钢筋混凝土加固设计

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1、目录摘要Abstract.文献综述第一章 钢筋混凝土结构加固技术的发展历史及现状1、钢筋混凝土结构加固技术兴起的原因2、钢筋混凝土结构加固技术的发展历史第二章钢筋混凝土结构破坏机理及原因2-1 钢筋混凝土中钢筋的腐蚀2-2 钢筋混凝土中混凝土的中性化2-3 钢筋混凝土中混凝土碱集料反应2-4 混凝土的冻融破坏第三章 钢筋混凝土结构加固技术及方法. 3-1 钢筋混凝土结构加固技术的简介3-2钢筋混凝土结构的加固原理3-3钢筋混凝土结构的加固方法 第四章钢筋混凝土结构加固发展趋势及前景4-1 混凝土结构中纤维复合材料加固应用4-2 混凝土结构加固技术的总结及展望参考文献致谢摘要：在查阅国内外混凝土

2、构件加固技术相关书籍资料的基础上，介绍混凝土构件加固的几种常用方法，并阐述各种方法的加固机理、优缺点及其工程应用情况，重点对FRP 加固技术目前国内外研究现状进行综述。在此基础上对混凝土构件加固方法的发展趋势进行展望。关键词：钢筋混凝土结构；加固技术；钢筋腐蚀；混凝土碳化Abstract: This paper is a summary on the basis of data from relevant books of the concrete reinforcement technique athome and abroad，which introduces several common

3、 reinforcement concrete methods， expounds the reinforcingmechanism，the advantages and disadvantages，and engineering application of these methods Especially the FRPreinforcement techniques at home and abroad are reviewed On this basis the development trend of the reinforcementmethod is discussed fina

4、llyKeywords: reinforced concrete structure; strengthening methods; reinforcement corrosion；carbonation of concrete；文献综述 20世纪80年代以前，建筑结构加固工作的重点主要是对旧房进行鉴定和加固，而从90年代中期，旧房和新房都存在着鉴定和加固的问题，因此对建筑结构进行鉴定和加固的工作越来越多，特别是在房产业大发展、居民购买增多的情况下，许多房屋质量纠纷的解决办法之一，就是对房屋进行鉴定和加固。有时对房屋质量的检测和鉴定的结果，也成为各级政府部门处理 纠纷的重要依据。1) 传统混凝

5、土梁加固方法大多都是直接加固构件，在加固的同时存在一定程度的限制和不足，如自重加大、成本提高等。随着新型加固技术的发展，轻质高强等高性能材料的应用，是加固技术的必然发展趋势。2) 纤维复合材料的广泛应用推动了加固行业走上新的台阶，从外贴加固、体外预应力加固、内嵌加固技术到内嵌预应力加固技术，加固技术逐渐的完善，并将在实践中被广泛使用。3) 各专家、学者相继进行了相关试验研究，但即使对同一个研究方向在试验参数、试验对象等各方面都有所不同，使这种加固技术研究更加全面。4) 加固技术理论研究需要深入。从目前的加固技术研究来看，传统加固方法、FRP 加固技术都存在一定缺陷，内嵌预应力螺旋肋钢丝加固技术

6、脱颖而出，但这种加固技术理论研究刚起步，工程实践更是较少，且这种加固技术存在钢丝腐蚀问题，所以在理论方面，加固技术需要进一步研究。5) 加固技术应用研究有待发展。大多国内外研究都是进行纯理论的试验研究，应用方面的研究较少，需要进一步加强。因此应充分利用已有的理论基础，推进加固技术深入发展并应用到实际工程中。6) 复合方法的发展。结合两种或更多种加固方法的优势，发挥综合效应，提高加固效益。如内嵌预应力螺旋肋钢丝加固法是利用内嵌方式，有效避免了外贴的缺陷，又充分利用高性能材料的力学性能，同时施加预应力提高了加固构件的抗裂性。但同时还要注意螺旋肋钢丝的锈蚀问题。混凝土结构加固技术的研究及发展趋势阿木

7、子卡 西南大学工程技术学院第一章 混凝土结构加固技术的发展历史及现状1.1 混凝土结构加固技术发展对于已经建成的混凝土结构，许多种原因可能导致结构的安全性、适用性和耐久性不能满足规定和要求，这些原因包括设计错误、施工或材料质量低劣、增加楼层及改造导致结构上的荷载增大或者遭受灾害及结构耐久性损伤等等。当结构构件的可靠性评级为c级或者d级时，一般需要我们采取结构的加固补强措施。工程结构加固的目的是提高工程结构及构件的承载力、刚度、延性、稳定性和耐久性，满足安全要求，改善使用功能，延长结构及构件的寿命。20世纪80年代以前，建筑结构加固工作的重点主要是对旧房进行鉴定和加固，而从80年代中期以来，旧房

8、和新房都存在着鉴定和加固的问题，因此对建筑结构进行鉴定和加固的工作越来越多，特别是在房地产业大发展、居民购买增多的情况下，许多房屋质量存在纠纷，需要对建筑进行鉴定和加固。建筑物通常包括工业建筑物、公共建筑物和住宅建筑物。建筑物建设时都是根据某种目的和所要求的功能和标准为基础进行设计和施工的。但是建设好的建筑物，经过使用后，由于技术的进步和生活水准的提高，有时就不能满足人民生活和生产的需求；或者由于社会制度和生产工艺的变革，设计之初的标准和用途都不适应了；也有的由于建筑设备和生产设备的过时，建筑物使用荷载的变化，要求增加设备或负荷，改变建筑物的某一部位的结构等。上述情况，只有按现行标准和规范，对

9、现有建筑结构进行加固和改造，才能满足人民生活和生产发展的需求。 建筑加固提高了建筑结构的可靠性。工程结构加固的最突出作用就是提高结构的可靠性，保障人的生命和财产的安全。随着人类文明的进步，人们对建筑结构可靠性的要求不断提高，而随着时间的推移，工程结构可靠性由于自然等诸多客观因素会下降。为了满足工程结构可靠性的时代要求，满足人民群众对建筑质量的需求，提高工程结构的安全性能，对结构的加固是一条必然的途径。建筑加固的作用还可以延长结构的寿命，材料在任何环境中均会受到阳光、风，雨自然的腐蚀作用，在有些环境中材料腐蚀速度会比较快，例如砌体结构在室外地坪高度处的材料相对容易被腐蚀，破坏局部结构，使结构开始

