混凝土梁粘钢加固施工要点浅析
2015-03-21张益博
张益博
河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450009）
混凝土梁粘钢加固施工要点浅析
张益博
河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450009）
这里介绍了混凝土梁粘钢加固的施工工艺流程、操作要点、质量保证措施、安全保证措施和环保措施，可以为同类工程提供参考和借鉴。
混凝土梁；粘钢加固；工艺流程；操作要点；质量保证措施；安全保证措施；环保措施
钢筋混凝土结构是我国工业与民用建筑中常用的一种结构,近年来随着人们对结构的安全性、适用性和耐久性要求的不断提高，对现有混凝土结构的维护、维修和加固也越来越关注和重视。目前国内常用的混凝土梁加固方法是粘钢加固法，通过粘钢板、粘U型箍板、植负弯矩加强筋、植螺栓固定等措施的综合应用，很好地解决了梁支座处负弯矩承载力不足引起的质量缺陷。
1 方法特点
1）将钢板采用高性能的环氧类粘接剂粘结于混凝土构件的表面，使钢板与混凝土形成统一的整体共同工作，利用钢板良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。
2）在梁上口侧面粘贴钢板，将钢板采用高性能的结构粘接剂粘结于混凝土构件的表面，使钢板与混凝土形成统一的整体，利用钢板良好的抗拉强度达到增强钢筋混凝土大梁负弯矩承载力及刚度的目的。为使钢板与原混凝土大梁更好的一体受力，采用植螺栓的方法在梁上口侧面钢板与梁底侧面U型箍筋相交处定出螺栓位，用专用植筋胶将螺栓植入梁内，螺栓外露端头加螺母进行紧固，加强梁的整体性。钢筋混凝土梁支座处由于钢板无法穿过下端支座，在该处植负弯矩加强筋，采用在梁两侧面打孔，植入负弯矩加强钢筋，将两端伸出部分与钢板连接，加强整体性，提高梁在支座处负弯矩承载能力。
2 施工工艺流程
定位放线→混凝土梁卸荷→梁基层处理→裂缝修补和封闭→钻孔→清孔→钢板制作和切割→钢板钻孔→粘结。
3 操作工艺要点
3.1 加固材料的制作加工
1）加固用的钢板按设计要求的型号、尺寸进行裁割，裁割时要冷切，不可热割，以防止钢件变形及产生内应力。如钢件长度和宽度不能满足设计要求时，可采用焊接，焊接后的钢件应在平台或较平滑的地面上进行找平和整形。
2）U型箍板按设计尺寸在与梁上侧加固用的钢板相交处做煨弯处理。
3）负弯矩加强筋按设计的规格、尺寸进行截割,锚固螺杆采用成品全丝螺杆，进场后按设计尺寸进行截割。
4）按设计尺寸和位置在钢板和U型箍板上打孔，孔径要符合设计要求。
3.2 除锈，打磨
1）钢板、U型箍板应根据其锈蚀情况，用砂轮机打磨进行除锈和粗糙处理，使钢板出现金属光泽，粗糙度越大越好，打磨纹路尽量与受力方向垂直。用脱脂棉蘸丙酮拭净表面，待完全干燥后备用。
2）加固用加强筋及螺杆根据设计要求在相应位置做上标记，标示好除锈清理的长度范围，用磨光机或钢丝刷将除锈清理长度范围内的钢筋表面打磨出金属光泽为止，用脱脂棉蘸丙酮，将除锈清理长度范围内的钢筋表面擦拭干净。
3.3 卸荷
施工中采用千斤顶、挠度计及其支承体系作为支撑系统。以挠度值和千斤顶施力数值的双向控制参数作为卸荷依据。
将支撑柱根部和顶部垫平、固定，千斤顶施力将支撑柱对准支点顶紧，在施工时如发现挠度计示数或千斤顶压力值发生较大变化时，应停止工作，在确认安全、稳定支撑后方可继续施工。多个千斤顶卸荷应保持同步。
3.4 混凝土构件基层处理
将加固区域内的梁基面不平整处用角磨机进行磨平处理，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出结构新面,并用空气压缩机将粉尘吹干净，直至用手触摸不粘灰为止。转角粘贴处要进行倒角处理打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20 mm。
3.5 混凝土构件裂缝封闭
按设计要求用灌缝结构胶对混凝土构件裂缝进行封堵和灌缝封闭处理。灌浆前用压缩空气将孔道及裂缝吹干净，根据裂缝区域大小，可采用单孔灌浆或多孔灌浆，在一条裂缝上灌浆可由一端到另一端，灌浆时应待下一个排气嘴出浆时立即关闭转芯阀，如此顺序进行，化学浆液的灌浆压力用0.2 MPa。压力应逐渐升高，防止骤然加压，达到规定压力后，应保持压力稳定以满足灌浆要求。
