结构工程加固技术大致分为非抗震需求下的结构基本性能加固技术和考虑地震影响的结构抗震加固技术两类。为了提升结构的基本性能，通常基于两条思路来加固、增强土木工程结构。首先，可以从增强结构自身的性能（如强度、刚度与耐久性等）的角度来达到加固的目的，相应的技术包括增大截面加固方法、粘贴钢板（或碳纤维复合材料等）法、薄面黏结纤维增强复合材料网格法等。其次，可从改变结构受力（体系）的方式来加固结构，相关的方法有体外预应力加固方法、改变体系加固方法等。与此同时，桥梁工程中的支座更换、斜拉索更换、拱桥（或悬索桥）的吊杆（索）更换也是结构工程加固的重要组成部分。针对以木结构和砖砌体结构为主的古建筑加固保护也属于结构工程加固范畴，主要包括钢筋加固法，水平砌缝插入钢棒填补法等。

增大截面加固法。增大结构、构件或构筑物的截面面积并且（或者）适当增加配筋，以提高结构承载力和满足结构正常使用的功能。此法广泛用于梁、板、柱等各类型工程结构的加固（图1）。

图1 T型梁采用增大截面法的加固示意图

置换混凝土加固法。采用新浇筑混凝土部分或全部置换存在缺陷的混凝土，以达到在保持截面面积不变的条件下提升承载力和耐久性的目的。用于置换的混凝土，应保证置换后截面的折算强度不低于原截面的设计强度。

钢丝绳网片-聚合物砂浆外加层加固法。在被加固构件的受拉区布置单层或双层钢丝绳网片并张拉，然后喷涂或人工压抹层聚合物砂浆。在普通钢丝绳网片加固技术的基础上，该法采用专用张拉设备对钢丝绳网片进行“预张紧”处理，并通过专用固定板和固定节连接固定于被加固构件上。该方法适用于混凝土受弯或大偏心受压构件（图2）。

图2 T型梁采用钢丝绳网片-聚合物砂浆外加层加固法的加固示意图

粘贴钢板加固法。在构件表面粘贴、锚固钢板，以提高被加固构件的强度与刚度等性能，适用于受弯、受剪、受压与受拉构件的加固增强。该法施工快速、现场无湿作业或仅有少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响。在梁、柱四周包以型钢的外粘型钢加固方法，也属于粘贴钢板加固技术体系。采用外粘型钢加固后，构件受到外包型钢的约束，其承载力和延性得到改善（图3）。

图3 T型梁采用粘贴钢板加固法的加固示意图

粘贴纤维增强复合材料（FRP）加固法。用胶结材料将纤维增强复合材料粘贴于被加固构件的受拉区域，使它与被加固构件共同承力，以达到提高结构承载能力的目的。该法具有施工简便、耐腐蚀、几乎不增加结构自重、耐用、便于养护等优点，适用于梁、板和柱构件的加固。预应力纤维复合板加固法，先张拉纤维复合板，再将其锚固在原结构上，以使两者协同受力、共同承载；相比于粘贴纤维增强复合材料加固法，该方法克服了复合材料应变滞后于原构件的应变、加固后可能发生复合材料早期剥离等不足，并且具有复合材料主动参与结构受力、材料利用率更高等优点，适用于截面偏小或配筋不足的受弯、受拉和大偏心受压构件的加固（图4）。

图4 T型梁采用粘贴纤维增强复合材料加固法加固示意图

体外预应力加固法。沿构件表面布设预应力筋并完成张拉的加固技术。在梁、板的受拉区段增加体外预应力筋、并进行张拉后，预应力筋所产生的负弯矩抵消了（部分）荷载弯矩，使得梁、板弯矩减小，能使裂缝宽度减小甚至重新闭合。体外预应力加固法没有应力滞后的缺陷、施工简便、造价较低，在基本不增加梁、板截面高度和不影响结构使用空间的条件下，可提高梁、板的受弯、受剪承载力和改善其使用性能。

改变结构体系加固法。采用一定技术措施改变原结构受力体系，降低控制截面内力，提高结构整体承载性能的加固方法。改变结构的受力体系，能大幅度地降低特定截面的内力，从而提高结构或构件的整体性能。桥梁工程中，常用改变结构体系的方式包括：通过增设新支墩等方式将多跨相邻的简支梁改为多跨连续梁，将中、下承式拱改变为拱-斜拉组合体系，将连续梁、连续刚构改变为矮塔斜拉桥，将带挂梁T形刚构改变为连续刚构。