10、受损。地基变形引起结构产生开裂或倾斜。结构遭受自然灾害，比如地震等各种自然灾害，这些都将缩短结构的使用寿命，而结构的加固是延长结构寿命的重要途径。随着时代的发展，有些结构物在使用过程中用途会发生一些变化。在结构物用途发生变化之下，伴随着建筑结构上荷载的重新分布。在某些结构荷载变大了的部位，需要对其进行设计和加固，以使用和满足更大荷载的需求，维持结构在较大荷载作用下保持其原有功能。对于服役期已满的结构物，若需要继续使用或由于让它成为历史文物需要保护的，对原有结构进行加固。对于旧建筑物结构或可靠性不能满足要求的建筑结构，处理的办法要么报废拆除，要么加固使用。建筑结构的拆除会产生许多负面的影响，产生

11、大量的建筑垃圾，尘埃污染环境，产生噪声污染等。 出现以下情况时通常需要对建筑的工程结构需要进行鉴定和加固：1) 由于使用不当、年久失修、结构有端上破坏、不能满足目前使用要求或安全度不足时要进行鉴定和加固。2) 由于涉及或者施工中发生差错引起工程质量事故时，需要对原结构进行鉴定和加固。这种情况下新建工程和已建工程使用投入的工程中都可能遇到，这是工程中经常导致事故发生的原因。3) 有自然灾害的因素导致工程结构的发生开裂和破坏，需要对原结构进行鉴定和加固，自然灾害主要是地震引起的工程结构和地基开裂，另外还有台风、火灾等引发的各种自然灾害。4) 对一些重要的历史性建筑、纪念意义的建筑，需要进行保护时，

12、要对结构采取进行鉴定和加固措施。5) 对建筑进行改造、扩建和加层时需要对建筑原结构进行鉴定和加固。6) 在对建筑物进行装修中对原结构构件布置具有重大改变和影响原结构受力体系时，应对原结构进行鉴定和加固。7) 当在已有建筑附近有深大基坑开挖，并且这种开挖会引起土体位移进而会对基坑周围的已有建筑产生有害影响时，应对这些建筑进行鉴定和加固。这也是确保基坑周围已有建筑的安全、确保基坑工程和新建工程顺利进行的重要措施之一。需要我们对原来的工程结构进行鉴定和加固。1.2 混凝土结构的加固技术的发展历史传统的结构加固方法包括加大截面加固法、体外预应力加固法和改变结构传力体系加固法等，广泛应用于实际工程中。但

13、是传统的结构加固方法有其缺点，加大截面加固法施工周期长，增大了截面的尺寸，减少了使用空间；预应力加固法锚固构造困难，施工技术技术要求高，且耐久性往往难以满足要求。20世纪60年代，美国将环氧树脂胶粘剂修复技术应用于公路、铁路、机场跑道的维护以及水利工程和军事设施的加固。另外，外部粘贴钢板加固法是用用环氧树脂等胶粘剂把钢板等高强度材料牢固地粘贴于被加固构件的表面，使其与被加固构件共同工作，达到加固的目的。20世纪，各国广泛开展了外部粘贴钢板加固法的的理论研究和应用研究，各国学者对外部粘贴钢板加固的各种受力构件的承载力、刚度、延性等性能指标进行了较为系统的研究，建立了粘贴钢板加固技术的一系列理论基

14、础，在解决实际工程中起到了重要的重要，并且广泛的应用于实际工程加固中。美国、欧洲、日本都发达国家也制定了相应的粘贴钢板加固技术标准。20世纪70年代，在美国圣甫南多大地震的震后修复过程中，广泛采用了建筑结构胶，应用于修复损伤的结构构件。20世纪90年代，英国科学专家应用FD808结构胶，将6.3mm厚的钢板粘贴加固了一座公路桥，使得这座原限载量110t的桥梁可以通过500t的载重汽车。我国使用建筑结构胶的时间比较晚，是从20世纪80年代开始的。1978年，由法国援建的辽阳化纤总厂一座变电所的大梁，因为设计配筋不足出现多条裂缝，法国斯贝西姆公司用该国SIKADUR-31建筑结构胶对损伤的工程构件

15、进行了钢板粘贴加固补强，结果其正常使用功能得到了恢复。1981，年中科院大连物理化学研究所研制的我国第一代JGN建筑结构胶。JGN型建筑结构胶的问世，对我国粘贴钢板技术的发展起到了极大的推动作用。1984年，辽宁省物理化学研究所与辽宁建筑科学研究所发表了关于粘贴钢板受弯构件的誓言研究报告，并制定了相关的技术标准。1991年颁布的混凝土结构加固技术规范将受弯构件粘贴钢板加固方面的内容纳入了其中。20世纪末，出现了外贴纤维复合材料加固法，在这基础之上，于1984年瑞士实验室开始了外贴纤维复合材料加固法的研究，随后各国专家、学者也开始在该领域的广泛研究和应用推广于实际工程中。美国，日本等发达国家在该

16、领域已经制定了外贴纤维复合材料加固加固的相关技术标准，我国已于2003年颁布了碳纤维片材加固混凝土结构技术规程。外贴法具有施工周期短、对原结构的影响小等优点，收到设计者和使用者的欢迎。但是，在外贴加固中，外贴材料与构件材料的结合性能使保证加固效果的关键，胶粘剂性能的好坏决定了外贴加固的成功与否，由于受到胶粘剂性能的限制，外部粘贴加固还大多局限于环境温度、湿度的受静力的构件。另外外贴材料与被加固构件之间的粘贴锚固性能和锚固破坏机理、加固构件的耐久性和耐高温性能、加固构件的可靠性以及材料强度取值等。混凝土结构发展应用的时间不长，至今约100年。混凝土加固的历史更短。近十年来，我国在混凝土结构加固改

17、造方面做了大量的研究和实践推广，取得了丰富的经验。先后颁布混凝土结构加固技术规范CECS25：:9和混凝土结构加固设计规范GB 50367-2006. 第二章 钢筋混凝土结构破坏机理和原因 2.1 钢筋混凝土中钢筋腐蚀2.1.1 概述混凝土破坏的原因按重要性递降顺序排列是：钢筋腐蚀、混凝土的冰融破坏、侵蚀环境的物理化学作用。混凝土结构中钢筋的腐蚀引起混凝土结构的破坏已成为全世界普遍关注并日益突出的一大灾害。美国标准局于1975年调查显示：美国全年各种腐蚀损失为700亿美元，其中混凝土中钢筋锈蚀损失有280亿。在英国，英格兰岛中部环行线的21km快车道，11座混凝土高架桥的建设费是2800万英镑