3.6 植负弯矩加强筋
先将处理好的钢筋插入孔内，孔两端用环氧砂浆封堵，封堵时，在一端留出注胶孔，另一端留出出气孔，待环氧砂浆凝固后方可进行高压注胶。将配制好的锚固用胶装入打胶筒内，安装打胶嘴。将锚固用胶通过注胶孔注入孔洞内，直至另一端出气孔溢出胶为止。而后，用环氧砂浆或其他材料将注胶孔及出气孔封堵。插入钢筋后，应保持螺杆静止至植筋胶固化，避免外力影响。在适当位置设置警示板，防止粘胶在固化前受到碰撞或移动。
3.7 植螺栓
采用专用注射胶枪注胶。胶枪的注射管应伸入孔底开始注胶，边注射边外拔。注胶量应以插入螺栓杆后有少许溢出为准，一般为孔深的2/3。将处理好的螺栓杆慢慢的插入孔内，插入时一边向同一方向旋转，一边缓慢将螺杆插入，直至到达孔洞底部为止，应一次插入。必要时可用铁锤敲击外露螺杆端部，以确保螺杆完全插入，此时，如无锚固用胶从洞内溢出，说明注胶量不够，须将螺杆拔出，重新注胶，再次插入螺杆，直至能使胶溢出洞口。
3.8 钢板粘结
1）钢板粘贴与加压：钢板粘好后，应立即用特制U形夹具夹紧，并适当加压，以使胶液刚从钢板边缘挤出为度。待U形箍粘贴完毕后将预先植入的螺栓加螺母拧紧作为钢板的永久附加锚固措施。
2）固化:结构胶粘剂常温下固化，24 h可达到强度值的90%以上，此时可拆除夹具或支撑，72 h可固化完全，可受力使用，若气温低于5℃，应采取人工加温,一般用红外线灯或电热毯加热保温，固化期不得对钢板有任何扰动。
3.9 钢板U型箍的粘结
粘贴钢板时要从梁底部中间向两侧进行粘贴，避免施工时产生空隙影响加固效果，使U型钢板与工作面紧密结合。U型钢板粘结完毕后应立即将预先植入的螺栓加螺母拧紧作为钢板的永久附加锚固措施。
3.10 防腐粉刷
加固后，钢板表面应粉刷水泥砂浆保护。如钢板表面积较大，为利于砂浆粘结，可粘一层铅丝网或点粘一层豆石，然后采用20 mm厚M15水泥砂浆抹面保护，以避免钢材的腐蚀。
4 主要施工机具设备
手持式冲击电钻、空压机、液压式千斤顶、剪板机、电焊机、电锤、扳手、锤子、灌浆设备。
5 质量保证措施
1）建立健全施工质量保证体系，落实质量岗位责任制。
2）施工前认真做好详细的技术交底，让所有施工人员掌握质量技术要求。
3）加固前应对被加固混凝土结构构件进行现场实测，实测的混凝上强度等级应不低于C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不低于1.5 MPa。若达不到上述要求，不得采用粘钢法进行加固。
4）施工中对每道工序进行严格的质量控制，认真落实三检制度，做到以工序质量保工程质量。每一道工序结束后均应按工艺要求及时进行检查，做好相关的验收记录，如出现质量问题，应立即返工。
5）基底处理是结构加固中的关键工序，基底处理不应只停留在构件的表面处理,尤其对于老结构，更应对其本身检查是否有空鼓、裂缝现象，以便采取相应措施保证粘贴质量。
6）保证负弯矩加强筋和钢板的位置，确保连接的可靠性。施工粘结前应根据框架柱（墙）上钻孔的位置与粘结钢板位置进行比对，若有间隙则对钢筋进行煨弯处理。
6 安全控制措施
1）施工现场应配备相应的安全生产防护用品，所有施工人员应佩戴安全帽,操作人员应穿工作服，戴防护口罩和手套。
2）工作场所进行封闭式施工，禁止非作业人员进入施工场地。
3）配置粘接剂用的原料应密封储存,远离火源，避免阳光直接照射。施工现场应严禁吸烟，严禁明火，并应配备必要的灭火器以备救护。
4）结构胶粘剂配置和使用场所，必须保持通风良好。
7 环境保护措施
1）加强对作业人员的环保意识教育，进入施工现场不得高声喊叫、吹口哨，以减少噪声扰民。
2）使用手持电动工具（手电钻等）切割机时，应选择性能优良、噪声小的工具。根据规定在城区内，禁止中午及晚10点到次日早6点之间进行钢板和混凝土梁的钻孔作业和钢板螺杆的切割等强噪声作业。
3）卸荷支撑体系搭拆和材料运输、装卸、加工时，防止不必要的噪声产生，最大限度减少施工噪声污染。
4）遵守有关场容及环境保护方面的管理制度，搞好现场卫生清洁，加强现场施工废料的管理，做到工完场清，保持场地干净。
5）进入施工现场的各种施工机具、原材料、半成品等均按指定位置分类存放、堆放整齐，不得随意乱丢乱放。
