結(jié)構(gòu)力學(xué)應(yīng)急設(shè)計(jì)一、結(jié)構(gòu)力學(xué)應(yīng)急設(shè)計(jì)的概述

結(jié)構(gòu)力學(xué)應(yīng)急設(shè)計(jì)是指在突發(fā)事件或?yàn)?zāi)害發(fā)生時(shí)，對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)或新建結(jié)構(gòu)進(jìn)行的快速評(píng)估、加固或改造，以確保結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。應(yīng)急設(shè)計(jì)的目標(biāo)是在有限的時(shí)間和資源條件下，最大限度地降低結(jié)構(gòu)失效的風(fēng)險(xiǎn)，保障人員生命財(cái)產(chǎn)安全。本文檔將從應(yīng)急設(shè)計(jì)的原則、流程、方法以及注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

（一）應(yīng)急設(shè)計(jì)的原則

1.安全性優(yōu)先：應(yīng)急設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)是確保結(jié)構(gòu)在極端荷載作用下的安全性，防止發(fā)生倒塌或嚴(yán)重?fù)p壞。

2.效率性：應(yīng)急設(shè)計(jì)應(yīng)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成，以應(yīng)對(duì)快速發(fā)展的災(zāi)害情況。

3.經(jīng)濟(jì)性：在滿足安全要求的前提下，盡量降低加固或改造的成本。

4.可行性：應(yīng)急設(shè)計(jì)方案應(yīng)考慮到現(xiàn)場(chǎng)施工條件、材料供應(yīng)等因素，確保方案的可行性。

（二）應(yīng)急設(shè)計(jì)的流程

1.現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與評(píng)估

(1)收集災(zāi)害信息：了解災(zāi)害類型、強(qiáng)度、影響范圍等基本信息。

(2)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀調(diào)查：對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，了解其結(jié)構(gòu)形式、材料、施工質(zhì)量等。

(3)評(píng)估結(jié)構(gòu)損傷：根據(jù)災(zāi)害情況和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，評(píng)估結(jié)構(gòu)的損傷程度。

2.設(shè)計(jì)方案制定

(1)確定設(shè)計(jì)目標(biāo)：根據(jù)評(píng)估結(jié)果，明確應(yīng)急設(shè)計(jì)的目標(biāo)，如提高承載力、增強(qiáng)穩(wěn)定性等。

(2)選擇加固方案：根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、損傷程度等因素，選擇合適的加固方法，如增大截面、粘貼鋼板、增加支撐等。

(3)計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)：根據(jù)選定的加固方案，計(jì)算所需的設(shè)計(jì)參數(shù)，如加固材料的尺寸、數(shù)量等。

3.施工方案制定

(1)確定施工順序：根據(jù)加固方案，制定合理的施工順序，確保施工過(guò)程中的安全性。

(2)準(zhǔn)備施工材料：根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，準(zhǔn)備所需的加固材料，如鋼板、型鋼、混凝土等。

(3)制定施工計(jì)劃：合理安排施工時(shí)間、人員、設(shè)備等，確保施工進(jìn)度。

4.施工與監(jiān)測(cè)

(1)施工過(guò)程控制：嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案和施工計(jì)劃進(jìn)行施工，確保施工質(zhì)量。

(2)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：在施工過(guò)程中，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如位移、應(yīng)力等，確保施工安全。

(3)完工驗(yàn)收：施工完成后，對(duì)加固結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)收，確保滿足設(shè)計(jì)要求。

二、應(yīng)急設(shè)計(jì)的方法

（一）增大截面法

1.增大截面原理：通過(guò)增加結(jié)構(gòu)的截面尺寸，提高結(jié)構(gòu)的承載力和剛度。

2.施工步驟：

(1)清理基層：對(duì)需要加固的部位進(jìn)行清理，確?；鶎悠秸?、干凈。

(2)綁扎鋼筋：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，綁扎新增的鋼筋。

(3)澆筑混凝土：將混凝土澆筑到新增的截面中，并進(jìn)行振搗。

(4)養(yǎng)護(hù)：待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

（二）粘貼鋼板法

1.粘貼鋼板原理：通過(guò)在結(jié)構(gòu)的受拉部位粘貼鋼板，提高結(jié)構(gòu)的抗拉承載力。

2.施工步驟：

(1)表面處理：對(duì)需要粘貼鋼板的部位進(jìn)行表面處理，確保清潔、平整。

(2)粘貼鋼板：使用高性能的結(jié)構(gòu)膠，將鋼板粘貼到結(jié)構(gòu)的受拉部位。

(3)固定與保護(hù)：使用螺栓等固定措施，確保鋼板牢固，并進(jìn)行保護(hù)。

（三）增加支撐法

1.增加支撐原理：通過(guò)在結(jié)構(gòu)中增加支撐，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載力。

2.施工步驟：

(1)設(shè)計(jì)支撐方案：根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和損傷程度，設(shè)計(jì)合適的支撐方案，如柱支撐、梁支撐等。

(2)制作支撐構(gòu)件：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，制作支撐構(gòu)件，如鋼支撐、混凝土支撐等。

(3)安裝支撐：將支撐構(gòu)件安裝到結(jié)構(gòu)中，并進(jìn)行調(diào)校，確保支撐牢固。

三、應(yīng)急設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

1.材料選擇：選擇合適的加固材料，如高強(qiáng)度混凝土、高性能結(jié)構(gòu)膠等，確保材料的質(zhì)量和性能。

2.施工質(zhì)量：嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案和施工規(guī)范進(jìn)行施工，確保施工質(zhì)量，防止出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

