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                      混凝土結構工程粘鋼加固施工技術

                      2019-4-10 10:24:00??????點擊:
                      在經濟快速發展的帶動下,人們對生活質量和居住環境的結構按要求越來越高,由于混凝土構筑物因出現功能性改變,如擴建、增加荷載等,活在出現質量問題,如配筋不足、在后修補、混凝土強度不夠等,都需要進行加固。其加固施工和加固方案的制定尤為重要,對于需要加固的構筑物,應根據構筑物的不同情況制定不同的加固方案。方案的確定要遵循安全、經濟、快捷、施工方便的原則,只有這樣,加固工程才能收到良好的社會效益和經濟效益,而粘鋼加固這一方案很好的滿足了以上各種要求。 
                         
                         
                        圖1 框架梁粘鋼加固示意圖 
                        2.施工方法 
                        2.1結構粘鋼適用范圍 
                        適用于承受靜力為主的梁板柱構件受彎、剪、拉、壓加固,以及鋼筋焊接點斷裂加固;施工中漏放鋼筋加固;混凝土標號達不到,提高結構強度加固;加層抗震加固;陽臺根部斷裂加固;牛腿接點加固;懸掛式吊車梁提高荷載加固;樓面荷載集中力加固;火災后梁柱砼燒壞加固;混凝土柱子牛腿斷裂加固;橋式吊車梁加固;薄腹梁斷裂加固;爆炸沖擊波破壞梁體加固;提高樓面荷載加固;屋架梁下弦腐蝕嚴重露筋加固;斷梁加固;截柱加固;減震加固;梁柱受化學腐蝕的粘鋼加固;舊房綜合改造加固;生命線建筑物抗震加固;剪力墻開1.6米以下的圓洞加固,開1mx2m以下的門洞加固;橋梁斷裂、舊橋維修加固;提高柱子承載力解決柱子軸壓比超標加固等結構工程。本工程屬于:提高樓面荷載加固、樓面荷載集中力加固和懸掛式吊車梁提高荷載加固等多種綜合形式。 
                        2.2施工方案選擇 
                        原有結構梁采用外粘型鋼法加固,加固方式主要分為兩種:第一種為梁頂粘鋼,即梁頂錨固膨脹螺栓后在梁頂及鋼板底面均涂刷結構膠,直接粘接鋼板;第二種為梁底粘鋼,梁底錨固螺栓后涂膠粘結鋼板,并在梁兩側錨固膨脹螺栓固定U型鋼板抱箍用以箍住梁底鋼板,兩道U型鋼板箍采用縱向壓條連接。 
                        2.2.1梁頂粘鋼加固方法: 
                        梁頂粘結鋼板寬度與梁同寬,鋼板厚10mm長度為設計圖紙尺寸,鋼板粘結在靠近框架柱的梁端支座處,按設計要求的錨栓間距用M10膨脹螺栓擰緊鋼板固定在梁頂。 
                        2.2.2梁底粘鋼加固方法: 
                        梁底粘結鋼板寬度與梁同寬,鋼板厚10mm長度為設計圖紙尺寸,鋼板粘結在框架梁跨中部分,按設計要求的錨栓間距用M10膨脹螺栓擰緊鋼板固定在梁底,用10mm鋼板做成100mm寬的U型鋼板箍開口向上箍住梁底鋼板,用結構膠粘在鋼板底和框架梁側面,在鋼板箍上對應預留螺栓位置處開孔,鋼板箍外側安裝縱向壓條后擰緊已埋M10膨脹螺栓,逐步加壓使得鋼板與梁、鋼板與抱箍、抱箍與梁貼緊,隨即進行液壓頂緊梁底鋼板加壓,保證鋼板與梁粘結緊密。每兩道U型鋼板箍為一組,間距為360mm,現場用6mm厚100mm寬400mm長的縱向壓條連接成整體。 
                        3.施工過程控制 
                        3.2施工要點 
                        3.2.1混凝土基面放線、處理、清理 
                        放線鑿除框架梁板需粘貼面砂漿層、油垢、污物,清理寬度及長度根據圖紙而定。用磨光機裝金剛石磨片打磨除去2~3mm厚表層,直至完全露出新面。如遇梁板不直或不平時進行打鑿或結構膠修補平整,并用無油壓縮空氣吹除粉塵或清水沖洗干凈之后,再用脫脂棉沾丙酮擦試干凈。砼表面避免水源和潮濕,必要時采用壓縮空氣吹凈浮塵,使混凝土表面保持干燥,還用乙炔氧氣焊或汽油噴燈烤干。 