18、，因冷天撒盐融化冰雪两年后就发现钢筋锈蚀将混凝土顺筋胀裂。20世纪50年代，我国北方和国外一样，为了让混凝土尽早凝固，在混凝土中加入氯盐，致使钢筋严重锈蚀而过早破坏。在我国的南方滨海地区及海洋工程的钢筋混凝土结构物中，钢筋腐蚀尤为突出。20世纪60年代曾调查华南和华东27座海港钢筋混凝土建筑物，因钢筋锈蚀破坏的占74%；1987年调查华南18座使用725年的海港钢筋混凝土码头，因为混凝土水灰比比较大或施工质量差，钢筋锈蚀破坏的占89%，基本完好的仅仅是水灰比约0.5的两座钢筋混凝土码头；锈蚀使受力钢筋的截面减小，锈蚀层膨胀使混凝土保护层钢筋方向“顺筋”开裂，而后脱落，以致不得不花费大量的经费对

19、结构进行修补和加固。2.1.2 钢筋腐蚀机理 钢筋发生锈蚀需要三个基本要素：钢筋表面钝化膜破坏；充足的氧供应；适宜的湿度。三个要素缺一不可，第一要素为诱发条件，腐蚀速度则取决于氧气及水分的供应。钢筋的锈蚀一般为电化学锈蚀，发生电化学锈蚀必须具备三个条件1：（1）在钢筋表面有电位差；（2）在阴极部位钢筋表面上存在足够的氧气和水：(2-1)（3）在阳极区，使阳极部位的钢筋表面处于活化状态，即钢筋表面的钝化膜遭到破坏：(2-2)在氧气和水的共同作用下，钢筋表面不断失去电子发生电化学反应，逐渐被锈蚀，在钢筋表面生成锈，引起混凝土开裂。钢筋的腐蚀反应也可以用图2-1表示：一旦钢筋的钝化膜遭到破坏，在有氧

20、气和水存在的条件下，就会发生腐蚀电化学反应。在阳极发生阳极反应，铁变为离子进入溶液，阴极发生阴极反应，于是溶液中的和结合生成氢氧化亚铁：(2-3)氢氧化亚铁再于水和氧气反应，生成氢氧化铁。出现了氢氧化铁之后，它下面的铁就成为阴极，进一步促进锈蚀。随时间推移，一部分氧化铁进一步氧化成（红锈），一部分氧化不完全的成为(黑锈)，在钢筋表面形成锈层。整个过程如图2-1。 混凝土在水化作用时，水泥中氧化钙生成氢氧化钙，使混凝土空隙中含有大量的氢氧根离子，呈显出碱性。在碱性的环境中，钢筋的表面形成了一层钝化膜，起到了保护钢筋的作用，防止进一步锈蚀，只有当钝化膜遭到破坏时，钢筋才开始腐蚀。 由于混凝土碱性差

21、异、钢筋中的碳及其他合金元素的偏析、加工引起的钢材内部应力等都会使钢筋各部位的电极电位不同而形成局部电池（钢筋表面存在电位差，有阳极阴极存在）。一旦钢筋的钝化膜破坏，在有水和氧气的条件下就会产生腐蚀电池反应，在阳极发生阳极反应，铁被溶解进入溶液，在阴极发生反应。2.1.3影响钢筋腐蚀的主要因素（1）pH值钢筋腐蚀速度和混凝土液相的pH值有密切的关系。一般说来，pH10时，钢筋的锈蚀速度很小，而当pH4时，呈现酸性时，钢筋的腐蚀速度加快。（2）氯离子含量 混凝土中氯离子的含量对钢筋的腐蚀程度有很大的影响，当混凝土中含有氯离子时，即使混凝土的碱性还较高，钢筋周围的混凝土尚未碳化，钢筋也会出现锈蚀的

22、现象。这是因为氯离子的半径小，活性大，具有很强的穿透钝化膜的能力，氯离子吸附在膜结构有缺陷的地方，如位错区或晶界区等，使难溶的氢氧化铁转变成易溶的氯化铁，致使钢筋表面的钝化膜局部破坏。 进入混凝土中的氯离子主要由两个来源。一是施工过程中参入的防冻剂等。二是使用环境中氯离子的渗透。钢筋的腐蚀速度与混凝土中的氯离子的含量有关。氯离子对钢筋混凝土的危害是非常大的，对混凝土中氯化物的含量应严格加以限制。（3）氧钢筋腐蚀的先决条件是所接触的水中含有溶解态氧，这是因为氧在锈蚀过程中起到促进阴极反应的作用，支配着锈蚀的速度。（4）混凝土的密实度 混凝土的密实性越好，内部微细孔隙和毛细管道越小，有效地阻止外界

23、腐蚀介质、氧气及水分等的渗入，从而加强了钢筋的防腐蚀能力。水灰比对混凝土的密实性影响很大，降低水灰比可提高钢筋的抗腐蚀性国内一般控制在0.40.45以下。为了提高混凝土的密实度，施工时要均匀振捣，严格控制振捣时间；要注意合理的混凝土级配，粗骨粒的直径也不宜过大，在同样的水灰比下，骨粒粒径增大会大大降低混凝土的抗渗性；（5）混凝土保护层厚度 增加混凝土保护层厚度可以显著地推迟腐蚀介质渗透到钢筋表面的时间，也可以提高对钢筋锈蚀膨胀的抵抗力。混凝土碳化达到钢筋表面的时间与保护层厚度的平方成正比，增大保护层厚度能有效地推迟碳化时间。2.1.4 钢筋防腐蚀的措施 钢筋防腐蚀的措施分为两大类： 第一类：常

24、规防腐法 常规防腐方法从材料选择、工程设计、施工质量、维护管理等四个方面采取综合措施，其中主要措施有：1.优选混凝土配合比，严格控制水灰比，选用合适的水泥用量和外加剂。2.工程设计中采用一定厚度的保护层，有利于阻止有害物质的渗入和抵抗钢筋锈蚀的产生。3.保证混凝土施工质量，提高密实度、抗冻性和抗渗性，加强养护，防止有害裂缝的产生。4.采用合适的材料，防止碱集料反应。5.严格限制氯离子含量。6.必要时采取表面涂层防护。第二类：特殊防腐法 特殊防腐蚀方法有：一、阴极保护； 二、环氧树脂涂层钢筋；为了提高涂层的均匀性及涂覆后混凝土的粘接强度以及耐腐蚀的能力，工程中主要采用静电粉体涂覆法。三、用纤维增

