桁架加固旨在提升現(xiàn)有桁架結(jié)構(gòu)性能，延長使用壽命，其原理包括增強桿件截面、優(yōu)化節(jié)點連接等，以改善受力狀態(tài)，方法多樣，如用補加新鋼板或角鋼、槽鋼加大桿件截面加固，可采用螺栓鉚接或焊接；在桿件底下加設(shè)加勁桿件或增強各桿件截面間聯(lián)系；還可通過體外預(yù)應(yīng)力體系加固，對橋下凈空影響小，但防銹工作難；在特定條件下于橋孔中間添建橋墩縮短跨徑，不過會加大部分桿件應(yīng)力。

桁架結(jié)構(gòu)的特點與常見問題

1 桁架結(jié)構(gòu)的基本特點

桁架是由直桿通過節(jié)點連接組成的格構(gòu)式受力體系,主要承受軸向力（拉力或壓力），具有以下優(yōu)勢：

• 輕質(zhì)高強：材料利用率高，適合大跨度結(jié)構(gòu)。
• 受力明確：各桿件以軸向受力為主，彎矩較小。
• 施工便捷：可預(yù)制組裝，縮短工期。

2 桁架結(jié)構(gòu)的常見病害

桁架在使用過程中可能因以下原因需加固：

1. 荷載增加：如建筑功能變更、設(shè)備增重等。
2. 材料老化：鋼材銹蝕、混凝土碳化或木材腐朽。
3. 節(jié)點損傷：焊接缺陷、螺栓松動或疲勞裂紋。
4. 設(shè)計缺陷：原設(shè)計荷載不足或構(gòu)造不合理。
5. 災(zāi)害影響：地震、火災(zāi)或風(fēng)災(zāi)導(dǎo)致的局部破壞。

桁架加固的常用方法

桁架加固需根據(jù)具體問題選擇合適方法,常見技術(shù)包括增大截面法、外包鋼加固法、預(yù)應(yīng)力加固法等。

1 增大截面加固法

原理：通過增加桿件截面面積（如焊接鋼板、包裹混凝土）提高承載力。
適用場景：受壓桿件穩(wěn)定性不足或受拉桿件截面缺損。
施工要點：

• 新舊材料需可靠連接（如焊接或化學(xué)錨栓）。
• 混凝土包裹時需保證界面粘結(jié)強度。

2 外包鋼加固法

原理：在原有桿件外包裹角鋼、槽鋼或鋼板，通過粘鋼膠或螺栓形成組合截面。
優(yōu)勢：施工快、對原結(jié)構(gòu)影響小。
案例：某廠房鋼桁架因銹蝕采用外包角鋼加固，承載力提升40%。

3 預(yù)應(yīng)力加固法

原理：通過張拉高強鋼絞線或碳纖維板，對桁架施加反向荷載，抵消部分原有應(yīng)力。
適用場景：大跨度桁架下?lián)匣蚴芾瓧U件承載力不足。
注意事項：需精確計算預(yù)應(yīng)力損失及對相鄰桿件的影響。

4 碳纖維復(fù)合材料（CFRP）加固

原理：粘貼碳纖維布或板材，利用其高強度補強桿件。
優(yōu)點：重量輕、耐腐蝕、施工便捷。
限制：對節(jié)點加固效果有限，需配合其他方法。

5 增設(shè)支點或輔助桁架

原理：通過新增支撐或次級桁架分擔(dān)荷載。
適用場景：原桁架整體剛度不足或跨度超標。

桁架加固的設(shè)計與施工流程

1 前期檢測與評估

1. 現(xiàn)場勘查：檢查桿件變形、銹蝕、焊縫質(zhì)量等。
2. 荷載試驗：通過靜載或動載測試確定實際承載力。
3. 計算分析：采用有限元軟件（如ANSYS）模擬加固效果。

2 加固方案設(shè)計

• 目標：滿足現(xiàn)行規(guī)范（如《鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計標準》GB 51367）。
• 關(guān)鍵參數(shù)：加固后安全系數(shù)、節(jié)點傳力路徑、施工可行性。

3 施工質(zhì)量控制

1. 表面處理：除銹、打磨以保證粘結(jié)效果。
2. 材料驗收：鋼材、膠粘劑需符合設(shè)計要求。
3. 過程監(jiān)測：加固后需進行變形觀測與驗收檢測。

工程案例分析

1 案例1：某體育館鋼桁架加固

• 問題：屋面桁架因雪荷載超限出現(xiàn)下?lián)稀?
• 方案：采用預(yù)應(yīng)力鋼絞線加固下弦桿，撓度減少60%。

2 案例2：鐵路橋桁架節(jié)點修復(fù)

• 問題：焊接節(jié)點疲勞裂紋。
• 方案：裂紋打磨后外包鋼板補強，輔以超聲波檢測。

未來發(fā)展趨勢

1. 智能監(jiān)測技術(shù)：植入傳感器實時監(jiān)控加固后性能。
2. 新型材料應(yīng)用：如納米改性膠粘劑、玄武巖纖維。
3. 機器人施工：自動化焊接或碳纖維粘貼。

桁架加固是保障既有結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵技術(shù),需結(jié)合理論計算與工程經(jīng)驗靈活選擇方法，未來隨著材料與工藝進步，加固技術(shù)將更加高效環(huán)保，建議工程人員在設(shè)計階段預(yù)留加固空間，以降低后期改造成本。

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