3.安全防護(hù)：在施工過(guò)程中，采取必要的安全防護(hù)措施，如設(shè)置警戒區(qū)域、佩戴安全帽等，確保施工人員的安全。

4.現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)：加強(qiáng)與相關(guān)部門的協(xié)調(diào)，如設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位等，確保施工順利進(jìn)行。

5.驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：施工完成后，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，確保加固結(jié)構(gòu)滿足安全要求。

**二、應(yīng)急設(shè)計(jì)的方法**

（一）增大截面法

1.增大截面原理：通過(guò)在原有構(gòu)件的截面外部增加一層混凝土或其他高強(qiáng)材料，形成一個(gè)新的、截面更大的構(gòu)件，從而提高構(gòu)件的承載能力（如軸心受壓承載力、受彎承載力、受剪承載力）和剛度。同時(shí)，增大截面也能有效改善構(gòu)件的延性，提高結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。此方法適用于梁、柱等主要受力構(gòu)件的加固。

2.施工步驟：

(1)**基層處理與界面處理**：

*清理：徹底清除構(gòu)件表面的浮漿、舊混凝土、污垢、油漬等。對(duì)于有裂縫的部位，需先進(jìn)行裂縫處理（如封閉）。

*鉆孔（如需）：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在原構(gòu)件上鉆孔，用于固定錨固件（如錨栓），以便將新增加的鋼筋或鋼板與原構(gòu)件可靠地連接在一起。鉆孔位置、直徑、深度需精確計(jì)算。

*界面鑿毛：對(duì)原構(gòu)件表面進(jìn)行鑿毛處理，形成粗糙面，以增大新舊混凝土或材料之間的結(jié)合力。鑿毛程度應(yīng)均勻，深度適宜。

*清洗與濕潤(rùn)：將鑿毛后的表面沖洗干凈，并適當(dāng)灑水濕潤(rùn)，但避免積水，以利于新舊材料結(jié)合，并控制新澆筑混凝土的水分蒸發(fā)。

(2)**綁扎鋼筋（如需要）**：

*安裝定位卡：在界面處理合格的部位安裝定位卡或模板，用于控制新加鋼筋的位置和間距。

*綁扎新鋼筋：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，將新增加的鋼筋（通常是縱向受壓鋼筋和箍筋）綁扎牢固。注意鋼筋的規(guī)格、數(shù)量、間距、保護(hù)層厚度等必須符合設(shè)計(jì)要求。箍筋的彎鉤應(yīng)朝向新混凝土內(nèi)部，便于新混凝土包裹。

(3)**模板安裝**：

*選擇模板：根據(jù)截面尺寸和形狀，選擇合適的模板材料（如鋼模板、木模板）。

*安裝與加固：將模板按照預(yù)定位置安裝就位，確保模板垂直、平整、穩(wěn)固。使用對(duì)拉片、支撐等將模板牢固地固定在原構(gòu)件上，防止?jié)仓炷習(xí)r發(fā)生變形或移位。檢查模板的密封性，防止漏漿。

(4)**混凝土澆筑**：

*攪拌與運(yùn)輸：嚴(yán)格按照配合比要求攪拌新混凝土。選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)（通常不低于原混凝土強(qiáng)度等級(jí)，或根據(jù)計(jì)算確定），并確?；炷恋暮鸵仔浴２捎煤线m的運(yùn)輸工具將混凝土運(yùn)至澆筑部位。

*澆筑方式：采用分層澆筑的方式，分層厚度不宜過(guò)厚（如宜控制在20-30cm）。使用振搗器（如插入式振搗棒）對(duì)新澆筑的混凝土進(jìn)行充分振搗，排除氣泡，確?；炷撩軐?shí)。振搗時(shí)應(yīng)避免過(guò)振或漏振，注意振搗點(diǎn)間距要均勻。

*控制時(shí)間：在混凝土初凝前，及時(shí)修整表面，確?；炷帘砻嫫秸８鶕?jù)天氣情況，可能需要覆蓋塑料薄膜和保溫材料，以防止水分過(guò)快蒸發(fā)導(dǎo)致開(kāi)裂，并保證混凝土強(qiáng)度正常發(fā)展。

(5)**養(yǎng)護(hù)**：

*養(yǎng)護(hù)時(shí)間：增大截面混凝土的養(yǎng)護(hù)至關(guān)重要，一般需要至少7天才能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上，14天左右達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、環(huán)境溫濕度等因素確定。

*養(yǎng)護(hù)方法：采用灑水養(yǎng)護(hù)、覆蓋養(yǎng)護(hù)等方式保持混凝土表面濕潤(rùn)。在養(yǎng)護(hù)期間，避免對(duì)混凝土構(gòu)件施加額外的荷載或擾動(dòng)。待混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，方可拆除模板。

（二）粘貼鋼板法

1.粘貼鋼板原理：利用高性能的結(jié)構(gòu)膠（通常為環(huán)氧樹(shù)脂類膠粘劑）將鋼板粘貼在構(gòu)件的受拉區(qū)或受壓區(qū)，通過(guò)鋼板的高強(qiáng)度和剛度來(lái)分擔(dān)構(gòu)件的拉應(yīng)力或壓應(yīng)力，從而提高構(gòu)件的承載力或改善其受力性能。鋼板主要承擔(dān)拉應(yīng)力，能有效提高受彎構(gòu)件的正截面抗彎承載力，或提高受拉構(gòu)件的承載力。