25、加塑料代替钢筋；用来代替钢筋的FRP主要有三种：1）玻璃纤维筋 2）碳纤维筋 3）阿拉米德纤维筋 他们都具有很高的抗拉强度，工程中可用作预应力筋。四、度锌钢筋五、在混凝土内或钢筋表面加防锈剂；钢筋防锈剂是一种价格比较低廉，防止钢筋锈蚀的一种外加剂，其特点是防止钢筋锈蚀。它的主要功能是使钢筋在渗入高量氯离子的情况下，仍能保持钝化膜的存在。 一般说来，第一类常规防腐蚀方法是最常用的，除非因为条件受限制，不能完全采用第一类常规防腐方法时，或需要进一步提高防腐性能时，则采用第二类特殊防腐蚀方法。因为第一类常规防腐蚀方法经济。 2.2 混凝土的中性化2.2.1 中性化的概述混凝土周围环境和介质中的酸性气

26、体与水泥中的碱性物质发生化学反应，导致pH值降低的过程称为混凝土的中性化。混凝土在空气中的碳化是中性化最长见的一种物理化学过程。混凝土碳化会降低混凝土的的碱性，破坏钢筋表面的钝化膜，使混凝土失去对钢筋的保护作用，给混凝土中的钢筋腐蚀带来不利的影响，同时混凝土碳化还会加剧混凝土的收缩，有可能导致混凝土的裂缝和结构的破坏。2.2.2 混凝土碳化的机理由于混凝土时一个多空体，在其内部存在大小不同的毛细管、空隙、气泡，甚至缺陷，空气中的二氧化碳首先渗透到混凝土内部充满空气的空隙和毛细管中，而后溶解于毛细管中的液相，与水泥水化过程中产生的氢氧化钙和硅酸三钙，硅酸二钙等水化产物相互作用，形成碳酸钙。混凝土

27、的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化，其化学反应为：（）2232。水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙，使混凝土空隙中充满了饱和氢氧化钙溶液，其碱性介质对钢筋有良好的保护作用，使钢筋表面生成难溶的23和34，称为钝化膜。碳化后使混凝土的碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。可见，混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化，对于素混凝土，碳化还有提高混凝土耐久性的效果，但对于钢筋混凝土来说，碳化会使混凝土的碱度降低

28、，同时，增加混凝土孔溶液中氢离子数量，因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。 （2-9）（2-10）(2-11)（2-12）2.2.3 影响混凝土碳化的因素 影响碳化因素有：周围环境因素、材料组成因素和施工因素周围环境因素是指周围环境的温度、湿度和二氧化碳浓度，这将直接影响混凝土的碳化。影响混凝土碳化速度的因素是多方面的。首先影响较大的是水泥品种，因不同的水泥中所含硅酸钙和铝酸钙盐基性高低不同；其次，影响混凝土碳化主要还与周围介质中2的浓度高低及湿度大小有关，在干燥和饱和水条件下，碳化反应几乎终止，所以这是除水泥品种影响因素以外的一个非常重要的原因；再次，在渗透水经过的混凝土时，石灰的溶出速度还

29、将决定于水中是否存在影响（）2溶解度的物质，如水中含有24及少量2时，石灰的溶解度就会增加，如水中含有（3）2的（3）2对抵抗溶出侵蚀则十分有利。因为它们在混凝土表面形成一种碳化保护层；另外，混凝土的渗透系数、透水量、混凝土的过度振捣、混凝土附近水的更新速度、水流速度、结构尺寸、水压力及养护方法与混凝土的碳化都有密切的关系。水泥用量，水泥用量是影响混凝土碳化的最主要的因素之一，一般说来，水泥用量越大，混凝土的强度越高，其抗碳化性就越高，水灰比： 对混凝土结构的空隙结构影响很大。在水泥用量不变的条件下，水灰比越大，混凝土内部的孔隙率越大，密实度越差，渗透性越大，其碳化速度也越快。粉煤灰取代量：混

30、凝土中掺用粉煤灰，对节约水泥、改善混凝土的某些性能有很多的作用。水泥品种 水泥品种对混凝土的碳化性能有很大的影响。 施工因素主要表现在混凝土搅拌、振捣和养护等条件，显然，这些因素对混凝土的密实性有很大的影响。2.2.4 减小混凝土碳化的措施 1）合理设计混凝土配合比 2）在混凝土施工时，应采用机械振捣 3）采用表面涂层或表面覆盖层的方法 4）考虑钢筋混凝土结构有足够的保护层厚度，这是最常用的 2.3 混凝土碱集料反应2.3.1碱集料反应的概述 碱集料反应是混凝土中水泥、外加剂、掺合料和拌合水中的可溶性碱溶于混凝土空隙液中，与集料中能和碱反应的活性成分在混凝土硬化后逐渐发生的一种化学反应，反应生

31、成物吸水膨胀，使混凝土产生内应力，导致混凝土开裂和强度降低，严重时会导致混凝土完全破坏。我国水利部明文规定，凡是水利混凝土工程必须使用低含碱量水泥等预防碱集料反应的措施。2.3.2碱集料反应的类型 根据参与碱集料反应的岩石种类及反应机理，可以分为以下三类：（1） 碱硅反应 参与反应的岩石是蛋白石、黑硅石、鳞石英等，碱和微晶氧化硅之间，其反应产物是硅胶体。这种硅胶体遇水膨胀，产生极大的膨胀压力，能引起混凝土开裂。（2） 碱硅酸盐反应 黏土质岩石及千板岩等集料与混凝土中碱性化合物发生的反应属于碱-硅酸盐反应。反应物也将引起体积膨胀，导致混凝土开裂。（3） 碱碳酸盐反应 白云质岩石及千板岩等集料与混

32、凝土中的碱性化合物发生的反应。2.3.3 碱集料反应的机理 碱集料反应必须具备如下3个条件：1） 混凝土中必须有相当数量的碱2） 混凝土中必须有相当数量的碱活性骨料3） 混凝土工程的使用环境必须有足够的湿度，空气中相对湿度必须大于80%,或直接与水接触。2.3.4影响混凝土碱集料反应的主要因素 影响碱集料反应的主要因素有水泥的含碱量、混凝土的水灰比、反应性集料的特性、混凝土空隙率、环境温湿度的影响。碱集料反应引起的膨胀值与水泥中的氧化二纳的当量含量紧密相关，一般说来，碱含量越高，膨胀量越大。水灰比对碱集料反应的影响时错综复杂的，水灰比大，混凝土的空隙度增大。各种离子的扩散及水的移动速度加大，会

