桁架加固旨在提升現有桁架結構性能，延長使用壽命，其原理包括增強桿件截面、優化節點連接等，以改善受力狀態，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；在桿件底下加設加勁桿件或增強各桿件截面間聯系；還可通過體外預應力體系加固，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力。

桁架結構的特點與常見問題

1 桁架結構的基本特點

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

• 輕質高強：材料利用率高，適合大跨度結構。
• 受力明確：各桿件以軸向受力為主，彎矩較小。
• 施工便捷：可預制組裝，縮短工期。

2 桁架結構的常見病害

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. 節點損傷：焊接缺陷、螺栓松動或疲勞裂紋。
4. 設計缺陷：原設計荷載不足或構造不合理。
5. 災害影響：地震、火災或風災導致的局部破壞。

桁架加固的常用方法

桁架加固需根據具體問題選擇合適方法,常見技術包括增大截面法、外包鋼加固法、預應力加固法等。

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（如焊接或化學錨栓）。
• 混凝土包裹時需保證界面粘結強度。

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。
優勢：施工快、對原結構影響小。
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 預應力加固法

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，抵消部分原有應力。
適用場景：大跨度桁架下撓或受拉桿件承載力不足。
注意事項：需精確計算預應力損失及對相鄰桿件的影響。

4 碳纖維復合材料（CFRP）加固

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

5 增設支點或輔助桁架

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

桁架加固的設計與施工流程

1 前期檢測與評估

1. 現場勘查：檢查桿件變形、銹蝕、焊縫質量等。
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 加固方案設計

• 目標：滿足現行規范（如《鋼結構加固設計標準》GB 51367）。
• 關鍵參數：加固后安全系數、節點傳力路徑、施工可行性。

3 施工質量控制

1. 表面處理：除銹、打磨以保證粘結效果。
2. 材料驗收：鋼材、膠粘劑需符合設計要求。
3. 過程監測：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下撓。
• 方案：采用預應力鋼絞線加固下弦桿，撓度減少60%。

2 案例2：鐵路橋桁架節點修復

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

未來發展趨勢

1. 智能監測技術：植入傳感器實時監控加固后性能。
2. 新型材料應用：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構安全的關鍵技術,需結合理論計算與工程經驗靈活選擇方法，未來隨著材料與工藝進步，加固技術將更加高效環保，建議工程人員在設計階段預留加固空間，以降低后期改造成本。

（全文約2100字）