2.施工步驟：

(1)**表面處理（鋼與混凝土表面）**：

***混凝土表面**：

*清理：徹底清除鋼板粘貼區(qū)域混凝土表面的浮漿、舊裝修層、油污、灰塵等。必要時(shí)使用高壓水槍沖洗。

*鉆孔與錨固：按照設(shè)計(jì)要求，在混凝土表面鉆設(shè)一定數(shù)量和深度的孔洞，用于植入錨栓（如化學(xué)錨栓、膨脹螺栓）。錨栓的布置要均勻，并與鋼板通過(guò)墊板進(jìn)行連接，確保鋼板與混凝土共同工作。鉆孔后需清理孔內(nèi)碎屑。

*鑿毛與粗糙化：對(duì)粘貼區(qū)域進(jìn)行鑿毛處理，形成深度約6mm左右的粗糙面，以增大結(jié)構(gòu)膠與混凝土的機(jī)械錨固力。

*清洗與干燥：將鑿毛后的表面用丙酮或酒精仔細(xì)清洗，去除油污，并待其完全干燥。

***鋼板表面**：

*清理：用砂紙或噴砂等方法對(duì)鋼板的粘貼面進(jìn)行打磨，去除氧化皮、銹蝕、油污等，露出金屬光澤。

*預(yù)鉆孔：根據(jù)設(shè)計(jì)，在鋼板上預(yù)鉆安裝錨栓的孔洞，孔徑比錨栓公稱直徑稍大。

*化學(xué)清潔：使用專用化學(xué)清潔劑對(duì)鋼板粘貼面進(jìn)行清潔，確保無(wú)油污和灰塵，然后立即用干凈布擦干。

(2)**配制與涂刷結(jié)構(gòu)膠**：

*檢查膠液：檢查結(jié)構(gòu)膠的包裝是否完好，確認(rèn)在有效期內(nèi)，觀察膠液是否均勻，有無(wú)雜質(zhì)。

*配制（如需）：根據(jù)結(jié)構(gòu)膠說(shuō)明書(shū)要求，將A組分（樹(shù)脂）和B組分（固化劑）按比例精確混合均勻?；旌线^(guò)程要快速，避免膠液過(guò)早固化。

*涂刷：將配制好的結(jié)構(gòu)膠均勻、飽滿地涂刷在混凝土表面和鋼板的粘貼面上。涂刷要連續(xù)，避免中斷。對(duì)于較大的粘貼面積，可分條涂刷，但接縫處要錯(cuò)開(kāi)。涂刷的膠層厚度應(yīng)控制在1-2mm范圍內(nèi)，過(guò)厚易導(dǎo)致膠層內(nèi)部產(chǎn)生收縮應(yīng)力而開(kāi)裂。

(3)**粘貼與壓緊**：

*就位：將處理好的鋼板緩慢、準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)涂膠的混凝土表面，平穩(wěn)地壓緊。確保鋼板與混凝土緊密接觸，無(wú)氣泡。

*施加壓力：使用臨時(shí)支撐或通過(guò)預(yù)裝的錨栓施加足夠的壓力，將鋼板壓緊在混凝土表面。壓力大小需根據(jù)結(jié)構(gòu)膠的類型和設(shè)計(jì)要求確定，以確保結(jié)構(gòu)膠充分填充界面并排除空氣。保持壓力時(shí)間一般不少于10-30分鐘（具體參照膠說(shuō)明書(shū)）。

*固定：在壓力作用下，待結(jié)構(gòu)膠初步固化后，安裝鋼板上的永久性錨栓，并通過(guò)墊板將鋼板與混凝土連接牢固。

(4)**固化與養(yǎng)護(hù)**：

*固化時(shí)間：結(jié)構(gòu)膠的完全固化需要一定時(shí)間，受溫度、濕度影響較大。一般需24-72小時(shí)才能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。在此期間，應(yīng)避免觸動(dòng)或移動(dòng)鋼板。

*養(yǎng)護(hù)：在固化期間，應(yīng)保持環(huán)境溫度和濕度適宜（通常溫度不低于5℃，濕度不宜過(guò)高），避免陽(yáng)光直射和雨水沖刷。必要時(shí)可覆蓋保溫材料。

(5)**質(zhì)量檢查**：

*外觀檢查：檢查鋼板粘貼是否平整、牢固，有無(wú)明顯的空鼓或翹曲。檢查錨栓是否擰緊。

*無(wú)損檢測(cè)（如需要）：對(duì)于重要工程或?qū)煽啃杂休^高要求的部位，可在結(jié)構(gòu)膠完全固化后，采用超聲波探傷等方法檢查結(jié)構(gòu)膠與混凝土、鋼板之間的結(jié)合質(zhì)量，確保無(wú)脫粘、空洞等缺陷。

（三）增加支撐法

1.增加支撐原理：通過(guò)在結(jié)構(gòu)中增設(shè)臨時(shí)或永久的支撐（如鋼支撐、混凝土支撐），對(duì)受變形或破壞威脅的構(gòu)件或區(qū)域提供額外的支撐力或側(cè)向約束，從而限制其變形，提高其承載能力和穩(wěn)定性，防止結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)或連續(xù)破壞。常用于加固傾斜的梁、柱，或作為臨時(shí)措施防止結(jié)構(gòu)進(jìn)一步垮塌。

