桁架加固有“三忌”口訣，是關乎結構安全的關鍵要點，一忌材料選用不當，若材料質量不過關、規格不符，無法承受相應荷載，會埋下安全隱患，二忌節點處理不善，節點連接不牢固或方式錯誤，會使桁架整體性受損，影響其受力傳遞，降低穩定性，三忌施工違規操作，不按規范流程施工，如安裝順序錯誤、偏差過大等，會改變桁架原有受力狀態，削弱加固效果，在桁架加固時，需牢記這三忌，嚴格把控材料、節點和施工環節，確保加固后的桁架能安全可靠地發揮作用，

桁架加固的重要性與風險

在現代建筑與工程領域,桁架結構因其輕質高強、施工便捷等優勢被廣泛應用于大跨度空間結構中，隨著使用年限的增長或功能需求的改變，許多桁架結構需要進行加固改造，桁架加固是一項技術含量高、風險大的工程作業，若處理不當，不僅無法達到預期效果，反而可能引發嚴重的安全事故，本文提出的"桁架加固三忌口訣"——"忌盲目增重、忌局部補強、忌忽視節點"，正是針對桁架加固工程中最常見、最危險的三大誤區而提出的警示性原則。

桁架結構作為典型的空間受力體系,其力學行為復雜，內力分布均勻，盲目加固往往會打破原有的受力平衡，導致結構性能不升反降，據統計，在各類結構加固失敗案例中，因違反這三項基本原則而導致的占比高達65%以上，深入理解并嚴格遵守這"三忌口訣"，對于確保桁架加固工程的安全性與有效性具有決定性意義。

第一忌：忌盲目增重——質量增加帶來的連鎖反應

1 盲目增重的典型表現與危害

在桁架加固工程中,許多施工方習慣性地認為"越結實越好"，常采用增加截面尺寸、疊加鋼構件或澆筑混凝土等方式來增強桁架承載力，這種簡單粗暴的增重做法，往往會導致一系列嚴重后果：

結構自重增加會顯著加大原有支座和基礎的負荷,以一個跨度30米的鋼桁架為例，若每米增加50kg重量，整個桁架將增加1.5噸荷載，這可能導致基礎沉降超標或支座破壞，某體育館改造工程中，就曾因加固時過度增加屋面桁架自重，導致周邊柱頂出現明顯裂縫。

質量分布改變將影響結構的動力特性,桁架自振頻率與其質量成反比，盲目增重會降低結構頻率，可能使其更接近場地特征周期或設備振動頻率，從而放大地震或振動響應，2008年某廠房加固后遭遇小震即嚴重損壞，調查發現加固后結構基本周期從0.8秒降至0.5秒，正好匹配地震主頻帶。

2 科學控制加固增重的原則與方法

為避免盲目增重帶來的風險,應遵循以下原則：

(1) 優先采用高強度輕質材料：如碳纖維布(CFRP)、高強鋼絞線等，其強度重量比遠高于傳統鋼材，某橋梁桁架采用CFRP加固后，承載力提升40%而自重僅增加3%。

(2) 進行詳細的增重影響分析：采用有限元軟件模擬加固前后的結構響應，特別關注支座反力、基礎承載力和動力特性的變化，分析時應考慮1.2倍的安全系數。

(3) 配套加固支承系統：若必須增加較大重量，應同步驗算并加固下部支承結構，包括：

• 基礎承載力復核與擴底加固
• 支座上墊板厚度調整
• 連接螺栓等級提升

(4) 實施動態監測：加固后采用應變片、位移計等設備監測關鍵部位響應，確保實際行為與理論分析一致，某工程通過監測發現某節點應力超限15%，及時進行了補充加固。

3 替代增重的創新加固技術

現代工程實踐中已發展出多種不顯著增加自重的加固技術：

• 預應力加固法：通過引入反向應力抵消部分荷載效應，某64米跨桁架采用體外預應力索加固，承載力提升35%而重量僅增2%。

• 改變結構體系法：如將簡支桁架轉為連續體系，通過內力重分布降低桿件應力，需注意由此產生的附加彎矩。

• 耗能減震技術：安裝金屬阻尼器或摩擦耗能裝置，通過非結構手段提高抗震能力，特別適用于地震區既有結構加固。

表：不同加固方法對桁架自重的影響對比

第二忌：忌局部補強——整體性思維的缺失

1 局部補強的認知誤區與工程教訓

桁架結構最顯著的特點就是各桿件通過節點相互關聯,形成高度靜定的受力體系，許多加固工程失敗案例都源于"頭痛醫頭、腳痛醫腳"的局部思維：

案例一：某工業廠房發現部分下弦桿出現彎曲，僅對這些桿件進行了外包鋼加固，加固后三個月，相鄰未加固的腹桿出現批量屈曲，事后分析發現，加固改變了下弦桿剛度，導致內力重分配，使腹桿應力集中。