调整拱轴线与压力线加固法。圬工拱结构的承载性能与拱轴线和压力线之间的相对偏离密切相关。拱轴线是拱圈各截面形心之连线，压力线是各截面上合力作用点的连线。当拱圈的拱顶和拱脚的弯矩相差较大时，可以通过调整拱轴线与压力线的相对位置，改善主拱圈的受力状况、提高局部区段的承载性能。具体而言，当拱脚负弯矩较大而拱顶截面尚有富裕时，可以采用减轻拱上填料厚度或桥面厚度、降低桥面系重量或用轻质填料更换原重质填料等减载措施，使全拱恒载压力线上升、拱脚区段的压力线与轴线偏离程度降低，以减小拱脚负弯矩，实现提高拱脚区段承载力的目标。相反，可以采用加载措施，在拱顶处降低恒载压力线与轴线的偏离，减小拱顶的正弯矩，提高该区段的承载力。

组合加固法。同时采用多种加固方法对土木工程结构进行加固。例如，钢板-混凝土组合加固法是增大截面法及粘贴钢板法的有效组合，原结构与加固钢板之间通过植筋、栓钉等连接件及新浇混凝土实现二者的有效连接，形成夹心组合结构，以提高加固结构的性能。

超高性能混凝土（UHPC）加固法。超高性能混凝土是一种基于最大堆积密实度原理的新型水泥基复合材料，因其远超普通混凝土的力学性能和耐久性能，作为混凝土结构修复材料具有广阔的应用前景。UHPC加固混凝土结构，不仅能够提升结构刚度和延展性、有效减少和延缓剪切裂纹的发生，而且可以提高耐久性、延长结构的使用寿命。

为提高土木工程结构的抗震性能，可用的方法主要分为直接加固法和间接加固法两大类。

直接加固的方法。通过提高结构的弯曲强度和延性、防止剪切破坏，增强结构本身抵御地震的能力。具体包括增大截面法、体外预应力加固法、粘贴钢板或FRP法等。工程结构抗震设计的一个重要发展趋势是从预防结构倒塌向震后可快速恢复结构功能转变。利用震后可更换构件，是实现结构功能快速恢复的一种重要手段。其基本原理是将结构局部削弱并设置可更换构件，利用便于拆卸的连接方式将其安装在主体结构上。当地震发生时，可更换构件通过集中塑性变形耗散地震能量等方式保护主体结构不受损或不破坏，起到建筑结构“保险丝”作用。震后更换变形过大或损坏的可更换构件，使结构恢复正常功能。

间接加固方法通过增设耗能构件或更换支座的方式，减弱桥梁的桥墩、桥台或基础传递至上部结构的地震力，从而达到保护主体结构的目的。间接加固法，可分为减震技术和隔震技术。减震技术是利用特制的减震构件或装置，使之在强震时率先进入塑性，产生较大阻尼，消耗输入结构的能量（图5）。隔震技术是通过对结构进行适当的改造，设法阻止地震能量输入主体。对抗震能力不足的桥梁，还可以采用防落梁的构造或措施进行抗震加固（图6）。

图5 结构在减震加固前、后的示意图

图6 隔震支座构造及其所处位置示意图

支座更换技术。桥梁支座，是传递上部结构荷载与使结构端部发生预定变形的重要构造，同时它们也是相对易损且需要定期给予更换.常用的桥梁支座更换技术包括端部整体顶升法、扁形千斤顶法、鞍型支架法、枕木满布式支架法、桥面钢导梁法。①端部整体顶升法，在墩台两侧建立顶升基础，用槽钢、螺栓连接成受力钢梁，千斤顶架在钢梁上以抬升主要承载构件实现支座更换。②扁形千斤顶法，把超薄的液压千斤顶安放在桥梁的承载主梁与盖梁的狭小的空间内，直接顶升梁体。③鞍型支架法，在盖梁上设置支架、放置千斤顶，再顶升梁体以更换支座。④枕木满布式支架法，以枕木为基础设置布满式或者部分木支架至桥梁主梁处，支架上安置千斤顶以实现顶升梁体、更换支座。⑤桥面钢导梁法，支撑面为与待顶升主梁相邻跨的梁体，配合顶升设备，抬升梁体后对支座进行更换。