2.施工步驟：

(1)**支撐選型與設(shè)計(jì)**：

*選擇類型：根據(jù)受力特點(diǎn)（豎向受壓、受彎、受剪、側(cè)向受壓等）和現(xiàn)場(chǎng)條件，選擇合適的支撐類型，如型鋼支撐（H型鋼、工字鋼）、鋼管支撐、混凝土支撐等。

*確定截面：根據(jù)需要承擔(dān)的荷載大小和穩(wěn)定性要求，計(jì)算并選擇支撐構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度。

*考慮連接：設(shè)計(jì)支撐與原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接方式（如通過(guò)節(jié)點(diǎn)板焊接、螺栓連接等），確保連接具有足夠的強(qiáng)度和剛度，能夠可靠地傳遞荷載。

(2)**設(shè)置支撐點(diǎn)與基礎(chǔ)**：

*確定位置：根據(jù)結(jié)構(gòu)受力分析和現(xiàn)場(chǎng)情況，確定支撐的安裝位置，通常設(shè)置在構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)部位或能夠有效傳遞反力的部位。

*基礎(chǔ)處理：支撐的底部需要放置在堅(jiān)實(shí)、平整的基礎(chǔ)上。如果原地面不平或有空洞，需要進(jìn)行必要的夯實(shí)、填實(shí)或墊板處理，確保支撐底部穩(wěn)固，不發(fā)生不均勻沉降。

*安裝底座（如需要）：在基礎(chǔ)上安裝支撐底座或錨固件，用于固定支撐底部，防止其發(fā)生水平位移或轉(zhuǎn)動(dòng)。

(3)**安裝支撐構(gòu)件**：

*提升與就位：使用合適的起重設(shè)備（如手動(dòng)葫蘆、千斤頂）將支撐構(gòu)件緩慢提升并移動(dòng)到預(yù)定安裝位置。注意操作安全，防止構(gòu)件碰撞原結(jié)構(gòu)。

*對(duì)中與調(diào)直：將支撐構(gòu)件安裝到連接節(jié)點(diǎn)或底座上，進(jìn)行調(diào)整，使其位置準(zhǔn)確、垂直（或按設(shè)計(jì)角度）。

(4)**連接與固定**：

*節(jié)點(diǎn)連接：按照設(shè)計(jì)的連接方式，將支撐構(gòu)件與原結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如梁、柱）進(jìn)行連接。如果是焊接，需確保焊縫質(zhì)量符合要求；如果是螺栓連接，需按規(guī)定力矩?cái)Q緊螺栓。

*支撐間連接：對(duì)于需要協(xié)同工作的多根支撐，應(yīng)將其相互連接（如通過(guò)水平撐、斜撐），形成穩(wěn)定的支撐體系。

*防傾覆措施：對(duì)于臨時(shí)設(shè)置的支撐，可能需要采取額外的防傾覆措施，如在支撐外側(cè)設(shè)置拉索等。

(5)**預(yù)加荷載與監(jiān)測(cè)**：

*預(yù)加荷載：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可能需要對(duì)支撐施加一定的預(yù)緊力，使其盡早發(fā)揮作用，分擔(dān)原有荷載。預(yù)加荷載的大小需嚴(yán)格控制。

*實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：在支撐安裝和預(yù)加荷載過(guò)程中，以及對(duì)結(jié)構(gòu)施加荷載后，需對(duì)原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形（如位移、轉(zhuǎn)角）、支撐的受力（如軸力、壓力）、連接節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)用于驗(yàn)證支撐體系的有效性和安全性，并根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整加載方案。

(6)**卸除臨時(shí)荷載（如適用）**：

*如果支撐是作為臨時(shí)措施，在結(jié)構(gòu)加固完成、其承載任務(wù)完成后，需按照安全、有序的步驟逐步卸除支撐及其承受的荷載。卸載過(guò)程通常需要反向監(jiān)測(cè)，確保結(jié)構(gòu)在卸載過(guò)程中保持穩(wěn)定。

**三、應(yīng)急設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)**

1.**材料選擇**：

***混凝土**：選擇強(qiáng)度等級(jí)適宜、和易性良好、收縮性小的商品混凝土。必要時(shí)可選用早強(qiáng)型、微膨脹型或高性能混凝土。

***鋼筋**：選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋，其強(qiáng)度等級(jí)和種類應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

***鋼板**：選用具有合格證明、厚度均勻、表面平整的鋼板，材質(zhì)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

***結(jié)構(gòu)膠**：選用性能可靠、與基材相容性好、抗老化能力強(qiáng)的結(jié)構(gòu)膠，并嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)配制和使用。注意儲(chǔ)存環(huán)境，避免失效。

***支撐構(gòu)件**：選用材質(zhì)可靠、幾何尺寸精確的型鋼、鋼管等，并有出廠合格證明。

***連接件**：螺栓、焊條、錨栓等連接件均需符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量可靠。

2.**施工質(zhì)量**：

*嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案和施工規(guī)范進(jìn)行操作，不得隨意更改材料或施工工藝。

*做好隱蔽工程驗(yàn)收，如鋼筋綁扎、鋼板粘貼、支撐安裝等完成后，需檢查合格方可進(jìn)行下道工序。

*控制混凝土澆筑和振搗質(zhì)量，確保密實(shí)。控制鋼板粘貼和支撐安裝的精度，確保位置和垂直度準(zhǔn)確。

*確保連接節(jié)點(diǎn)的焊接或螺栓連接質(zhì)量，焊縫需飽滿、無(wú)缺陷，螺栓需按規(guī)定力矩?cái)Q緊。

3.**安全防護(hù)**：

*施工人員必須佩戴安全帽、安全帶等個(gè)人防護(hù)用品。

*高處作業(yè)需設(shè)置安全防護(hù)設(shè)施，如安全網(wǎng)、護(hù)欄等。

*臨時(shí)支撐體系應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，并采取必要的防傾覆措施。在支撐安裝和調(diào)整過(guò)程中，嚴(yán)禁在下方逗留或作業(yè)。

