電力工程建筑結構維修加固分析

閔斌

摘要：本課題研究當中結合建筑結構維修加固技術，針對電力工程中的建筑結構加固進行了分析，列舉了一些比較常用的結構加固技術方法，同時，結合實際的建筑結構加固案例和具體的結構加固技術來思考電力工程建筑結構維修加固當中需要注意的細節，僅供參考。

關鍵詞：電力工程;建筑結構;維修加固

電力工程當中也有建筑物，而且這些建筑物擁有非常重要的地位，比如變電站控制室等，這些已建建筑物，因為電力技術的進步，使用環境與使用功能發生了變化，往往會面臨改造加固的情況，因此有針對性地探討電力工程當中的建筑結構加固具有重要意義。

一、建筑結構維修加固技術

對建筑結構的維修加固，一般是在結構已經成型的條件下針對結構中的薄弱問題進行加固，在維修加固當中一般需要按照現行的標準規范，比如JGJ123、GB50367等的要求來進行加固處理，確保結構在維修加固后滿足使用要求。不過，目前建筑結構加固技術方法多樣，哪些適合電力工程建筑結構的維修加固還需要根據建筑結構的具體問題來選擇合適的方法。下文列舉部分建筑結構加固的技術方法來進行綜合分析。

（一）增大截面法

該技術方法主要為增大混凝土截面積或者是增加配筋量，以便提高結構的承載力，是一種比較常用的傳統加固技術，一般多用在混凝土結構構件、磚混結構的梁、柱、板等構件的加固。該方法工藝比較簡單，技術成熟度高，加固效果比較好，但濕作業工作量大，養護的時間比較長，對生產以及生活的影響會比較大，同時也會改變結構外型，造成使用空間縮減。

（二）更改受力體系

該方法主要是通過減小結構計算跨度和變形，間接地提高承載力，為減小結構計算跨度，通常需要增加支點以及托梁來改變受力體系，從而提高承載力。這種方法簡單可靠，但會損傷原結構外型以及功能，降低使用空間，一般比較適合用在凈空不受限制的大跨度梁、板、桁架等水平構件上。

（三）粘帖纖維復合材料加固

該技術是目前研究多而且具有很大發展潛力的一種方法，主要是在結構上粘貼纖維復合材料，目前可用GFRP、CFRP、AFRP等。纖維復合材料強度高、重量輕、耐腐蝕，施工也方便。工藝方面與粘貼鋼板法類似。即用膠粘劑將加固材料粘貼在構件外部，提高承載力，相當于在構件上增加了體外配筋，不過成本比較高，施工技術方面需要進一步提升。

（四）外加預應力加固

該技術使用外設的預應力撐桿或拉桿來對結構進行加固，其原理在于改變原有結構形式的內力分布，進而降低結構的應力水平，間接地提升結構承載力。這種技術幾乎不改變原有結構的使用空間，可通過預應力卸載、加固功能來消除應力滯后現象，進而取得比較理想的效果。但是風險相對比較高，應用范圍比較窄，主要用在大跨度結構的加固當中，或者是一般方法不能成行的大型結構。

（五）粘貼鋼板加固

該技術方法是在混凝土、砌體等構件的2個面或者是4個角外包型鋼材料來實現加固的目的，也是一種十分常用的傳統方法。相比增大截面法，該方法可以用最小的截面尺寸來增強構件承載力，施工簡單，工作量小，結構受力可靠，適合桁架、梁、柱等構件的加固，也常用于高層建筑加固。不過成本相對比較高，使用的鋼材料量大，對結構剛度提升效果不佳。

二、電力工程建筑結構維修加固思考

在電力設施的維修加固當中，上文列舉的五種方法都是可以使用的，但是必須要考慮到電力設施是在運轉當中，對其的維修加固不能影響設施的正常使用，加固施工時一般都要求不停產施工，施工速度必須要快，工期要端。加固施工期間必須要明確建筑結構的質量缺陷，參考結構安全要求和結構破壞后的后果來考慮加固方案。

