[发明专利]一种混凝土圆形塔柱的加固工艺

说明书

本发明涉及一种混凝土圆形塔柱的加固工艺，（1）对于严重开裂区域，增设预应力钢丝绳加固，每层环向预应力钢丝绳分为多段张拉；（2）对于塔柱表面混凝土轻微开裂区域，使用FRP网格加固。FRP网格是采用剪力键和防护砂浆固定FRP网格；其中，剪力键借助剪力螺杆（21）固定在表面混凝土内，FRP网格挂在剪力键（19）与表面混凝土之间，且留有间隙，该孔隙内填满防护砂浆。两种加固工艺完成后均采用防护砂浆覆盖。该加固工艺针对塔柱表面不同开裂情况，综合采用预应力钢丝绳和FRP网格两种加固法，可有效改善混凝土塔柱表面混凝土开裂情况，提高塔柱承载力、延性和耗能。

技术领域

本发明涉及混凝土结构加固技术领域，具体涉及一种用于混凝土圆形塔柱的预应力与FRP网格加固工艺。

背景技术

混凝土圆形塔柱结构在自然环境和使用环境作用下，由于累积损伤、材料老化、灾害荷载设计和施工中的缺陷等因素的影响，塔柱各部份表面混凝土存在不同程度的开裂，导致内部钢筋暴露在空气中，易被锈蚀，混凝土塔柱抗力因此出现衰减。

针对结构抗力衰减，现有的加固方法主要分为两类，直接加固法和间接加固法。直接加固法就是通过一些技术措施，直接提高构件截面的承载力和刚度等，目前常用的直接加固法有：置换混凝土加固法、加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、外部粘贴加固法；间接加固法是根据原有结构体系的客观条件，通过一些技术措施，改变结构传力途径，减少被加固构件的荷载效应，目前常用的间接加固法有：增设构件法、增设支点加固法、卸载加固法等。

现有加固方法可提高混凝土结构的承载力，但应用于塔柱结构时，由于塔柱属于高耸结构，各加固方法均存在一定的缺陷，如加大截面加固法应用难度大、外包钢加固法钢材消耗量大等，因此需要一种针对混凝土塔柱的针对性加固方法。

吴刚等在“FRP网格约束混凝土圆柱的抗震性能”（《建筑科学与工程学报》2007年12月，Vol.24 No.4） 一文中，对纤维增强聚合物（FRP）网格约束混凝土圆柱进行了轴压荷载试验，给出了FRP网格侧向约束强度和侧向约束刚度计算公式及FRP网格约束混凝土圆柱的应力-应变关系模型确定方法。在此基础上，完成了FRP网格加固钢筋混凝土圆柱在低周反复荷载作用下的实验，探讨了FRP网格加固用量及FRP网格中纵筋是否锚入柱底座对试件承载力和变性能力的影响，表明FRP网格约束后对混凝土圆柱的强度和延性有明显提高，约束后的应力-应变关系曲线有误软化段主要与FRP约束量有关。

王升等在“预应力FRP网格抗弯加固混凝土结构的性能研究”一文中指出，预应力FRP网格的张拉与锚固技术是工程中的难点，针对该难点，其对端部锚具以及张拉工法进行了研究，并通过6块空心板的抗弯加固试验验证了预应力FRP网格的加固效果，提出了预应力FRP网格加固空心板(梁)的正截面承载力计算方法，得出波纹型夹片式锚具是较优方案。

发明内容

本发明旨在克服上述不足，提供一种混凝土圆形塔柱的加固工艺。综合采用预应力加固法和FRP网格加固法，有效改善塔柱表面混凝土开裂情况，提高混凝土圆形塔柱承载能力。

为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案：

一种混凝土圆形塔柱的加固工艺，综合采用预应力加固法和FRP网格加固法，具体来说，是：（1）对于严重开裂区域，增设预应力钢丝绳加固；（2）对于塔柱表面混凝土轻微开裂区域，使用FRP网格加固。

加固过程，详述如下：

（1）塔柱表面混凝土严重开裂区域，采用增设体外预应力钢丝绳加固。结合开裂情况和塔柱内部钢筋分布情况，确定锚板位置，同时结合混凝土塔柱截面弧度，确定每层环向预应力钢丝绳段数，以达到张拉预应力钢丝绳时减小摩阻力和均匀张拉的目的。