*使用起重設(shè)備時(shí)，應(yīng)有專人指揮，并確保設(shè)備完好。吊裝作業(yè)區(qū)域應(yīng)設(shè)置警戒線，禁止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入。

*涉及動(dòng)火作業(yè)時(shí)，需辦理動(dòng)火證，配備消防器材，并清理作業(yè)區(qū)域周圍的易燃物。

4.**現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)**：

*加強(qiáng)與設(shè)計(jì)單位的技術(shù)溝通，確保施工理解設(shè)計(jì)意圖，及時(shí)解決施工中出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題。

*與施工單位保持密切聯(lián)系，監(jiān)督施工過(guò)程，確保按計(jì)劃和質(zhì)量要求進(jìn)行。

*如涉及多個(gè)施工隊(duì)伍或單位，需建立有效的協(xié)調(diào)機(jī)制，明確各方職責(zé)，確保施工有序進(jìn)行。

*與業(yè)主（使用方）保持溝通，及時(shí)告知施工進(jìn)展和注意事項(xiàng)。

5.**驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)**：

*施工完成后，對(duì)照設(shè)計(jì)圖紙和相關(guān)施工驗(yàn)收規(guī)范，對(duì)加固構(gòu)件的外觀、尺寸、連接質(zhì)量等進(jìn)行全面檢查。

*對(duì)關(guān)鍵部位或重要構(gòu)件，可進(jìn)行必要的荷載試驗(yàn)或無(wú)損檢測(cè)（如混凝土強(qiáng)度回彈、結(jié)構(gòu)膠超聲波檢測(cè)、支撐軸力測(cè)量等），驗(yàn)證加固效果是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

*驗(yàn)收合格后，方可移除臨時(shí)支撐（如適用），并交付使用。應(yīng)形成完整的施工記錄和驗(yàn)收文件。

一、結(jié)構(gòu)力學(xué)應(yīng)急設(shè)計(jì)的概述

結(jié)構(gòu)力學(xué)應(yīng)急設(shè)計(jì)是指在突發(fā)事件或?yàn)?zāi)害發(fā)生時(shí)，對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)或新建結(jié)構(gòu)進(jìn)行的快速評(píng)估、加固或改造，以確保結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。應(yīng)急設(shè)計(jì)的目標(biāo)是在有限的時(shí)間和資源條件下，最大限度地降低結(jié)構(gòu)失效的風(fēng)險(xiǎn)，保障人員生命財(cái)產(chǎn)安全。本文檔將從應(yīng)急設(shè)計(jì)的原則、流程、方法以及注意事項(xiàng)等方面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

（一）應(yīng)急設(shè)計(jì)的原則

1.安全性優(yōu)先：應(yīng)急設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)是確保結(jié)構(gòu)在極端荷載作用下的安全性，防止發(fā)生倒塌或嚴(yán)重?fù)p壞。

2.效率性：應(yīng)急設(shè)計(jì)應(yīng)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成，以應(yīng)對(duì)快速發(fā)展的災(zāi)害情況。

3.經(jīng)濟(jì)性：在滿足安全要求的前提下，盡量降低加固或改造的成本。

4.可行性：應(yīng)急設(shè)計(jì)方案應(yīng)考慮到現(xiàn)場(chǎng)施工條件、材料供應(yīng)等因素，確保方案的可行性。

（二）應(yīng)急設(shè)計(jì)的流程

1.現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與評(píng)估

(1)收集災(zāi)害信息：了解災(zāi)害類型、強(qiáng)度、影響范圍等基本信息。

(2)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀調(diào)查：對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，了解其結(jié)構(gòu)形式、材料、施工質(zhì)量等。

(3)評(píng)估結(jié)構(gòu)損傷：根據(jù)災(zāi)害情況和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，評(píng)估結(jié)構(gòu)的損傷程度。

2.設(shè)計(jì)方案制定

(1)確定設(shè)計(jì)目標(biāo)：根據(jù)評(píng)估結(jié)果，明確應(yīng)急設(shè)計(jì)的目標(biāo)，如提高承載力、增強(qiáng)穩(wěn)定性等。

(2)選擇加固方案：根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、損傷程度等因素，選擇合適的加固方法，如增大截面、粘貼鋼板、增加支撐等。

(3)計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)：根據(jù)選定的加固方案，計(jì)算所需的設(shè)計(jì)參數(shù)，如加固材料的尺寸、數(shù)量等。

3.施工方案制定

(1)確定施工順序：根據(jù)加固方案，制定合理的施工順序，確保施工過(guò)程中的安全性。

(2)準(zhǔn)備施工材料：根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，準(zhǔn)備所需的加固材料，如鋼板、型鋼、混凝土等。

(3)制定施工計(jì)劃：合理安排施工時(shí)間、人員、設(shè)備等，確保施工進(jìn)度。

4.施工與監(jiān)測(cè)

(1)施工過(guò)程控制：嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案和施工計(jì)劃進(jìn)行施工，確保施工質(zhì)量。

