摘要：综述了近年来混凝土板加固方法的研究进展， 给出了传统加固方法的优点和缺点， 对新型加固方法进行了分类， 并对今后的研究趋势进行了归纳， 提出了探索新型加固方法的基本途径。
关键词：混凝土板； 传统加固法； 新型加固法；
0 引言
从工程建设发展规律上看，建筑业经过一段高速发展期之后，必将迎来一段长期的维护期。西方发达国家基础设施建设完成比较早，率先进入了维护期。以桥梁结构为例，20世纪90年代，美国的桥梁加固维护费用已经超过了新建项目，欧洲每年因桥梁的钢筋锈蚀而导致的经济损失可达几十亿美元。我国基础设施建设目前处于新区开发与旧城改造相结合阶段，并正向以旧房维护改造和加固为主的阶段迈进。
施工缺陷、荷载效应和外部环境作用等因素的影响，将引起钢筋混凝土楼板、板式桥和盖板涵等混凝土板的钢筋锈蚀、混凝土劣化、损伤累积、抗力衰减，从而导致安全性降低、使用性变差和耐久性下降等问题。此外，设计标准的提高和使用功能的改变，也对混凝土板的结构功能提出了更高的要求。为了提高混凝土板的结构功能，延长服役周期，相应的加固方法不断地开发和完善。
1 传统加固法
1.1 体外预应力加固法
体外预应力加固法是一种主动加固法，将预应力高强钢绞线锚固于被加固构件外部，以达到加固效果。相关学者研究，该加固技术更有效地提高混凝土空心板的承载力，可以广泛应用于工程实践。Liban R[1]利用有限元法研究了在不同张拉位置下，体外预应力对钢-混凝土组合梁的力学性能的影响，建立了三维钢-混凝土组合梁模型，分别给出了悬臂梁和简支梁的计算结果。体外预应力加固法加固和卸载过程合一，共同工作性能好，使构件由超筋转化为适筋梁，构件的刚度明显得到增大；但是，体外预应力钢筋易腐蚀，耐久性差，锚固区集中荷载大。
1.2 增大截面法
增大截面法是一种直接加固方法，通过增大构件的截面尺寸或者增加配筋率来提高其承载力和刚度，经研究，此方法提高了承载能力和刚度。Liu S M[2]开发了有限元程序模拟了桥梁受力过程，提出了理论分析结果，与试验结果进行了对比；结果表明，二次应力对加固混凝土梁的极限承载力影响是有限的。增大截面法对提高结构刚度和承载力都非常有效；但是，湿作业多，施工周期长。还有人对增大截面法加固损伤钢筋混凝土板进行了试验研究，分析了不同配筋率对承载力、刚度的提高效果；结果表明，相同荷载作用下，增大截面加固法对提高抗弯刚度效果更好。
1.3 粘钢加固法
粘钢加固法也是一种直接加固法，将钢板粘贴于混凝土板，以提高构件的承载力和刚度。Pan L Y,Ren W分别对两根粘钢加固带裂缝钢筋混凝土梁和外粘钢板加固钢筋混凝土T形梁进行了试验研究和非线性分析，结果表明，底部钢板与钢筋混凝土梁具有良好的工作性能，侧部钢板带可以有效地防止底部钢板与钢筋混凝土梁剥离，钢板粘结区和螺栓锚固间距对开裂荷载、屈服荷载和极限荷载产生影响，增大钢板粘结区域面积、减小螺栓锚固间距可以显着提高极限荷载，降低梁的破坏可能性。吴灿彬[3]对比分析了加固钢板长度和钢板厚度对钢筋混凝土梁加固后的极限承载力和刚度的影响；结果表明，大于梁纯弯区长度的加固钢板能够显着提高加固后钢筋混凝土梁的极限承载能力，有助于提升梁加固后的初始刚度及刚度退化率。粘钢加固法坚固耐用，施工快速，简洁轻巧，灵活多样；但是，端部锚固难度大，工人的粘贴技术水平对加固效果影响大。
1.4 FRP加固法
FRP加固法也是一种直接加固法，将FRP布或者FRP筋粘贴或锚固于混凝土板上，以提高构件的结构功能。Abdul-Salam B[4]对16件GFRP和CFRP筋加强钢筋混凝土单向板进行了试验研究，分析讨论了FRP筋类别、直径和抗剪刚度对构件失效模式的影响；结果表明，纵向FRP筋有效地提高了构件的抗剪性能，采用高强混凝土强度可以提高初始抗裂荷载和极限荷载具。Raongjant W[5]对4块FRP板加固混凝土单向隔热板进行试验研究，结果表明，构件的承载力和刚度受到泡沫夹心层和FRP板后的影响，采用FRP板加固法加固的混凝土单向隔热板可以作为住宅建筑和小商业建筑的楼板和屋面板。Choi J[6]对FRP布粘贴钢筋混凝土板进行了试验，考查了加固材料、预加荷载和加固等级等因素，比较了ACI-318和试验结果的等效截面惯性矩；结果表明，混凝土板的抗弯强度随着加固等级的提高而提高，有预加荷载的混凝土。FRP轻质高强，耐腐蚀性能好，可设计性能好；但是，FRP属于脆性材料，受力过大不会发生形变而是直接断裂，损坏后基本无法修复，只能更换，成本较高。
1.5 灌芯加固法