33、促进碱集料反应的发生。混凝土水灰比大其空隙量大，又能减少孔隙水中碱液浓度，因为减缓碱集料反应。水灰比减小，碱集料反应的膨胀量增大。 混凝土或砂浆的空隙也能减缓碱集料反应时，胶体吸水产生的膨胀压力。因而空隙量的增加，反应膨胀量减少。，特别是细孔减缓效果更好。环境的温湿度对碱集料反应也有影响，在高温下碱集料反应加快。2.3.5 防止碱集料反应的措施 根据碱集料反应的原理，防止碱集料反应应从以下几个方面入手：1） 采用低碱水泥，降低混凝土细孔溶液的碱度2） 掺用粉煤灰等掺合料降低混凝土的碱性3） 尽量不用可能引起碱集料反应的集料4） 改善混凝土结构的施工条件 2.4 混凝土的冻融破坏1 冻融破坏机理

34、在北方地区的寒冷季节，混凝土硬化后存留在毛细孔中的自由水遇冷冻结冰会发生体积膨胀，引起混凝土内部结构的破坏，称混凝土冻融破坏。事实上，一般情况下，毛细孔中的水结冰并不会使混凝土内部结构遭到严重破坏，因为混凝土中除了毛细孔之外，还有一些水泥水化后形成的胶凝孔和其他原因形成的非毛细孔，这些孔隙中常混有空气，当毛细孔中的水结冰膨胀时，这些气孔能起缓冲作用，能将一部分未结冰的水挤入胶凝孔中，从而减小膨胀压力，避免混凝土内部结构破坏。但当混凝土处于饱水状态受冻时，其毛细孔壁同时承受毛细孔冰晶膨胀压和凝胶孔渗透压两种压力，当这两种压力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂; 在反复冻融循环后，混凝土中的裂

35、缝由表及里相互贯通，其强度逐渐降低，直至完全丧失使用性能。混凝土的抗冻性与其内部孔结构、水饱和程度、受冻龄期和混凝土的强度等许多因素有关，其中最主要的因素是它的孔结构，而混凝土的孔结构是由混凝土水灰比、添加剂和施工养护方法等因素决定的。一般来说，水灰比较小、内部孔隙少、密实且强度高的混凝土抗冻性较好; 添加引气剂使混凝土结硬后内部包含大量分布较为均匀的封闭微气孔，可以大大改善混凝土的抗冻性。2 冻融破坏对材料参数的影响( 1) 削减构件截面尺寸冻融破坏一般先使构件边角混凝土( 应力比较集中的部位) 开裂、剥落和松脱，然后从表面开始向内部剥落，使构件截面积削减，可以在现场实测出构件尺寸削弱情况，

36、以实际尺寸带入结构力学计算模型和承载力计算公式。( 2) 降低混凝土强度和弹性模量冻融循环使得混凝土内部结构逐步解离和破坏，材料呈松脆化趋势，强度和弹性模量明显降低。在用慢冻法测混凝土抗冻标号的试验中，当冻融循环次数到达混凝土抗冻标号值时，混凝土强度下降接近25%，可见强度的降低是不可忽视的。但目前对于混凝土抗冻标号、混凝土饱水程度、冻融循环次数、质量损失等因素与混凝土强度降低之间的量化关系，并没有可资引用的研究成果，因而如何确定旧桥结构混凝土经多次冻融循环作用后的剩余强度，是个有待探讨的课题。通过已有大量混凝土抗冻性试验资料可以看出，混凝土质量损失与冻融循环次数近似呈抛物线关系且同一批混凝土

37、抗冻性表现较为稳定，如图1 中三组试件测得曲线所示。图中横坐标为冻融循环次数C( 次) ，纵坐标为混凝土质量损失百分数L( %) ，设两者的数量关系可近似由式( 1) 表达L = kCx ( 1)式中: L 为混凝土经C 次冻融循环后的质量损失百分数; C为冻融循环次数; k 为待定系数; x 为待定指数。 图1 混凝土质量损失与冻融循环次数关系曲线 第三章 混凝土结构加固技术及方法3.1 钢筋混凝土加固技术的简介因为结构功能或使用条件发生改变，建筑物需要进行加固和维护，结构或构件承载力不满足使用要求，结构损伤严重或需要提高耐久性等级。由于针对的是已建工程，其施工环境特点与新建工程不同的。这种

38、工程的结构或构件已经存在或正在使用，施工时受周边客观条件约束的情况很严重。在加固和维护工程施工前，对施工现场进行细致的踏勘，认真熟悉设计图纸以及检测鉴定报告；根据加固部位的环境情况，结合自身的技术力量，编制出切合实际情况的施工组织设计或施工技术方案。对于危险部位的施工，还应制定出现问题后的应急处理方案。加固施工的准备工作：（1）拆迁原结构上及周边影响施工的管道、线路以及其他障碍物。（2）根据设计和施工组织计划安排，卸除原结构上的荷载。（3）搭设便于施工操作、安全可靠的工作平台和安全支撑等。（4）若原结构表面处于潮湿或渗水状态，除特殊情况外，应该进行疏水、止水处理。原构件清洁和修补，被加固的混凝

39、土构件，首先应清楚表面的尘土、浮浆、污垢。对钢筋的处理是为了保证加固后钢筋与混凝土的共同工作，使钢筋不至于在加固后继续腐蚀，影响结构的耐久性。3.2混凝土结构的加固原理 加固前的结构已经承受荷载，若称之为第一次受力，则加固后属于二次受力。加固前结构已经产生应力应变，存在一定的压缩变形、弯曲变形，同时原结构混凝土的收缩变形已经完成。而加固一般是在未卸除已承受的荷载或部分卸除下进行的，加固时新增加的结构部分只有在荷载变化时，才开始受力，所以新加部分的应力、应变滞后于原结构，新、旧结构不能同时达到应力峰值，破坏时，新加部分可能达不到自身的承载能力极限。如果原结构构件的应力和变形较大，则新加部分的应力