(2)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：在施工過(guò)程中，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如位移、應(yīng)力等，確保施工安全。

(3)完工驗(yàn)收：施工完成后，對(duì)加固結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)收，確保滿足設(shè)計(jì)要求。

二、應(yīng)急設(shè)計(jì)的方法

（一）增大截面法

1.增大截面原理：通過(guò)增加結(jié)構(gòu)的截面尺寸，提高結(jié)構(gòu)的承載力和剛度。

2.施工步驟：

(1)清理基層：對(duì)需要加固的部位進(jìn)行清理，確保基層平整、干凈。

(2)綁扎鋼筋：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，綁扎新增的鋼筋。

(3)澆筑混凝土：將混凝土澆筑到新增的截面中，并進(jìn)行振搗。

(4)養(yǎng)護(hù)：待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

（二）粘貼鋼板法

1.粘貼鋼板原理：通過(guò)在結(jié)構(gòu)的受拉部位粘貼鋼板，提高結(jié)構(gòu)的抗拉承載力。

2.施工步驟：

(1)表面處理：對(duì)需要粘貼鋼板的部位進(jìn)行表面處理，確保清潔、平整。

(2)粘貼鋼板：使用高性能的結(jié)構(gòu)膠，將鋼板粘貼到結(jié)構(gòu)的受拉部位。

(3)固定與保護(hù)：使用螺栓等固定措施，確保鋼板牢固，并進(jìn)行保護(hù)。

（三）增加支撐法

1.增加支撐原理：通過(guò)在結(jié)構(gòu)中增加支撐，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載力。

2.施工步驟：

(1)設(shè)計(jì)支撐方案：根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和損傷程度，設(shè)計(jì)合適的支撐方案，如柱支撐、梁支撐等。

(2)制作支撐構(gòu)件：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，制作支撐構(gòu)件，如鋼支撐、混凝土支撐等。

(3)安裝支撐：將支撐構(gòu)件安裝到結(jié)構(gòu)中，并進(jìn)行調(diào)校，確保支撐牢固。

三、應(yīng)急設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

1.材料選擇：選擇合適的加固材料，如高強(qiáng)度混凝土、高性能結(jié)構(gòu)膠等，確保材料的質(zhì)量和性能。

2.施工質(zhì)量：嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案和施工規(guī)范進(jìn)行施工，確保施工質(zhì)量，防止出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

3.安全防護(hù)：在施工過(guò)程中，采取必要的安全防護(hù)措施，如設(shè)置警戒區(qū)域、佩戴安全帽等，確保施工人員的安全。

4.現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)：加強(qiáng)與相關(guān)部門的協(xié)調(diào)，如設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位等，確保施工順利進(jìn)行。

5.驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：施工完成后，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，確保加固結(jié)構(gòu)滿足安全要求。

**二、應(yīng)急設(shè)計(jì)的方法**

（一）增大截面法

1.增大截面原理：通過(guò)在原有構(gòu)件的截面外部增加一層混凝土或其他高強(qiáng)材料，形成一個(gè)新的、截面更大的構(gòu)件，從而提高構(gòu)件的承載能力（如軸心受壓承載力、受彎承載力、受剪承載力）和剛度。同時(shí)，增大截面也能有效改善構(gòu)件的延性，提高結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。此方法適用于梁、柱等主要受力構(gòu)件的加固。

2.施工步驟：

(1)**基層處理與界面處理**：

*清理：徹底清除構(gòu)件表面的浮漿、舊混凝土、污垢、油漬等。對(duì)于有裂縫的部位，需先進(jìn)行裂縫處理（如封閉）。

*鉆孔（如需）：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在原構(gòu)件上鉆孔，用于固定錨固件（如錨栓），以便將新增加的鋼筋或鋼板與原構(gòu)件可靠地連接在一起。鉆孔位置、直徑、深度需精確計(jì)算。

*界面鑿毛：對(duì)原構(gòu)件表面進(jìn)行鑿毛處理，形成粗糙面，以增大新舊混凝土或材料之間的結(jié)合力。鑿毛程度應(yīng)均勻，深度適宜。

*清洗與濕潤(rùn)：將鑿毛后的表面沖洗干凈，并適當(dāng)灑水濕潤(rùn)，但避免積水，以利于新舊材料結(jié)合，并控制新澆筑混凝土的水分蒸發(fā)。

(2)**綁扎鋼筋（如需要）**：

*安裝定位卡：在界面處理合格的部位安裝定位卡或模板，用于控制新加鋼筋的位置和間距。

*綁扎新鋼筋：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，將新增加的鋼筋（通常是縱向受壓鋼筋和箍筋）綁扎牢固。注意鋼筋的規(guī)格、數(shù)量、間距、保護(hù)層厚度等必須符合設(shè)計(jì)要求。箍筋的彎鉤應(yīng)朝向新混凝土內(nèi)部，便于新混凝土包裹。

(3)**模板安裝**：

*選擇模板：根據(jù)截面尺寸和形狀，選擇合適的模板材料（如鋼模板、木模板）。

*安裝與加固：將模板按照預(yù)定位置安裝就位，確保模板垂直、平整、穩(wěn)固。使用對(duì)拉片、支撐等將模板牢固地固定在原構(gòu)件上，防止?jié)仓炷習(xí)r發(fā)生變形或移位。檢查模板的密封性，防止漏漿。