                        3.2.2鋼板下料、鉆孔、打磨 
                        下料:按圖紙設計要求一次性進行裁剪鋼板,為保證鋼板連續受力的特性不出現接頭需用整張鋼板裁料,由于板厚僅為10mm采用普通電氣焊切割很容易出現彎曲變形,影響粘結加固效果,對此采取到構件加工廠用裁板機進行下料,下料后如出現彎曲變形隨即用調平機或錘擊手工進行調平。 
                        對預貼鋼板表面的處理:鋼板粘接面,如鋼板未生銹或輕微銹蝕,須進行除銹和粗糙處理,采用手動砂輪機打磨,直至出現金屬光澤,打磨粗糙度越大越好,打磨紋路與鋼板受力方向垂直,其后用棉絲或脫脂棉沾丙酮擦拭干凈。 
                        放樣鉆孔:上述工作完成之后,再把預貼鋼板放樣,保證達到設計要求時再進行鋼板鉆孔和混凝土梁體鉆孔,鉆孔時采用無損沖擊電鉆鉆孔,鉆孔深度及鉆孔規格按有關設計和施工規范要求,采用Φ14mm的鉆頭鉆孔,按設計圖紙布置要求,沿鋼板條長度方向打深度不小于60mm的盲孔,外露螺絲長度宜為35mm;如遇梁底鋼筋密集處需重新移位后再鉆孔,當單排孔距大于設計要求的尺寸時需多補打一個孔。 
                        3.2.3安裝螺栓、鋼板預貼 
                        用壓縮空氣清理孔內浮塵,再用丙酮清洗盲孔,在孔內涂一層環氧樹脂基液。用丙酮浸泡清洗膨脹螺栓,晾干后涂一層環氧樹脂基液。向孔內塞入1/3孔深的軟環氧膠泥,植入M10膨脹螺栓,并緊固后松下螺母,螺栓外露長度不小于35mm,安裝完螺栓后先用扳子初擰螺母固定(不要一次性擰緊)。將已加工打磨好的鋼板再次放樣預貼在梁底或梁頂,準備涂膠粘貼,拼裝好后的鋼板位置與實際位置偏差不允許大于規范允許偏差。 
                        3.2.4粘鋼膠配制 
                        現場配膠:本施工采用大連JGN建筑結構膠Ⅱ型,按甲、乙重量比配制好后,用攪拌器攪拌,待無單組分條塊,色澤均勻時即可使用。 
                        粘結劑作為建筑結構膠組份,使用前應進行現場質量檢驗,合格后方能使用,按產品使用說明書規定配制,注意攪拌時應避免雨水進入容器,按同一方向進行攪拌,容器內不得有油污,盡量避免混入空氣形成氣泡,配制結構較嚴格按結構膠說明書提供的配比配制,攪拌均勻后方可使用,一次配膠量不宜過多,以40~50分鐘用完為宜。 
                        3.2.5 涂膠和粘貼 
                        用小鏟刀將配制好的結構膠均勻涂抹在鋼材清理面和混凝土清理面上,抹膠厚度1~3mm,中間厚、邊緣薄。將鋼材粘貼到混凝土表面,粘貼到位后,立即用螺栓擰緊和支撐固定,并逐步加壓,緊固螺栓時要求順著同一個方向逐個擰緊,使膠從鋼材邊緣擠出,同時要不斷清理擠出的膠;但加壓不均仍可能造成局部輕微流淌,所以粘貼1小時內應注意檢查,發現缺膠,及時補充。 
                        3.2.6 固定加壓 
                        固化:本工程采用大連產的JGN-Ⅱ結構膠進行粘貼,此類膠在現時溫度下40分鐘初凝,24小時后即可拆除支撐,3天后可受力使用。一般結構膠的固化時限為:若固化溫度25℃左右,24小時可撤除加壓固定系統,72小時即可投入使用;若固化溫度5℃左右,48小時可撤除加壓固定系統,96小時即可投入使用。 
                        鋼板粘貼在梁頂時,用膨脹螺栓加方墊和緊固螺母方式進行錨固加壓,對鋼板產生復合錨固力,從而使梁端和梁柱交接部位受力均勻,壓力以不小于0.1Mpa為宜。還可將提前準備好的50Kg的鋼錠碼放在鋼板上部適當加壓,以使膠液剛剛從鋼板邊擠出為宜。 