斜拉索更换技术。拉索是斜拉桥的关键传力构件，然而其使用寿命往往低于整个桥梁结构，因此换索成为恢复斜拉桥运营性能的重要技术手段。斜拉桥的换索工程，主要包括3个步骤。①需要对换索前的结构状态进行实测，包括斜拉桥内力、索力、线形等，再通过计算分析确定结构实际受力状态。②以实测状态为基础，制定换索工程的目标和具体施工方案。③实施斜拉索更换作业。在整个换索过程中，应确保结构的安全、保证结构内力和线形在容许误差范围内。在计算分析时，对结构的内力、挠度、和索力实行三控。通过调索使结构实际内力趋近设计内力，桥梁受力状态逼近设计状态，并且改善主梁线形（图7）。

图7 斜拉索更换技术示意

吊杆（或吊索）更换技术。中下承式拱桥或悬索桥中，吊杆或吊索是将桥面系的恒、活载传递给拱肋或主缆的关键构件。锚头锈蚀、吊杆（索）疲劳和腐蚀等常造成其安全系数偏低、构成潜在的安全隐患，因此吊杆（索）更换成为解决该类问题的有效措施。更换拱桥吊杆时，可设置临时兜吊系统，将被更换吊杆的索力先转移到临时兜吊系统上来；割断旧吊杆并松锚取出旧吊杆，安装新吊杆；把临时兜吊系统上的力转移到新吊杆上来。更换的过程经过两次体系转换，即索力由旧吊杆向临时兜吊系统转移，再由临时兜吊系统向新吊杆转移，并最终完成吊杆的更换。对于悬索桥，吊索更换工程大多在待更换吊索旁边或相邻吊索处布置临时吊索，通过不断张拉临时索，当待更换吊索索力接近无应力状态时拆除。在吊索更换过程中，临时索和永久索的内力通过更换装置不断转换、相互传递（图8）。

图8 拱桥吊杆更换技术示意图

中国现有2000多个历史性城镇，保留着大量的古建筑.中国古建筑以木材、砖瓦为主要建筑材料，充分发挥材料性能和特点，建造出了优美的建筑结构。然而大多数古建筑结构由于建成时间较长，且在各种自然环境和人为因素作用下，出现了地基破坏、柱身倾斜问题、瓦片掉落等问题，木结构还易出现变形、裂缝、虫蛀等问题。构件强度降低，在地震、强风等自然灾害下，很可能出现大面积的结构破坏甚至坍塌，这将会严重影响人民生命财产安全和文化传承。

对古建筑进行加固时，应对古建筑出现的地基破坏、柱身倾斜、瓦片掉落等问题，以及木结构还易出现变形、裂缝、虫蛀等问题进行加固维修。常见的加固方法如下：

钢筋加固法。此法主要针对古建筑的砖砌墙体由于年久失修造成的开裂和倾斜问题。在具体的施工中存在两种应用形式，一种是外部的钢筋加固法，一种是内部的钢条锚固法。外部钢筋加固法是指用钢筋环绕砖墙砌体外围将砖墙砌体连接为一体，并用螺栓开展紧固，强化区域砌体的整体性和构造强度；内部钢条锚固法是指在砖墙的砌体上开洞埋入钢条，并用拉紧绳连接钢条和锚点，在二者之间形成一定强度的拉紧力以遏制砌体的倾斜和开裂。

水平砌缝插入钢棒填补法。在古建筑的关键位置和损坏比较严重的位置砌体上开凿水平砌缝，在开凿过程中对于较大的缝隙可以使用砖石修补，较小的则插入钢棒修补，平行钢棒之间借助弯直钩相互连接，垂直的钢棒利用特制的构件连接，形成一个稳固的承重构造，分担原有砌体担负的重量。在施工完成后，在凿缝的外部施以砂石填补，使砌体外表如故。

砂浆灌注法。砂浆灌注法主要针对古建筑外墙的缝隙，砂浆的材料都经过精挑细选，确保砂浆中不存在盐分等腐蚀性物质，在灌注后砂浆会沿着裂缝向深处流动，最终到达细小的缝隙并凝固，改善裂缝区域墙体的结构性能，提高墙面整体的强度。

化学灌胶加固法。将腐朽木块、碎屑清理干净，然后灌注化学浆液在木块内防止虫蛀、水浸。该方法适用于木材内部因虫蛀或腐朽形成中空等病害。

嵌补加固法。对于木梁的干缩裂缝，当构件的水平裂缝深度小于梁宽或梁直径的1/4时，可先用木条和胶黏剂，将缝隙嵌补黏接严实，再用两道以上的环箍箍紧。对于木柱的干缩裂缝，当其深度不超过柱径1/3，可进行嵌补修复。