(4)**混凝土澆筑**：

*攪拌與運(yùn)輸：嚴(yán)格按照配合比要求攪拌新混凝土。選擇合適的混凝土強(qiáng)度等級(jí)（通常不低于原混凝土強(qiáng)度等級(jí)，或根據(jù)計(jì)算確定），并確?；炷恋暮鸵仔?。采用合適的運(yùn)輸工具將混凝土運(yùn)至澆筑部位。

*澆筑方式：采用分層澆筑的方式，分層厚度不宜過(guò)厚（如宜控制在20-30cm）。使用振搗器（如插入式振搗棒）對(duì)新澆筑的混凝土進(jìn)行充分振搗，排除氣泡，確保混凝土密實(shí)。振搗時(shí)應(yīng)避免過(guò)振或漏振，注意振搗點(diǎn)間距要均勻。

*控制時(shí)間：在混凝土初凝前，及時(shí)修整表面，確?；炷帘砻嫫秸?。根據(jù)天氣情況，可能需要覆蓋塑料薄膜和保溫材料，以防止水分過(guò)快蒸發(fā)導(dǎo)致開(kāi)裂，并保證混凝土強(qiáng)度正常發(fā)展。

(5)**養(yǎng)護(hù)**：

*養(yǎng)護(hù)時(shí)間：增大截面混凝土的養(yǎng)護(hù)至關(guān)重要，一般需要至少7天才能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上，14天左右達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、環(huán)境溫濕度等因素確定。

*養(yǎng)護(hù)方法：采用灑水養(yǎng)護(hù)、覆蓋養(yǎng)護(hù)等方式保持混凝土表面濕潤(rùn)。在養(yǎng)護(hù)期間，避免對(duì)混凝土構(gòu)件施加額外的荷載或擾動(dòng)。待混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，方可拆除模板。

（二）粘貼鋼板法

1.粘貼鋼板原理：利用高性能的結(jié)構(gòu)膠（通常為環(huán)氧樹(shù)脂類膠粘劑）將鋼板粘貼在構(gòu)件的受拉區(qū)或受壓區(qū)，通過(guò)鋼板的高強(qiáng)度和剛度來(lái)分擔(dān)構(gòu)件的拉應(yīng)力或壓應(yīng)力，從而提高構(gòu)件的承載力或改善其受力性能。鋼板主要承擔(dān)拉應(yīng)力，能有效提高受彎構(gòu)件的正截面抗彎承載力，或提高受拉構(gòu)件的承載力。

2.施工步驟：

(1)**表面處理（鋼與混凝土表面）**：

***混凝土表面**：

*清理：徹底清除鋼板粘貼區(qū)域混凝土表面的浮漿、舊裝修層、油污、灰塵等。必要時(shí)使用高壓水槍沖洗。

*鉆孔與錨固：按照設(shè)計(jì)要求，在混凝土表面鉆設(shè)一定數(shù)量和深度的孔洞，用于植入錨栓（如化學(xué)錨栓、膨脹螺栓）。錨栓的布置要均勻，并與鋼板通過(guò)墊板進(jìn)行連接，確保鋼板與混凝土共同工作。鉆孔后需清理孔內(nèi)碎屑。

*鑿毛與粗糙化：對(duì)粘貼區(qū)域進(jìn)行鑿毛處理，形成深度約6mm左右的粗糙面，以增大結(jié)構(gòu)膠與混凝土的機(jī)械錨固力。

*清洗與干燥：將鑿毛后的表面用丙酮或酒精仔細(xì)清洗，去除油污，并待其完全干燥。

***鋼板表面**：

*清理：用砂紙或噴砂等方法對(duì)鋼板的粘貼面進(jìn)行打磨，去除氧化皮、銹蝕、油污等，露出金屬光澤。

*預(yù)鉆孔：根據(jù)設(shè)計(jì)，在鋼板上預(yù)鉆安裝錨栓的孔洞，孔徑比錨栓公稱直徑稍大。

*化學(xué)清潔：使用專用化學(xué)清潔劑對(duì)鋼板粘貼面進(jìn)行清潔，確保無(wú)油污和灰塵，然后立即用干凈布擦干。

(2)**配制與涂刷結(jié)構(gòu)膠**：

*檢查膠液：檢查結(jié)構(gòu)膠的包裝是否完好，確認(rèn)在有效期內(nèi)，觀察膠液是否均勻，有無(wú)雜質(zhì)。

*配制（如需）：根據(jù)結(jié)構(gòu)膠說(shuō)明書(shū)要求，將A組分（樹(shù)脂）和B組分（固化劑）按比例精確混合均勻?；旌线^(guò)程要快速，避免膠液過(guò)早固化。

*涂刷：將配制好的結(jié)構(gòu)膠均勻、飽滿地涂刷在混凝土表面和鋼板的粘貼面上。涂刷要連續(xù)，避免中斷。對(duì)于較大的粘貼面積，可分條涂刷，但接縫處要錯(cuò)開(kāi)。涂刷的膠層厚度應(yīng)控制在1-2mm范圍內(nèi)，過(guò)厚易導(dǎo)致膠層內(nèi)部產(chǎn)生收縮應(yīng)力而開(kāi)裂。

(3)**粘貼與壓緊**：

*就位：將處理好的鋼板緩慢、準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)涂膠的混凝土表面，平穩(wěn)地壓緊。確保鋼板與混凝土緊密接觸，無(wú)氣泡。

