工程中的鋼結構不可避免地存在各種缺陷和損傷。在荷載和環(huán)境等因素的作用下，材料發(fā)生變化，引起宏觀力學性能的劣化，導致鋼結構工程事故。為確保結構安全工作，延長使用壽命就必須對損傷構件進行更換或加固，更換這些構件將造成極大的浪費，而且會影響結構的正常使用。同時，結構損傷具有局部性和多發(fā)性特點，這些結構不可能在出現(xiàn)損傷時就立即退役。因此，尋求經(jīng)濟高效的鋼結構加固技術既是土木工程領域亟待解決的技術問題，又是一個關系到社會可持續(xù)發(fā)展的問題。
1、鋼結構損害的主要因素及加固技術措施
鋼結構損害的主要因素有：1）由荷載變化，超期服役，規(guī)范和規(guī)程改變導致結構承載力不足；2）構件由于各種意外產(chǎn)生變形、扭曲、傷殘、凹陷等，致使構件截面削弱，桿件翹曲，連接開裂等；3）溫差作用下引起構件或連接變形、開裂和翹曲；4）由于化學物質(zhì)的侵蝕而產(chǎn)生腐蝕以及電化學腐蝕致使鋼結構構件截面削弱；5）其它包括設計、生產(chǎn)、施工中的失誤及服役期中的違規(guī)使用和操作等。
鋼結構的加固技術措施主要有三種：1） 截面補強法：在局部或沿構件全長以鋼材補強，連成整體使之共同受力；2） 改變計算簡圖：增設附加支承，調(diào)整荷載分布情況，降低內(nèi)力水平，對超靜定結構支座進行強迫位移，降低應力峰值；3） 預應力拉索法：利用高強拉索加固結構薄弱環(huán)節(jié)或提高結構整體承載力、剛度和穩(wěn)度。
2、預應力CFRP加固鋼結構技術
目前，國內(nèi)外對預應力CFRP加固鋼結構技術的研究、試驗和應用涉足甚少。因此，如何將高性能預應力CFRP加固技術引入到鋼結構工程的加固中，以提高鋼結構的承載能力和可靠性，將是鋼結構工程加固領域中的一次技術革命。
2.1 傳統(tǒng)的鋼結構加固存在的問題
焊接加固時，高溫作用使焊接部位的組織及性能劣化；而且焊縫必然存在缺陷，會產(chǎn)生新的裂紋；焊接結構內(nèi)部存在殘余應力，與其他作用結合可能導致開裂。焊接使結構形成連續(xù)的整體，裂縫一旦失穩(wěn)擴展，就有可能一斷到底，引發(fā)重大事故。
采用螺栓連接需要在損傷部位附近的母材上開孔，削弱了截面，形成新的應力集中區(qū)；普通螺栓在動載作用下易松動，高強螺栓易發(fā)生應力松弛現(xiàn)象，降低了結構的修補效果。
粘鋼加固技術是在鋼結構表面用特制的建筑結構膠粘貼鋼板，依靠結構膠使之粘結成整體共同工作，以提高結構承載力。
這些加固方法共同的缺點是使結構重量增加很多，鋼板不易制作成各種復雜形狀，運輸和安裝也不方便，且鋼板易銹蝕，影響粘結強度，維護費用高。
2.2 CFRP粘貼加固鋼結構的特點
CFRP粘貼加固鋼結構是利用粘結劑將CFRP粘貼到鋼結構損傷部位的表面，使一部分荷載通過粘結層傳遞到CFRP上，降低了結構損傷部位的應力。粘貼CFRP加固技術具有明顯的優(yōu)勢：
1） CFRP的比強度和比剛度高，加固后基本不增加原結構的自重和原構件的尺寸；
2） 復合材料具有良好的抗疲勞性能和耐腐蝕性能；
3） 柔性的復合材料對于任意封閉結構和形狀復雜的被加固結構表面具有特別的優(yōu)勢。密封性好，減少了滲漏甚至腐蝕的隱患；
4） 簡便易行、成本低、效率高，在狹小空間亦可施工，特別適合現(xiàn)場修復；
5） 施工過程中無明火，適用于各種特殊環(huán)境。
1、鋼結構損害的主要因素及加固技術措施
鋼結構損害的主要因素有：1）由荷載變化，超期服役，規(guī)范和規(guī)程改變導致結構承載力不足；2）構件由于各種意外產(chǎn)生變形、扭曲、傷殘、凹陷等，致使構件截面削弱，桿件翹曲，連接開裂等；3）溫差作用下引起構件或連接變形、開裂和翹曲；4）由于化學物質(zhì)的侵蝕而產(chǎn)生腐蝕以及電化學腐蝕致使鋼結構構件截面削弱；5）其它包括設計、生產(chǎn)、施工中的失誤及服役期中的違規(guī)使用和操作等。
鋼結構的加固技術措施主要有三種：1） 截面補強法：在局部或沿構件全長以鋼材補強，連成整體使之共同受力；2） 改變計算簡圖：增設附加支承，調(diào)整荷載分布情況，降低內(nèi)力水平，對超靜定結構支座進行強迫位移，降低應力峰值；3） 預應力拉索法：利用高強拉索加固結構薄弱環(huán)節(jié)或提高結構整體承載力、剛度和穩(wěn)度。
2、預應力CFRP加固鋼結構技術
目前，國內(nèi)外對預應力CFRP加固鋼結構技術的研究、試驗和應用涉足甚少。因此，如何將高性能預應力CFRP加固技術引入到鋼結構工程的加固中，以提高鋼結構的承載能力和可靠性，將是鋼結構工程加固領域中的一次技術革命。
2.1 傳統(tǒng)的鋼結構加固存在的問題
焊接加固時，高溫作用使焊接部位的組織及性能劣化；而且焊縫必然存在缺陷，會產(chǎn)生新的裂紋；焊接結構內(nèi)部存在殘余應力，與其他作用結合可能導致開裂。焊接使結構形成連續(xù)的整體，裂縫一旦失穩(wěn)擴展，就有可能一斷到底，引發(fā)重大事故。
采用螺栓連接需要在損傷部位附近的母材上開孔，削弱了截面，形成新的應力集中區(qū)；普通螺栓在動載作用下易松動，高強螺栓易發(fā)生應力松弛現(xiàn)象，降低了結構的修補效果。
粘鋼加固技術是在鋼結構表面用特制的建筑結構膠粘貼鋼板，依靠結構膠使之粘結成整體共同工作，以提高結構承載力。
這些加固方法共同的缺點是使結構重量增加很多，鋼板不易制作成各種復雜形狀，運輸和安裝也不方便，且鋼板易銹蝕，影響粘結強度，維護費用高。
2.2 CFRP粘貼加固鋼結構的特點
CFRP粘貼加固鋼結構是利用粘結劑將CFRP粘貼到鋼結構損傷部位的表面，使一部分荷載通過粘結層傳遞到CFRP上，降低了結構損傷部位的應力。粘貼CFRP加固技術具有明顯的優(yōu)勢：
1） CFRP的比強度和比剛度高，加固后基本不增加原結構的自重和原構件的尺寸；
2） 復合材料具有良好的抗疲勞性能和耐腐蝕性能；
3） 柔性的復合材料對于任意封閉結構和形狀復雜的被加固結構表面具有特別的優(yōu)勢。密封性好，減少了滲漏甚至腐蝕的隱患；
4） 簡便易行、成本低、效率高，在狹小空間亦可施工，特別適合現(xiàn)場修復；
5） 施工過程中無明火，適用于各種特殊環(huán)境。