案例二：一橋梁桁架針對腐蝕嚴重的節點進行了局部補強，但未考慮疲勞累積損傷，通車一年后，在補強區域附近出現全新裂紋，最終導致垮塌，這表明局部補強可能將問題轉移到其他薄弱環節。

2 桁架內力重分配機理分析

桁架結構的力學本質是各桿件協同工作體系,任何局部剛度的改變都會引發內力重分布：

(1) 剛度變化影響：桿件加固后軸向剛度(EA)增加，將吸引更多荷載，以簡單三角形桁架為例，若斜桿剛度提高10%，其承擔的內力可能增加6-8%，而直桿內力相應減少。

(2) 幾何構造影響：加固可能改變桿件有效長度或節點約束條件，進而影響穩定承載力，特別是受壓桿件的計算長度系數μ變化會顯著影響其屈曲荷載。

(3) 二次應力影響：實際桁架節點并非理想鉸接，局部補強可能增大節點剛性，產生非預期的彎矩效應，某研究顯示，節點剛性提高20%可能導致相鄰桿件附加彎矩增大30%。

3 系統性加固設計方法

為避免局部補強的弊端,應采用系統化加固策略：

第一步：全面檢測與評估

• 全數桿件超聲波測厚
• 節點磁粉探傷
• 整體變形測量
• 材料性能取樣測試

第二步：整體計算分析建立包含以下因素的精細有限元模型：

• 初始缺陷(根據實測變形)
• 殘余應力(焊接桁架取0.2fy)
• 節點半剛性特性
• 腐蝕減薄量

第三步：制定均衡加固方案遵循"剛度梯度平緩過渡"原則：

• 同類桿件同步加固
• 相鄰區域剛度比控制在1:1.5內
• 設置過渡構造(如漸變截面)
• 節點加固范圍超出問題區域至少兩個節間

第四步：施工過程模擬分析分階段加固引起的內力變化，特別關注：

• 臨時支撐設置時機
• 焊接順序的熱應力影響
• 預應力張拉的相互干擾

4 局部缺陷的系統處理技巧

當確實需要處理局部問題時,應采取"局部處理，全局考慮"的方法：

(1) 桿件斷裂應急處理：

• 立即安裝臨時支撐分擔荷載
• 更換新桿件時,其剛度不應超過原設計值120%
• 相鄰三節間范圍內進行預防性加固

(2) 節點板裂紋修復：

• 裂紋尖端鉆止裂孔(直徑≥板厚)
• 補強板延伸至相鄰桿件連接區
• 采用摩擦型高強螺栓避免焊接熱影響

(3) 腐蝕區域處理：

• 防腐處理范圍應超出可見腐蝕區300mm
• 剩余截面不足90%時，需同步考慮承載力補償
• 采用陽極保護等主動防腐措施

第三忌：忌忽視節點——結構的關鍵薄弱環節

1 節點破壞的嚴重后果與典型案例

工程界有"節點強則結構強，節點弱則結構危"的共識，桁架節點作為力流傳遞的中樞，其失效往往導致災難性后果：

教訓案例：2012年某體育館網架坍塌事故，調查顯示85%的破壞起源于節點，該工程加固時僅關注桿件強度提升，未對原有節點進行相應加強，導致桿件承載力提高后，節點成為新的薄弱環節，計算表明，加固后節點應力集中系數從2.1升至3.3，最終引發脆性斷裂。

研究數據：對50例桁架事故統計顯示，節點相關破壞占比68%，遠高于桿件破壞(27%)和其他原因(5%)，焊接節點問題占55%，螺栓節點占30%，混合節點占15%。

2 桁架節點受力特性與破壞模式

桁架節點承受復雜的復合應力狀態,主要破壞模式包括：

(1) 平面內破壞：

• 節點板剪切斷裂(沿45°方向)
• 焊縫喉部撕裂
• 螺栓孔承壓破壞

(2) 平面外破壞：

• 節點