灌芯加固法是将混凝土空心板注入灌浆料的一种加固方法，在板顶空腔方向切割长条孔，将钢筋穿入空闲板的空腔内，然后，将灌浆料注入空腔内。吴运伸[7]采用试验的方法研究了灌芯加固后混凝土空心楼板抗弯性能，比较了使用相同材料不同位置加固混凝土空心楼板的开裂荷载、极限承载力和跨中挠度；结果表明，加固后空心板开裂荷载均值、极限承载力均值和跨中挠度均值分别提高了148%,100%和270%.灌浆加固法施工简单，材料易得，湿作业相对较少，施工便利；但是，这种加固方法只适用于空心预应力混凝土板，适用范围小。
2 新型加固法
2.1 复合加固法
复合加固法是将两种或多种单一加固法进行组合的加固方法。胡克旭[8]采用板底粘贴碳纤维布和板顶叠合混凝土层的方法研究对预应力空心板的加固效果；结果表明，采用这种加固方法可以大幅度提高构件的承载力和延性。王立军、卢亦焱等提出了碳纤维布-聚合物砂浆复合加固方法、外贴井字形CFRP-钢板复合条带加固钢筋混凝土双向板的新型复合加固方法，建立了碳纤维布-聚合物砂浆复合加固预应力混凝土空心板极限承载能力的计算方法，提出了其限制条件。推导了井字形CFRP-钢板复合条带加固双向板在局部荷载作用下的承载力计算公式，这种加固方法通过纤维受力传递到钢板上，从而增大FRP-混凝土界面粘结力和界面摩擦力，使得加固构件的承载力提高幅度更大。
2.2 新材料加固法
织物纤维加固法是采用新材料织物纤维薄板对混凝土板进行加固的方法。织物纤维增强材料具有很大的灵活性，可以按照设计要求布置纱线增强方向，适合于受弯构件加固；这种材料，不存在基体中难以分散的效果，其增强效果显着于短纤维。徐勇[9]对织物纤维薄板加固的钢筋混凝土梁受弯性能和受剪性能进行了试验研究，考查了加固后构件的挠度、破坏形式、承载力等特性，并得出加固效果良好的结论。潘永灿[10]研究了这种纤维织物增强混凝土薄板加固方法对提高试验梁抗弯承载力的效果；结果表明，该加固方法可以有效提高试验梁的承载力，减小试验梁的裂缝宽度和跨中挠度。
2.3 组合结构加固法
组合结构法是将钢-混凝土组合结构技术应用于混凝土板加固中的一种方法，这种加固方法将现有加固方法和钢-混凝土组合结构理论结合起来，充分利用了新旧材料性能，具有刚度大、承载力高、动力性能良好和抗震性能优越等特点，充分发挥了混凝土和钢板各自的优点。钢板-混凝土组合加固混凝土板的加固机理、有限元模拟方法和工程应用等方面的研究已经逐步开展。新型组合结构加固中，将拼装波纹板技术与混凝土结合，应用到了大秦铁路涵洞加固工程。贺文涛[11]利用ABAQUS软件计算分析了波纹钢板-混凝土加固桥梁的承载力，计算结果表明，加固后，桥梁各部位最大应力和刚度均满足规范限制的要求，具有较大的安全储备，波纹钢系杆拱可以作为永久模板，降低了施工难度，提高了施工进度，节约了工程造价。
3 混凝土板加固研究趋势
传统的加固方法的研究相对较为完善，加固后的混凝土板受弯承载力的研究相对成熟，研究方法主要为试验研究，其次为有限元模拟和理论分析。对于体外预应力加固法，构件的刚度、裂缝和挠度的分析，以及转向块与锚固端板的合理设计，是今后研究的热点。对于增大截面法，新旧混凝土粘结性能、剪切强度影响因素和抗震性能等方面是今后研究的热点。对于粘钢加固法，构件加固后的裂缝和刚度等问题是今后一个研究热点。对于粘贴FRP加固法，粘贴预应力FRP在缩小构件裂缝的同时，增加了其使用寿命，是今后的研究热点；此外，端部锚固问题和相关规范的制定也是今后的研究热点。灌芯加固法使用范围有限，但是具有施工便利性优点，适用于预应力空心混凝土板的加固；灌浆料孔道的纵向受剪能力，后置配筋、灌浆料和预应力空心混凝土板之间的共同工作性能是今后的研究热点。新型加固方法各自有适用条件，探索新型的加固方法是现代加固补强技术发展的客观要求。新型加固方法的探索有三种途径：一是将两种及两种以上既有的加固方法进行复合，例如卢亦焱提出的外贴井字形CFRP-钢板复合条带加固法；二是将新材料应用到混凝土板加固中，如织物纤维加固法；三是将新型结构技术引入混凝土板加固中，如组合结构加固法。
4 结语
通过对近年来混凝土板加固研究成果分析，以下几方面有可能成为今后混凝土板加固领域值得关注的课题：
1） 传统加固方法的有限元模拟分析和实用设计方法的完善。
2） 将两种或两种以上单一加固方法进行复合对混凝土板进行加固。
3） 新材料在混凝土板加固中的应用。
4） 将组合结构原理和方法应用于混凝土板加固中。
参考文献
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