结构的检验测试与加固施工

  工程结构为人类提供了生存所必要的物质基础，随着人类文明的进步，工程结构已成为人类生产生活的重要组成部分，也逐步成为人类财富的象征。最初工程结构的兴建目的是为了满足人类社会的居住、保暖及躲避伤害的原始功能需求，但如今由于自然环境和使用环境的改变作用，现有的工程结构物在使用性能方面已发生了显著的变化叫。

我国范围内，性能已经严重退化的工程结构物数量庞大，目前大批的现存结构物广泛面临着因安全性和耐久性过低而被迫退役的威胁，现行行业标准的不断改进也制约着既有及加固技术的发展与应用对于提高建筑工程质量起到了积极的推动作用，结构安全检测鉴定及加固技术可有效节省国家、企业资金、可为企业的生产安全和广大人民群众生命财产安全提供有力保障，是土木工程领域新兴的研究方向，有着广泛而深远的积极意义。建筑物工程的安全鉴定及结构加固需依赖检测测试技术、鉴定评估和加固改造技术的良好发展。以检测测试技术为基础，收集准确的结构信息数据，为后续鉴定评估提供数据支持。鉴定评估技术是建筑物的评估和加固技术的关键，通过分析计算、对比论证，明确结构性能影响因素类别、程度、性质，制定处理方案。最终的结构加固改造是针对结构既存问题实施处理方案，完成施工图设计及操作，验证整套技术的先进性科学性和合理性。

检验与测试技术

结构的检验测试与建设工程施工阶段的送样和质检有明显差别，结构检验测试为对已有建筑的检验与测试，好多检验项目为隐蔽项目，检验工作表现出难度大，技术含量高、是多学科多手段的综合应用技术。

1、混凝土结构

 建国初期，我国严重缺乏现代建筑结构检测手段。直到六七十年代，混凝土强度无损检测方法开始立项研究。建筑科学研究发展计划的确立，技术攻关力量的有效组织，让我们实现了《回弹法评定混凝土抗压强度技术规程》(JGJ23-85)的颁布实施，这是我国第一本全国性检测规程。直至目前，回弹法、钻芯法、超声法、拔出法和灌入法以及超声回弹综合法、钻芯回弹综合法等关于混凝土强度及缺陷的检测技术得到了广泛应用和持续发展。测试理论的完善和测试仪器性能的提高标志着混凝土强度检测技术的成熟。

2、砌筑结构

  沿着“引进一消化-提高”的发展规律，混凝土结构检验与测试技术有了长足的进步，而砌筑结构的检验与测试的发展却是“借鉴--独创”之路。砌筑结构检验测试技术起步较混凝土结构稍，技术成熟程度也不如混凝土强度检测技术，但发展势头猛进，国内形成了百花齐放的可喜局面。

3、钢结构

  现实工程建设中钢结构类型较混凝土结构和砌体结构相比数量较少，随着冶金、机械、交通、航空航天、石油化工等行业对钢材的物理性能、力学参数、材料内部缺陷、等检验方法相对先进，通过学习借鉴国内其他行业的先进手段，实现检验测试技术改进发展。如焊缝和钢材的超声波、射线、磁粉、渗透探伤方法等多种手段。

钢结构的检验测试技术切实有效地解决了众多实际问题，但该技术依然存在广阔的发展空间，可以继续研究与开发利用。检测技术的发展进程影响着结构鉴定与评估技术的发展与进步，而结构鉴定与国家经济状况、建筑市场和社会需求有着密切的联系。经过20多年技术沉淀，建筑物和构筑物的抗震鉴定与抗震加固技术已成为结构鉴定与加固技术不可缺少组成部分。建筑物和构筑物抗震鉴定与加固技术水平日益提高，技术体系逐渐形成，为行业相关技术进步的奠定了基础。常见的工程质量问题如设计造成的多层砖房温度裂缝问题、混凝土工程施工阶段的开裂等问题可以通过对相关建设工程进行质量检测与鉴定而提出整改办法。以此为据可对设计规范和施工验收规范进行修定。结构的鉴定与评估技术历经50多年的发展，行业体系已涵盖包括结构安全性鉴定、结构抗灾害能力鉴定与评估、工程质量问题鉴定、灾后结构的鉴定与评估、结构耐久性鉴定和剩余寿命评估等众多技术领域。

对实际已建工程的现有材料强度、实际构件尺寸，实际结构布局、现有基础沉降、工程使用环境及构件损伤的现实因素的影响，势必造成与设计参数的差异。但鉴定与评估时依然沿用结构设计时的计算理论和方法显然不合适。因此检测鉴定环节的计算理论及方法有待发展。结构加固技术带动结构改造技术有了长足发展，与此同时，替代结构技术、改变传力途径技术、托梁拔柱技术、预应力技术、结构增层及加层技术等众多新技术相继被工程技术人员提出并实施。极大地促进了结构加固技术的发展。检验测试仪器的发展推动了检测鉴定技术进步，加固技术发展的动力又来自新型材料的研发。轻质、高强、抗腐蚀、耐高温的新材料研发应用是实现良好加固效果的基础，简单易操作的加固方法成就了良好的加固效果好。不断提高的加固改造理论实现了该项技术的发展进步。一改相对之前针对构造和承载能力不足的重点考虑，目前的研究方向改向了针对结构总体的把握及研判。

1.4钢结构加固方法介绍

目前行业已具备了成熟经验的钢结构加固方法为：减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等加固方法。

 1、改变结构计算图形

通过改变荷载分布状况、更换传力途径、增设附加杆件及支撑、设置预应力构件、修改节点连接方式及边界条件，充分利用构件协同工作性能等措施完成结构体加固。

(1) 通过增加结构或构件的刚度完成结构加固：

A、依据空间结构验算结果，适当增加空间结构支撑；

B、添加约束减少受压构件长细比，从而提高结构体稳定性；

C、增设支撑杆件提高结构整体刚度，提高结构承载力；

D、通过调整结构自振频率从而改善结构动力特性；

E、调整受力位置完成重点受力构件布局，重点强化局部列柱刚度，保护相应构件受力安全；F、适当设置拉杆、拉索等装置加强塔架结构的刚度。

(2) 实现受弯杆件加固的具体方法：

A、对构件提前施加预应力；

B、改换荷载施加方式；

C、改变构件端部约束类型；如刚结代替铰接，连续结构代替简支结构，超静定结构代替静定结构；

E、改换结构类型。

(3)对桁架体系加固可操作方法：

A、变桁架为撑杆式结构；

B、布设预应力拉杆。

2、构件截面加大的加固方法

    加固原则：在充分考虑待构件的已有缺陷及损伤的情况下，待加固构部位的构件截面形式应有利于实现加固操作，并满足相关技术要求。

3、连接加固

    参照钢构件的连接惯用方法，应充分考虑原结构的已有连接方式，依据结构加固的原因、目的及实际受力状况、结合现实构造及现场施工作业条件来具体确定加固连接方式。焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接是实现钢结构加固的常用连接方式。焊接工艺及连接材料经评定认可后可被应用于加固工程，实现焊缝连接。条件允许时也可实现焊缝及摩擦型高强度螺栓的混合使用。

4、修复与加固裂纹

    在循环应力作用下的结构，若结构设计、材料选择、加工制造、安装使用等环节出现问题，构件本身可能已经出现了最初具有扩展性或脆断倾向的性纹损伤，此时必须完成损伤修复。认真分析裂纹的产生原因及影响，评估损伤等级，修改构件实际工作荷载或制定具体损伤加固方案，必要时应考虑安全问题予拆除更换。