40、将处于较低水平，承载潜力不能充分发挥，起不到 的加固效果。加固结构属于新旧二次组合结构，新、旧部分能否成为整体，共同工作，关键取决于结合面能否充分地传递剪力。实际上混凝土结合面的抗剪强度一般低于一次整浇混凝土的抗剪强度，所以二次组合结构承载力低于一次整浇结构。加固结构的这些受力特征，决定了混凝土结构的加固设计计算、构造及施工不同于新建混凝土结构。新旧混凝土的粘结抗剪强度，混凝土加固结构新旧两部分能否共同工作，关键在于结合面能否有效地传递剪力。当混凝土粘结抗剪强度不能满足要求时，可通过配置贯通结合面的剪切-摩擦钢筋，来提高粘结抗剪能力。为了提高结合面的粘结抗剪强度，可采取对结合面进行处理及选择合

41、适的加固混凝土强度等措施。旧混凝土表面的抹灰层均应铲去，旧混凝土质量较好时，应将结合面凿糙，露出石子，或作一般刷糙处理。旧混凝土表面已风化、变质、严重损坏时，一般应尽量清楚到底，直到坚实层为止。3.3钢筋混凝土结构的加固方法3.3.1 增大截面加固法又称外包混凝土加固法，是通过在原混凝土构件外，叠浇新的钢筋混凝土，增大构件的截面面积和配筋，达到提高构件的承载力和刚度、降低柱子的唱戏比等目的。增大截面加固法适用于混凝土柱、板、梁等结构构件，根据构件的受力特点、薄弱环节、几何尺寸及方便施工等，加固可以设计为单侧、双侧、三测或四面增大截面。加配筋为主的加固，为了保证配筋的正常工作，需要按钢筋的间距和

42、保护层等构件要求适当增加截面的尺寸。 采用增大截面加固法，结构可靠性好，构件承载力大，刚度也得到了提高，增加了结构的稳定性。但该方法施工周期长，湿作业，往往需要停产。构件尺寸的增大可能影响使用功 能；加固后容易引起地震力的增加和薄弱层的转移，要注意结构自振频率的改变；施工时要注意结合面的处理。增大截面加固法的基本要求：（1） 被加固的混凝土结构构件，按现场检测结构确定的原构件混凝土强度等级不应低于C10,（2） 新浇筑混凝土的强度等级不低于C20，且宜比原构件设计的混凝土等级提高一级（3） 当新增截面中的钢筋需要焊接在原构件主筋上时，在施焊前，应根据实际情况，逐根分区分段分层进行焊接，以减少原

43、受力刚劲的热变形，使原结构承载力不致受到较大影响。（4） 为了保证加固后新旧混凝土之间的共同工作，施工中必须采取有效措施保证新旧混凝土之间的可靠粘结。（5） 除必要时可采用角钢和钢板外，加固配筋宜优先采用钢筋。采用增大截面法，应满足如下构造要求：（1） 新浇筑混凝土的最小厚度：当加固板为新旧独立工作时，不应小于50mm；当加固板为整体工作时，厚度不应小于40mm；加固梁时不应小于60mm；采用喷射混凝土施工时，不应小于50mm（2） 加固用的钢筋，应采用热轧钢筋。板的受力钢筋直径不应小于8mm；梁的受力钢筋直径不应小于12mm；柱的受力钢筋直径不应小于14mm；加锚式箍筋直径不应小于8mm；分

44、布筋直径不应小于6mm（3） 新增受力钢筋与原受力钢筋的净间距不应小于20mm，并应采用短筋或箍筋与原钢筋焊接；其它构造符合下列要求：1） 当新增受力钢筋与原受力钢筋的连接采用短筋时，短筋的直径不应小于20mm，长度不应小于5d，各短筋的中距不应大于500mm。2） 当截面受拉取一侧加固时，应设置U型箍筋，U形箍筋应焊在原有箍筋上，单面焊缝长度为10d，双面焊缝长度为5d3） 当采用混凝土围套加固时，应设置环形箍筋或加锚式箍筋4） 梁的新增纵向受力钢筋，其两端应可靠锚固；柱的新增纵向受力钢筋的下端应深入基础并应满足锚固要求；上端应穿过楼板与上层柱脚连接或在屋面板处封顶锚固。5） 对于加固后为整

45、体工作的板，在支座处应配负钢筋，并与跨中分布筋相搭接。分布筋应采用直径为4mm、间距不大于300mm的钢筋网，以防产生收缩裂缝。6） 对于加固后按整体计算的板，如果其面层与基层结合不好，或混凝土实际强度低于C15，则应铲除重做对表面的缺陷应清理至密实部位。7） 石子宜用卵石或碎石，其最大粒径不宜超过新浇混凝土最小厚度的1/2及钢筋最小间距的3/4.8） 进行加固柱的构造设计及施工时，应特别注意如下几点：（1） 当采用四周外包混凝土加固时，应将原柱面凿毛、洗净（2） 当采用单面或双面加厚混凝土的方法加固时，应将原柱表面凿毛。 为了加强新旧混凝土的结合，原构件表面应凿毛，要求达成马坑或沟槽，深度不

46、宜小于6mm，间距不宜大于箍筋的间距或200mm，并清理原构件混凝土存在的缺陷至密实部位。当采用三面或四面外包加固梁柱时，应将梁、柱的棱角敲掉，构件表面冲洗干净；浇筑混凝土前，构件混凝土表面应以水泥浆等界面剂进行处理，以加强新旧混凝土的粘合。 加大截面柱3.3.2外贴型钢加固法在混凝土构件表面用建筑结构胶粘贴钢板，使其如同原构件受拉钢筋一样，参与混凝土结构共同工作，以提高构件承载力。外贴型钢加固，是在原混凝土构件外粘角钢或槽钢等型钢，从而大幅度提高构件承载力的一种加固方法。外粘型钢法多用于柱子加固，也用于梁的加固。粘钢加固法施工简便、快速，增加原结构的重量较小，基本不改变结构外形，不影响建筑使

47、用净空。但打磨混凝土表面时，粉尘和噪声较大，为提高其耐久性，延缓胶层老化，防止钢板锈蚀，粘贴完工后，需在钢板及邻接混凝土表面进行防腐处理。粘贴钢板加固适用于承受静载作用的钢筋混凝土受弯、斜截面受剪、手拉及大偏心受压构件的加固。不适用于素混凝土构件，包括纵向受力钢筋配筋率低于现行国家标准混凝土结构设计规范规定的最小配筋率的构件加固。外粘型钢加固法，是在型钢与原构件之间留有一定空隙，并在其间灌填乳胶水泥胶、环氧砂浆或细石混凝土，使二者粘结成整体，协同工作。外贴型钢加固，使原柱子混凝土的横向变形受到型钢骨架的约束，同时，型钢受到混凝土横向变形使的侧向挤压，使型钢处于压弯状态。通过结构胶高性能的粘结强

