓露于老混凝土構(gòu)件表面； 2)在老混凝土構(gòu)件表面安裝工字鋼構(gòu)件，所述工字鋼構(gòu)件的底面寬度與老混凝土寬度相等，工字鋼構(gòu)件的高度與擬澆灌新混凝土厚度相等，工字鋼構(gòu)件的上、下底面預(yù)留有對(duì)應(yīng)設(shè)置的穿孔，使步驟I)中的錨栓貫穿所述穿孔，并初步固定錨栓的螺帽； 3)將相鄰工字鋼構(gòu)件之間的老混凝土表面鑿毛，并涂刷界面劑； 4)在擬澆灌新混凝土區(qū)域安裝新加鋼筋，支護(hù)模板； 5)澆筑新加混凝土，養(yǎng)護(hù)并拆模成型后，對(duì)螺栓的螺帽實(shí)施二次緊固。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種保證新老混凝土結(jié)構(gòu)共同受力的加固結(jié)構(gòu)，所述加固結(jié)構(gòu)包括沿老混凝土構(gòu)件縱向間隔設(shè)置的若干連接鍵；所述加固結(jié)構(gòu)還包括相鄰工字鋼構(gòu)件之間的老混凝土構(gòu)件表面鑿毛后所涂刷的界面劑；及包括沿工字鋼構(gòu)件縱向鋪設(shè)的新加鋼筋；及包括自老混凝土表面澆灌而成形的新混凝土，所述新混凝土表面與工字鋼構(gòu)件表面平齊。本發(fā)明還公開了利用上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行的加固施工方法。本發(fā)明通過在新老混凝土結(jié)構(gòu)接觸面設(shè)置若干新型連接鍵，可起到提高新老接觸面水平縱向抗滑移和豎向抗剝離的能力，從而保證了新老結(jié)構(gòu)的共同受力，使新老混凝土較好的連接并實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)變形，保證了加固結(jié)構(gòu)的承載能力和長(zhǎng)期使用性能。
文檔編號(hào)E04G23/02GK103195260SQ201310111359
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者趙冉, 蘇林王, 應(yīng)宗權(quán) 申請(qǐng)人:中交四航工程研究院有限公司, 廣州港灣工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司, 中交四航巖土工程有限公司, 廣州四航材料科技有限公司