*施加壓力：使用臨時(shí)支撐或通過(guò)預(yù)裝的錨栓施加足夠的壓力，將鋼板壓緊在混凝土表面。壓力大小需根據(jù)結(jié)構(gòu)膠的類型和設(shè)計(jì)要求確定，以確保結(jié)構(gòu)膠充分填充界面并排除空氣。保持壓力時(shí)間一般不少于10-30分鐘（具體參照膠說(shuō)明書(shū)）。

*固定：在壓力作用下，待結(jié)構(gòu)膠初步固化后，安裝鋼板上的永久性錨栓，并通過(guò)墊板將鋼板與混凝土連接牢固。

(4)**固化與養(yǎng)護(hù)**：

*固化時(shí)間：結(jié)構(gòu)膠的完全固化需要一定時(shí)間，受溫度、濕度影響較大。一般需24-72小時(shí)才能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。在此期間，應(yīng)避免觸動(dòng)或移動(dòng)鋼板。

*養(yǎng)護(hù)：在固化期間，應(yīng)保持環(huán)境溫度和濕度適宜（通常溫度不低于5℃，濕度不宜過(guò)高），避免陽(yáng)光直射和雨水沖刷。必要時(shí)可覆蓋保溫材料。

(5)**質(zhì)量檢查**：

*外觀檢查：檢查鋼板粘貼是否平整、牢固，有無(wú)明顯的空鼓或翹曲。檢查錨栓是否擰緊。

*無(wú)損檢測(cè)（如需要）：對(duì)于重要工程或?qū)煽啃杂休^高要求的部位，可在結(jié)構(gòu)膠完全固化后，采用超聲波探傷等方法檢查結(jié)構(gòu)膠與混凝土、鋼板之間的結(jié)合質(zhì)量，確保無(wú)脫粘、空洞等缺陷。

（三）增加支撐法

1.增加支撐原理：通過(guò)在結(jié)構(gòu)中增設(shè)臨時(shí)或永久的支撐（如鋼支撐、混凝土支撐），對(duì)受變形或破壞威脅的構(gòu)件或區(qū)域提供額外的支撐力或側(cè)向約束，從而限制其變形，提高其承載能力和穩(wěn)定性，防止結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)或連續(xù)破壞。常用于加固傾斜的梁、柱，或作為臨時(shí)措施防止結(jié)構(gòu)進(jìn)一步垮塌。

2.施工步驟：

(1)**支撐選型與設(shè)計(jì)**：

*選擇類型：根據(jù)受力特點(diǎn)（豎向受壓、受彎、受剪、側(cè)向受壓等）和現(xiàn)場(chǎng)條件，選擇合適的支撐類型，如型鋼支撐（H型鋼、工字鋼）、鋼管支撐、混凝土支撐等。

*確定截面：根據(jù)需要承擔(dān)的荷載大小和穩(wěn)定性要求，計(jì)算并選擇支撐構(gòu)件的截面尺寸和材料強(qiáng)度。

*考慮連接：設(shè)計(jì)支撐與原結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接方式（如通過(guò)節(jié)點(diǎn)板焊接、螺栓連接等），確保連接具有足夠的強(qiáng)度和剛度，能夠可靠地傳遞荷載。

(2)**設(shè)置支撐點(diǎn)與基礎(chǔ)**：

*確定位置：根據(jù)結(jié)構(gòu)受力分析和現(xiàn)場(chǎng)情況，確定支撐的安裝位置，通常設(shè)置在構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)部位或能夠有效傳遞反力的部位。

*基礎(chǔ)處理：支撐的底部需要放置在堅(jiān)實(shí)、平整的基礎(chǔ)上。如果原地面不平或有空洞，需要進(jìn)行必要的夯實(shí)、填實(shí)或墊板處理，確保支撐底部穩(wěn)固，不發(fā)生不均勻沉降。

*安裝底座（如需要）：在基礎(chǔ)上安裝支撐底座或錨固件，用于固定支撐底部，防止其發(fā)生水平位移或轉(zhuǎn)動(dòng)。

(3)**安裝支撐構(gòu)件**：

*提升與就位：使用合適的起重設(shè)備（如手動(dòng)葫蘆、千斤頂）將支撐構(gòu)件緩慢提升并移動(dòng)到預(yù)定安裝位置。注意操作安全，防止構(gòu)件碰撞原結(jié)構(gòu)。

*對(duì)中與調(diào)直：將支撐構(gòu)件安裝到連接節(jié)點(diǎn)或底座上，進(jìn)行調(diào)整，使其位置準(zhǔn)確、垂直（或按設(shè)計(jì)角度）。

(4)**連接與固定**：

*節(jié)點(diǎn)連接：按照設(shè)計(jì)的連接方式，將支撐構(gòu)件與原結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如梁、柱）進(jìn)行連接。如果是焊接，需確保焊縫質(zhì)量符合要求；如果是螺栓連接，需按規(guī)定力矩?cái)Q緊螺栓。

*支撐間連接：對(duì)于需要協(xié)同工作的多根支撐，應(yīng)將其相互連接（如通過(guò)水平撐、斜撐），形成穩(wěn)定的支撐體系。

*防傾覆措施：對(duì)于臨時(shí)設(shè)置的支撐，可能需要采取額外的防傾覆措施，如在支撐外側(cè)設(shè)置拉索等。

(5)**預(yù)加荷載與監(jiān)測(cè)**：

*預(yù)加荷載：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，可能需要對(duì)支撐施加一定的預(yù)緊力，使其盡早發(fā)揮作用，分擔(dān)原有荷載。預(yù)加荷載的大小需嚴(yán)格控制。

*實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)