                        鋼板粘貼在梁底時,首先緊固梁底的螺母進行錨固加壓,隨即按照設計要求安裝10mm厚U型鋼板箍箍住梁底鋼板,并將開口部分用10mm厚鋼板壓條連接成整體后再由M10膨脹螺栓固定在框架梁兩側,擰緊螺母錨固加壓。同時梁底加設鋼管支撐頂升系統,對應加固梁底下方的平臺上安放一根長4米的工18工字鋼,型鋼底部用楔形鋼板找平,上部搭設單排腳手架,立桿間距為0.8米,水平桿間距1.0米,靠近型鋼和梁底部位均加設水平橫向拉桿,且拉桿下部為雙扣件鎖緊,立桿頂部安裝U型管托,管托內橫向布置一根100X100的木楞頂住梁底鋼板,旋緊管托螺絲,逐步對鋼板進行加壓,直至擰緊不能松動為止,鋼管架頂撐在頂緊加壓約3天后可卸荷,拆除頂升腳手架。 
                        3.2.7 檢驗 
                        一般是用肉眼觀察如發現鋼板與混凝土表面之間有空隙的地方,應及時填入膠結劑補貼。 
                        檢驗時可用小錘輕擊粘結鋼板,從音響判斷粘貼效果,也可采用超聲波儀檢測。若錨固區有效粘結面積少于90%,非錨固區有效粘結面積少于70%,應剝離鋼板,重新粘貼。 
                        對重要構件也可采用載荷檢測,一般采用分級加載至正常荷載的標準值,檢測結果較直觀、可靠,但費用較高。 
                        3.2.8 成品保護 
                        對粘貼到位的構件做好標識工作,提醒其他人員防止在結構膠固化時間內對粘貼鋼材擾動,粘貼3天后,鋼板表面涂一層改性環氧液后再涂防銹漆3道和面漆2道。 
                        4. 質量評定 
                        4.1質量評定標準 
                        加固構件的粘鋼質量采用無破損檢驗或現場做粘結試驗兩種形式。無破損檢驗即外觀檢查鋼板邊緣溢膠情況;用小錘敲擊鋼板,檢驗鋼板粘結密實度。錨固區有效面積不大小于90%,非錨固區有效粘結面積不少于70%,現場粘結試驗(每組三塊試件),采用3塊100X100mm的鋼板?;炷粱妫号c粘鋼部位的混凝土強度等級相同。試驗步驟:首先分別在每塊鋼板中心位置焊一根800mm長的鋼筋,而后按粘鋼工藝要求將三塊鋼板分別粘在混凝土基面上,待膠固化后(72小時)用現場拉拔儀進行抗拉和抗剪試驗。由于膠的抗拉和抗剪強度均大于混凝土的強度,如粘鋼試驗破壞發生在混凝土上,則粘鋼試驗屬于合格或符合設計要求。 
                        5.效益分析和總結分析 
                        5.2總結分析 
                        5.2.1 堅固耐用:經過眾多工程實踐,已經證明完全能夠保證加固工程的質量,結構的強度和剛度都能滿足設計的要求。 
                        5.2.2施工快速:在保證粘結加固結構質量的前提下,快速完成施工任務,并能根據業主要求,在不停產不影響使用的情況下完成施工,受到業主的普遍贊揚。 
                        5.2.3簡潔輕巧:與其它加固方法比較,粘鋼加固的施工,干凈利落,比較簡便,現場無濕作業,完成加固后的結構外觀不改變,比較輕巧,鋼板薄,結構自重增加極微,不會導致建筑物內其他構件的連鎖加固。 
                        5.2.4靈活多樣:粘鋼加固法的適用性很強,能夠解決生產中和生活上各種有關問題,粘貼鋼板的方案多種多樣,靈活巧妙,還可粘貼型鋼,加固鋼結構及磚砌體結構等。 
                        5.2.5經濟合理:由于施工快,避免或減少工廠停產時間,節約加固材料,與其它加固方法比較,粘貼加固的費用大為節省,經濟效益很高。 
                        結語: 
                        框架梁采用粘鋼加固,充分體現了加固工程所要求的短、平、快、省的特點,在保證結構安全的前提下,收到了很好的經濟效益和質量效果,同時也獲得了良好的社會效益。 
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