48、度将钢板牢固地粘接到混凝土的表面，使其成为整体共同受力，利用结构胶的剪力传递传递实现两者的变形协调。由于钢板粘结的边缘处不均匀扯离强度与剥离强度低，容易造成钢板与混凝土构件粘结的纵向端头首先发生剥离破坏，从而导致钢板粘结失效。 基本要求：（1）被加固的混凝土结构构件，其现场实测混凝土强度等级不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5MPa。若设计或规范有要求时，还应满足相应的规定。 (2)粘贴钢板的承重构件最忌在复杂的应力状态下工作，故采用粘贴钢板加固钢筋混凝土结构构件时，应将钢板受力方式设计成仅承受轴向应力作用。 (3)粘贴施工宜在环境温度535摄氏度、环境湿度大于90%的条件

49、下进行，且混凝土构件的表面温度也不宜高于35摄氏度。当不符合上述条件时，应采取措施予以保证或停止施工。（4）粘贴钢板部位的混凝土，其表层含水率不应大于4%。对含水率超限或浇筑不满90d的混凝土需粘钢时，应进行人工干燥处理。（5）为了延缓胶层老化，防止钢板锈蚀，在钢板及邻接混凝土表面，应进行防水防腐处理。（6）长期使用的环境温度不应高于60摄氏度，若采用与钢板匹配的耐高温树脂为胶粘剂时，可不受前述温度范围的限制。（7）采用粘贴钢板加固时，应采取措施尽量卸载。 粘钢加固法2 建筑加固技术的基本方法建筑加固要针对不同的情况, 选择合适的方法, 这样才能取得经济、安全的效果。基本方法主要有:( 1)增

50、大截面加固法: 根据原结构构造和受力的实际情况, 选用在受压区或受拉区增设现浇钢筋混凝土外加层。适用于梁、板、柱、墙和一般构造的混凝土的加固。当柱轴压比不满足要求时, 应用较多。该法的优点是施工简单, 应用面较广, 适用性强; 缺点是施工湿作业比较长, 养护周期较长, 截面增大对结构外观及房屋净空有一定影响。( 2)置换混凝土加固法: 用强度高、韧性好的混凝土材料置换原有结构强度低、韧性差的构件材料, 以提高结构的整体强度、刚度和承载力。适用于承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的局部加固。该法的优点是工艺简单, 占用空间小, 不影响使用功能, 造价较低; 缺点是湿作业时间较长。( 3)外

51、加预应力加固法: 采用高强度钢筋或型钢, 在被加固构件体外增设预应力拉杆或撑杆, 通过施加预应力, 使体外拉杆与被加围件共同受力, 克服被围构件的应力超前现象, 改变原有截面的受力特征, 提高加固后体系的承载力和刚度。该法适用于下列场合的梁、板、柱和桁架的加固: 1)原构件截面偏小或需要增加其使用荷载; 2)原构件需要改善其使用性能; 3)原构件处于高应力、应变状态, 且难以直接卸除其结构上的荷载。该法的优点是: 占用空间小, 施工周期短, 加固效果好, 提升幅度大; 缺点是技术要求高, 施工难度大。 预应力加固法 ( 4)外粘型钢加固法: 在混凝土柱的四角或两面包以型钢的一种加固方法, 对于

52、方形或矩形柱, 大多在柱的四角用角钢, 并在横向用缀板连成整体; 对圆形柱、烟囱等圆形构件, 多采用扁钢加套箍的办法。外粘型钢(角钢或槽钢)加固法适用于需要大幅度提高截面承载能力和抗震能力的钢筋混凝土梁、柱结构的加固。该法的优点: 既能增大结构承载力又不会引起刚度较多增加而导致地震作用的增大, 同时又能利用型钢套箍和缀板对混凝土进行有效约束提高混凝土的极限应变和抗剪能力, 使结构的变形能力大大提高; 如果在框架柱上外包钢, 可以转变弱柱为强柱, 易实现/ 强柱弱梁0, 亦可部分降低核心柱混凝土的轴压比; 缺点是用钢量较大,不宜用于60e 以上高温场所, 施工难度大, 施工质量难于控制。( 5)

53、粘贴钢板加固法: 在构件表面采用专用结构胶粘贴钢板以提高结构承载力的加固方法。适用于对钢筋混凝土受弯、大偏心受压和受拉构件的加固。该法的优点是: 施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业, 对生产和生活影响小, 加固后对原结构外观和原有净空影响较小; 缺点是: 需要专业队伍操作, 加固效果和施工质量及粘胶工艺密切相关, 须做专门防腐防火处理。( 6)粘贴纤维复合材加固法: 一种将高强度碳纤维织物或预成型板材通过改性环氧树脂粘贴于被加固构件表面的一种新型加固方法。本方法适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固; 不适用于素混凝土构件, 包括纵向受力钢筋配筋率低于现行国家标准

54、5混凝土结构设计规范6 GB 50010) 2002 规定的最小配筋率的构件加固。优点是: 轻质高强, 一般无需搭接, 能适应曲面形状混凝土的粘贴要求, 耐腐蚀、耐潮湿、施工便捷; 缺点是使用环境的温度有限制, 且需作专门的防护处理, 若防护不当,易遭受火灾和人为破坏。( 7)增设支点加固法: 通过减少受弯构件的计算跨度, 达到减少作用在被加固构件上的荷载效应, 提高结构承载水平的目的。本方法适用于梁、板、桁架、网架等结构的加固。优点是: 简单可靠; 缺点是: 易损害建筑物的原貌和使用功能, 会减小使用空间。第四章 钢筋混凝土结构加固发展趋势及前景 4.1 混凝土结构中纤维复合材料加固应用4.

