结构补强设计施工
1. 设计流程
- 资料收集与分析：收集原结构的设计图纸、施工记录、地质勘察报告等资料，了解结构的类型（如混凝土结构、钢结构、砌体结构等）、尺寸、材料性能、荷载情况以及使用历史。分析现有资料，确定可能存在的薄弱环节和需要补强的区域。
- 现场勘查与检测：对结构进行实地勘查，检查结构的外观状况，包括构件是否有裂缝、变形、腐蚀、剥落等现象。采用专业检测方法，如混凝土结构可进行回弹法测强度、超声法测内部缺陷、钢筋探测仪测钢筋配置，钢结构可进行焊缝探伤、钢材厚度测量等，获取准确的结构参数。
- 承载能力评估：依据检测结果和相关结构设计规范，对结构的承载能力进行评估。计算结构在现有荷载和可能的附加荷载作用下的内力，与构件的承载能力进行对比，确定承载能力不足的程度和范围。
2. 补强方法选择与设计计算
- 根据结构类型和问题选择方法：
- 混凝土结构：
- 增大截面法：当混凝土构件（如梁、柱、墙）承载能力不足时可选用。通过增加构件的截面尺寸，并配置相应的钢筋来提高承载能力。计算时需考虑新老混凝土和钢筋的协同工作，根据受力情况确定新增截面的尺寸、钢筋的规格和数量。例如，对于受弯构件梁，可在梁底面和侧面增加混凝土和钢筋，提高抗弯和抗剪能力。
- 碳纤维布加固法：适用于提高混凝土构件的受弯、受剪性能。根据构件的受力情况计算碳纤维布的用量，包括层数、宽度和长度。碳纤维布的抗拉强度高，能有效分担构件的拉力。如在梁的受拉区粘贴碳纤维布，可限制裂缝发展，提高梁的抗弯承载能力。
- 外包钢加固法：对于混凝土柱或梁，可采用外包钢加固。有干式和湿式外包钢两种方式。计算时要考虑钢与混凝土之间的传力机制，确定外包钢的规格和连接方式。例如，湿式外包钢通过胶粘剂或灌浆使钢与混凝土紧密结合，可显著提高构件的抗压、抗剪能力。
- 钢结构：
- 增加截面法：对于钢梁、钢柱承载能力不足，可在原构件上焊接或螺栓连接新的钢板或型钢来增加截面。计算新截面的尺寸和连接强度，确保新增部分与原构件共同受力。
- 加固连接节点：钢结构的节点在受力中至关重要。当节点强度不足时，可采用增加焊缝长度、厚度，或更换高强度螺栓等方式加固。通过节点受力分析确定加固措施。
- 砌体结构：
- 外加圈梁、构造柱法：当砌体结构整体性差或抗震性能不足时，可在墙体合适位置增设圈梁和构造柱。计算圈梁、构造柱的截面尺寸、配筋和连接方式，使其能有效约束砌体墙，提高结构的整体性和抗震性能。
- 钢筋网水泥砂浆面层加固法：对于砌体墙承载能力不足或出现裂缝，可在墙体两面铺设钢筋网，然后喷射或涂抹水泥砂浆面层。计算钢筋网的规格和水泥砂浆的厚度，增强墙体的抗压、抗剪能力。
- 构造设计：
- 确定补强材料的布置方式和锚固措施。如碳纤维布加固混凝土结构时，要设计碳纤维布的粘贴方向、端部锚固长度和形式；增大截面加固时，要设计新老混凝土的结合面处理方式和钢筋的锚固构造；钢结构加固时，要设计新增截面与原构件的连接构造，如焊缝形式、螺栓布置等。
结构补强施工
1. 施工准备
- 材料准备：根据设计要求采购高质量的补强材料。如混凝土结构增大截面加固需准备水泥、砂石、钢筋，碳纤维布加固需准备符合质量标准的碳纤维布和配套胶粘剂，钢结构加固需准备钢材、焊条、高强度螺栓等。对材料进行检验，检查质量证明文件，并按规定抽样复验，确保材料质量合格。
