結構鋼板焊接加固灌注粘鋼膠

本工程中的主體承重柱，設計中要求對既有8個柱子進行外部包鋼后再進行增大截面加固處理。對于梁，曾采用粘鋼法進行過加固處理，本次工程中主要對梁原加固的施工缺陷進行修復處理。
1.1 工作原理
外包鋼加固技術是在混凝土柱或梁外側包以型鋼或鋼板，內部灌注粘結劑的一種加固方法。采用外包鋼加固，構件的截面尺寸增加不多，但混凝土構件的承載力可大幅度提高。
外包鋼加固分為濕式和干式兩種方法，把型鋼與原構件間留有一定的間隔，并在其間灌注環(huán)氧樹脂粘結劑或環(huán)氧砂漿，使型鋼架和原構件能整體工作共同受力的加固方法稱為濕式外包鋼加固法。
1.2 施工特點
1.2.1施工簡便、快捷，被加固件斷面尺寸和重量相對較小。
1.2.2 建筑結構膠將鋼板(型鋼)與混凝土緊密粘結，將加固件與被加固體結合為一體。結構膠固化時間短，完全固化后即可以正常受力工作。
1.3 適用范圍
1.3.1 本加固方法適用一般承受靜力作用受彎及受拉構件及剪力墻的開洞加固。
1.3.2包貼在混凝土構件表面上的型鋼或鋼板，其外表面應進行防銹蝕處理，表面防銹蝕材料對鋼材及膠結劑應無害。
1.3.3采用外包鋼加固鋼筋混凝土結構，長期使用的環(huán)境溫度不應高于60℃。處于特殊環(huán)境（腐蝕、放射、高溫等）下的混凝土結構進行加固時，除應按國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定采取相應的防護措施外，尚應采用耐環(huán)境因素作用的膠結劑，并按專門的工藝要求進行粘貼。
1.3.4當被加固構件的表面有防火要求時，應按現(xiàn)行國家標準《建筑防火設計規(guī)范》GB50016規(guī)定的耐火等級及耐火極限要求，對加固構件進行防火保護。
1.3.5．被加固混凝土結構構件的現(xiàn)場實測混凝土強度等級不應低于C15。且混凝土表面的正拉粘結強度不得低于1.5MPa。
1.3.6．采用外包鋼加固技術對鋼筋混凝土結構進行加固時，應卸除作用在結構上的活荷載。
1.4材料技術標準
1.4.1鋼板、型鋼
⑴．應采用Q235或Q345鋼材；對重要結構的焊接構件，若采用Q235級鋼，應選用Q235-B級鋼；本工程中選用鋼材均為Q235-B級鋼。
⑵．鋼材質量應分別符合現(xiàn)行國家標準《碳素結構鋼》GB/T700和《低合金高強度結構鋼》GB/T1591的規(guī)定。
⑶．不得使用無出廠合格證、無標志或未經(jīng)進場檢驗的鋼材。
1.4.2結構膠力學性能指標
選用灌注粘結劑應滿足《混凝土結構加固設計規(guī)范》及設計圖紙的要求。本分項工程中選用的灌注膠為***，其粘結強度見5-1表。
結構膠的粘結強度
被粘基層材料種類
破壞特征
抗剪強度(MPa)
軸心抗拉強度(MPa)
試驗值
(fv0)
標準值
(fvk)
設計值
(fv)
試驗值
(ft0)
標準值
(ftk)
設計值
(ft)
鋼－鋼
膠層破壞
≥18
9
3.6
≥33
16.5
6.6
鋼－砼
混凝土破壞
≥fv0
fcvk
Fcv
≥fct0
fctk
fct
砼－砼
混凝土破壞
≥fv0
fcvk
Fcv
≥fct0
fctk
fct

1.5 施工工序
包鋼分項工程施工工序流程見1-1圖。
混凝土基面放線、打磨
鋼板下料
混凝土基面清理
鋼板鉆孔、打磨
植M12錨栓，鋼板預貼
焊接
埋管注膠
固化、卸加壓固定系統(tǒng)
檢驗、維護
圖1-1 包鋼加固工序流程
1.6施工技術要點
1.6.1 鋼板表面處理