55、1.1 FRP 加固技术纤维复合材料( Fiber Reinforced Polymers，简称FRP) 加固技术是用粘结剂将纤维材料粘贴于构件表面，使两者共同工作，以提高结构构件的抗弯、抗剪性能，达到对构件进行加固的目的。4.1.2 加固材料FRP 具有轻质高强、施工简便、可设计性强、热膨胀系数低、耐腐蚀性能好、适用面广、基本上不增加结构自重和结构构件尺寸等优点，使用方便，快捷，纤维增强复合材料的应用取得了长足发展。工程实践表明，FRP 能够满足大跨、高耸、重载、高强和轻质以及承受恶劣条件的现代工程结构的需要，符合现代施工技术的工业化要求，因而被广泛应用于土木工程各领域，已是国际土木工程界研

56、究的一个热点。主要有碳纤维( CFRP) 、玻璃纤维( GFRP) 及芳纶纤维( AFRP)等三种。4.1.3 外贴FRP 加固技术纤维复合材料加固最早开始研究采用外贴加固技术，国内外对这种加固技术的试验研究及工程应用已有20 多年的历史，相关的理论及技术已经较为成熟。但是外贴纤维片材加固具有易发生纤维片材剥离破坏，其高强性能得不到充分发挥，且FRP 粘贴在构件表面容易受到恶劣环境不利影响，易遭受磨损和撞击等意外荷载的作用，防火性能差，与邻近构件锚固不好等缺点，因而这种加固方法逐渐被加固效果较好的体外预应力纤维片材加固及内嵌加固法所代替。 4.1.4 体外预应力FRP 加固技术该技术是针对外贴

57、纤维片材加固方法的不足，结合预应力加固技术提出来的，即在结构表面直接粘贴FRP 材料加固方法，虽然对结构的极限荷载提高很明显，但由于FRP 的应变往往会滞后，对其开裂荷载和屈服荷载提高不大，限制了FRP 材料的发挥。为了改善这种状况，根据预应力技术的原理，提出了体外预应力FRP 加固方法。国外Owen Rosenboom等人对6 根预应力CFRP 和SRP( 钢纤维) 加固混凝土梁进行静载和疲劳荷载作用下试验研究，并与16 根其他梁研究建立纤维材料体系规范设计，且通过试验表明，SRP 结构效率比CFRP 材料好。国内同济大学的薛伟辰对部分预应力CFRP筋混凝土梁疲劳性能进行研究。东南大学的何超

58、通过对4根CFRP 体外预应力模型试验梁的抗剪试验，研究了预应力筋布置形式以及剪跨比不同的试验因子对CFRP 体外预应力混凝土梁抗剪性能的影响。这种技术虽有许多优点，但如果锚固措施不当或粘贴质量不当，FRP 也易发生剥离破坏，不能充分发挥纤维片材强度，且对挠度过大的受弯构件或开裂严重的混凝土构件难以有效地增强刚度，改善其适用性，对正常使用极限状态难以发挥应有的作用，由此内嵌式加固技术应运而生。4.1.5内嵌非预应力筋材加固技术内嵌式加固技术( Near-Surface-Mounted 简称NSM) 是近年来开发的一种新FRP 加固技术，是用环氧树脂将FRP 筋或FRP 板条嵌入混凝土保护层中加

59、固混凝土构件的加固技术。与外贴CFRP 片材相比，此方法除同样具有高效高强、耐腐蚀性等优点外，还有良好的抗冲击性、耐久性、防火性及表面处理工作降低等优点。De Lorenzis14等人在综、合内嵌FRP 现有研究的基础上，详细分析这种新兴加固方法加固抗弯、抗剪及粘结等性能加固影响因素，得出现存研究广度和深度都不够，需要进一步向长期结构性能方向研究。Ha Gee-Joo等人对不规则内嵌CFRP 筋加固构件进行研究，证明这种新方法能有效改善梁的可塑性和承载力，避免加固梁弯曲破坏前的局部破坏。中南大学的贺学军、周朝阳、徐玲通过对6 根足尺混凝土梁的抗弯加固试验研究，对内嵌CFRP 板条加固梁的破坏过

60、程、受力性能、截面应变分布和挠度变形规律进行了研究。河南理工大学的赵晋、张雪丽17等人通过对9 根内嵌CFRP 板条加固梁、2 根外贴CFRP 板条加固梁以及2 根对比混凝土梁的抗剪试验，以不间加固量、剪跨比、槽间距以及开槽尺寸为参数对内嵌CFRP 板条抗剪加同混凝土梁进行了研究。国内外试验研究结果表明，内嵌非预应力筋材加固梁的破坏模式，包括混凝土被压碎、筋材被拉断破坏和因粘结失效的破坏。内嵌加固筋材与混凝土之间有可靠的粘结，是筋材与混凝土这两种材料能够共同工作的基本前提。且内嵌非预应力筋材加固对构件的开裂荷载影响很小，对裂缝发展基本上起不到改善作用，而对FRP 筋施加预应力则可以解决这一问题

61、。4.1.6内嵌预应力筋材加固技术 CFRP 材料各向异性且其抗剪强度很低，不能使用普通预应力钢筋的张拉锚具，需要专门研制新的锚具，所以国内外对于内嵌预应力CFRP 材料加固的试验研究较少。 1) 内嵌预应力FRP 加固技术。Hkan Nordin和Bjrn Tljsten18做了初步试验探讨，效果较非预应力加固法好。Moataz Badawi 和Khaled Soudki19通过4 根内嵌预应力CFRP 筋加固混凝土梁单调加载试验表明，40% 预应力度加固梁屈服承载力提高0% ，并建立有效模型，采用截面分析法预测预应力加固梁抗弯承载力。Moataz Badawi20 等人通过21 根混凝土梁

62、研究内嵌预应力CFRP 筋粘结传递长度，不同的预应力度( 40%、45%、50% 和60% ) 表明，粘结长度约为35 d( d 为预应力CFRP 筋直径) ，对于喷砂处理CFRP 筋最大粘结应力为11 16 MPa，而螺旋状筋最大粘结应力为12 23 MPa。河南理工大学的丁亚红10 对3 根内嵌CFRP 筋加固混凝土梁和9 根内嵌预应力CFRP 筋加固混凝土梁进行了抗弯性能试验研究。2) 内嵌预应力螺旋肋钢丝加固技术。河南理工大学的丁亚红提出螺旋肋钢丝这种新型材料，同年与赵晋等人对内嵌非预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁进行验研究，结果表明: 这种加固技术加固效果较FRP 好，且螺旋肋钢丝更易施加预应力; 随后丁亚红10对内嵌预应力螺旋肋钢丝加固构件进行了研究，进行单调静载试验，结果表明: 内嵌非预应力螺旋肋钢丝加固技术加固效果非常好，它不但能够克服外贴FRP 片材加固混凝土梁引起的剥离破坏，还可以弥补内嵌非预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁的不足，大幅度提高加固梁的开裂荷载和极限荷载，改善梁的裂缝开