- 设备准备：准备施工所需的设备和工具，如混凝土搅拌机、振捣器、电焊机、钻孔机、打磨机、喷枪等。检查设备性能，确保设备能正常工作。
- 人员培训：对施工人员进行技术培训和安全交底，使施工人员熟悉补强施工工艺、质量要求和安全注意事项。
2. 施工过程
- 按补强方法施工：
- 增大截面加固施工：
- 对原结构构件表面进行清理、凿毛，清除疏松的混凝土、油污和锈迹等。植入新钢筋，保证植筋的深度、间距和锚固长度符合设计要求，并通过拉拔试验检验植筋质量。支设模板，确保模板的强度、刚度和稳定性，模板拼缝要严密，防止漏浆。浇筑新混凝土，控制混凝土的配合比、坍落度和浇筑高度，采用振捣器振捣密实，保证新老混凝土结合良好。
- 碳纤维加固施工：
- 对构件表面进行打磨、清理，使其平整、干燥、无油污。涂刷底层胶粘剂，待其干燥后，将碳纤维布按设计要求裁剪、粘贴，用滚筒或刮板沿碳纤维布的纤维方向反复滚压或刮压，排除气泡，使碳纤维布与构件紧密贴合。若需多层粘贴，重复上述步骤，注意相邻两层碳纤维布的纤维方向应相互垂直。
- 外包钢加固施工：
- 对构件和外包钢表面进行处理，对于湿式外包钢，在构件和钢表面涂刷胶粘剂或灌注灌浆料，将钢构件安装到位，通过焊接或螺栓连接固定，确保钢与构件之间填充密实、连接牢固。对于干式外包钢，要保证钢与构件之间的贴合紧密，通过合适的连接方式固定。
- 钢结构增加截面和加固节点施工：
- 对于增加截面施工，将新增钢材与原构件进行准确的对位，采用焊接或螺栓连接。焊接时要保证焊缝质量，控制焊缝的尺寸、形状和焊接工艺参数；螺栓连接时要确保螺栓的规格、强度和拧紧力矩符合要求。对于节点加固，按设计要求增加焊缝长度、厚度或更换高强度螺栓，对节点处的钢材进行清理和处理，保证加固效果。
- 砌体结构外加圈梁、构造柱和钢筋网水泥砂浆面层施工：
- 外加圈梁、构造柱施工时，先在墙体上钻孔，植入圈梁、构造柱的钢筋，支设模板，浇筑混凝土。在钢筋网水泥砂浆面层施工中，先在墙体表面固定钢筋网，可采用锚固筋或膨胀螺栓等方式，然后喷射或涂抹水泥砂浆，控制水泥砂浆的厚度和强度，使其均匀覆盖钢筋网。
- 质量控制：建立质量检查制度，对每一道施工工序进行质量检查。如检查混凝土的强度、外观质量，碳纤维布的粘贴质量（包括粘贴是否平整、有无空鼓、粘结强度是否达标等），钢结构的焊接质量（焊缝外观、探伤检测）和螺栓连接质量（拧紧力矩、防松措施），砌体结构的圈梁、构造柱和水泥砂浆面层的质量等。对不符合质量要求的部位及时整改。
- 安全管理：施工现场设置安全警示标志，施工人员佩戴安全帽、安全带等防护用品。对高处作业、电气焊接、机械操作等危险作业制定专门安全措施，防止安全事故发生。例如，高处作业要设置可靠的脚手架和防护栏，电气焊接要注意防火、防触电。
3. 竣工验收
- 资料审查：审查施工过程中的各项资料，包括材料质量证明文件、检验报告、隐蔽工程验收记录、施工日志等，确保资料齐全、规范。
- 外观检查：对补强后的结构进行外观检查，检查补强部位是否符合设计要求，如混凝土表面是否平整、无蜂窝麻面，碳纤维布粘贴是否牢固、无褶皱，钢结构连接是否牢固、焊缝是否均匀，砌体结构的圈梁、构造柱和水泥砂浆面层是否质量良好。
- 结构性能检测：根据需要进行结构性能检测，如对关键构件进行静载试验、对结构整体进行变形观测等，验证补强后结构是否满足设计的承载能力、稳定性和变形要求。验收合格后，方可交付使用。