例如，某供電局110kV變電站因電網改造后需要進行庫建，原主控綜合樓使用功能出現變化，需要進行加固。原綜合樓現澆鋼筋砼樓面T型簡支梁跨度7.2m，可承擔永久荷載標準值35kN/m，可承擔可變永久荷載標準值30kN/m，砼強度等級C30。因為使用功能出現變化，需要擴建加固，并要求加固后建筑可承擔荷載要增大至50kN/m。因此，應當考慮采取粘貼鋼板法來加固T型簡支梁。

（一）應當考慮好如下幾個關鍵點。

第一，粘貼用的結構膠的性能必須要保證好，這個是實現新舊材料緊密結合的關鍵點，如果結構膠出現問題，那么結構加固就會完全失效，因此，結構膠必須具備粘接強度高，耐久性好，且具有彈性。

第二，一般在粘貼鋼板加固中使用Q234鋼，鋼板的厚度一般在2到6mm，鋼板的寬度則一般需要按照承載力要求來計算，特別要注意在梁上粘貼鋼板，其寬度應當不大于三分之一的梁高。同時。為了保證加固的效果，原混凝土構件的強度必須要在C15以上。

第三，加固前要針對性地計算加固構件的橫截面抗彎承載力和斜截面的抗剪承載力。

根據這些要求，在上述所列案例當中，擬采用受拉區加固方案，選擇的加固用鋼板為Q235，厚度4mm。經過計算。得到原結構承載力為622.63kN.m，加固后承載彎矩值為725.76kN.m，粘貼鋼板加固后。正截面相對界限受壓區高度系數為0.463。最終得到被加固構件截面寬度為292mm。根據計算結果繪制新荷載下的彎矩圖以及構建的抗彎矩圖形。并且確定錨固長度800mm。根據繪制出的圖形，計算確定粘貼范圍（即鋼板長度）為5920mm。進一步按相關計算公式來計算、驗證斜截面承載力。此后，就按照粘貼鋼板法的工藝要求進行施工作業即可。

（二）在施工當中需要注意如下幾個關鍵點

第一，反復熟悉加固設計方案，做好技術交底，根據施工現場的實際情況確定施工方案，同時對需要用到的材料工具，如鋼板、抗震螺栓、結構膠等進行細致檢查，確保符合加固施工要求。

第二，施工之前，需要對原結構表面的污跡以及出現的砼剝落等情況進行處理，并且用修復材料對砼表面進行恢復處理，如果存在裂縫等結構缺陷同樣需要先行處理好。后續將砼表面打磨平整。所用鋼板也需要經過打磨，注意鋼板表面打磨時要根據受力方向來確定，要求不能和受力方向平行。鋼板需要加工好螺栓孔

第三，按照結構膠的使用說明涂抹在混凝土表面以及鋼板表面，涂抹厚度要求2mm以上，按照粘貼位置進行粘貼。

第四，粘貼好鋼板后使用預留的螺栓孔進行緊固加壓，使用的螺栓為80×8規格的膨脹螺栓，加壓要求為結構膠擠出鋼板邊緣為佳。

第五，使用鋼筋網修補鋼板底部，鋼筋網要求 0.8×20×20mm，同時要在鋼筋網上涂抹聚合砂漿，聚合砂漿涂抹厚度15mm。

第六，成品保護。

（三）討論與反思

針對粘貼鋼板法來論，這種簡單，工程量少，施工快捷，工期短，對建筑外觀影響不大，加固后24h即可使用，對建筑結構承載力和剛度的提升非常有效，特別適合大跨度結構當中的砼柱、梁和屋架等，造價不高。但是該方面雖然看起來簡單，實際上從上文的分析中可知，設計和施工中需要注意的關鍵節點非常多，這些關鍵節點沒有做好，基本上加固是沒有效果的，因此需要特別注意。同時在加固后，維修相對來說比較困難，而且維修費用比較高。

結束語：

綜上所述，對于電力設施而言，一般可以按照民用建筑維修加固的相關要求以及技術手段來進行維修加固，但是要注意電力設施的使用環境和使用功能以及電力設施的可靠性。若電力工程中的建筑結構存在質量缺陷，或者是因為使用環節和功能變化需要加固，那么可按本文所列方法進行加固，但必須要對建筑結構進行深入的分析，以確定最佳的加固方案。

參考文獻：

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