鋼板粘接面，須進行除銹和粗糙處理。如鋼板未生銹或輕微銹蝕，可用噴砂、砂布或平砂輪打磨，直至出現(xiàn)金屬光澤。磨粗糙度越大越好，打磨紋路應與鋼板受力方向垂直，其后用棉絲沾 擦拭干凈。
1.6.2 基層表面處理
對原混凝土構件的粘合面，混凝土面應鑿除粉飾層，油垢、污物，然后用角磨機打磨除去2－3mm厚表層，較大凹陷處用找平膠修補平整，打磨完畢用壓縮空氣吹凈浮塵或清水沖洗干凈，后用棉布沾 拭凈表面，待粘貼面完全干燥后備用。
1.6.3 現(xiàn)場配膠
粘結劑作為建筑結構膠組份，使用前應進行現(xiàn)場質量檢驗，合格后方能使用，按產(chǎn)品使用說明書規(guī)定配制，注意攪拌時應避免污水進入容器，按同一方向進行攪拌，容器內不得有油污。
1.6.4 配制結構膠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。
1.6.5 預貼鋼板并焊接
因柱子高達到8m，可能受鋼板定尺長度和實際施工情況的限制，角鋼可分段焊接在一起。結構膠是環(huán)氧膠，在焊接的過程中容易炭化形成空鼓，使得鋼板與原結構不能形成一個有效的加固體系，因此采用灌注結構膠的包鋼工法進行施工。首先在混凝土上將布設錨栓的孔洞和鋼板一道與預貼鋼板前配鉆，然后將加工符合要求的鋼板用錨栓固定于構件上，并焊接在一起，焊接要符合設計圖紙及規(guī)范要求，焊條要根據(jù)型鋼和綴板的材質而定，焊角高度要滿足設計要求，焊接時不得出現(xiàn)未焊透、夾渣、氣孔等焊接缺陷。
1.6.6 埋管封邊并注膠
⑴ 焊縫檢驗合格后，用環(huán)氧膠泥沿鋼材邊緣封嚴。結合現(xiàn)場實際情況確定埋管位置及間距。
⑵ 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，現(xiàn)配現(xiàn)用，以防凝膠，以40～50分鐘用完為宜。
⑶ 用氣泵和注膠罐進行注膠，注膠時豎向按從下向上的順序，水平方向按同一方向的順序，注膠時待下一注膠管（孔）溢出膠為止，依次注膠，直至所有注膠管（孔）均注完。后一個注膠管（孔）用于出氣孔，可不注膠，注膠結束后清理殘留結構膠。
⑷ 注膠后不應在對鋼板進行錘擊、移動、焊接。
5.6.7 成品保護
對粘貼到位的構件做好標示工作，提醒其他人員防止在結構膠固化時間內對粘貼鋼材擾動。
1.7 柱子包鋼、梁粘鋼加固處理
梁粘鋼工程是本工程粘鋼項目的重點及難點，對其工程質量必須高標準要求，在充分掌握灌注法粘鋼的技術要求和施工工法的基礎上，進一步地根據(jù)本工程特點，提高其施工質量控制要點和技術標準要求。
1.7.1 混凝土基面放線及基面清理
本工程中被加固梁的截面尺寸為200x600mm，按照施工圖紙的尺寸用墨線彈出被粘混凝土面的位置，所彈兩條墨線間的寬度應大于原設計圖紙尺寸寬度2-3mm。則應對墨線彈出的混凝土結構的粘合面，用硬毛刷粘拭洗滌劑，刷除表面油垢污物后用水沖洗，再對粘合面進行打磨，除去2－3mm厚表層，用壓縮空氣除去粉塵，或清水沖洗干凈，待完全干燥后用棉絲粘 擦拭表面即可。
1.7.2 鋼板下料及鋼板打孔、打磨
為保證鋼板與原混凝土結構粘結時二者能緊密吻合，則必須加大鋼板的加工要求標準。梁底、梁側鋼板的的厚度為5mm,則根據(jù)設計圖紙的尺寸結合現(xiàn)場實測尺寸加工鋼板，根據(jù)被加固拱梁的尺寸 加工出其弧度。在鋼板上測量出安裝M12螺栓的位置，并用十字線標清，再用臺鉆按照標清的螺栓位置鉆Ф14 mm的孔。對于鋼板粘接面，須進行除銹和粗糙處理，如鋼板未生銹或輕微銹蝕，可用噴砂、砂布或平砂輪打磨，直至出現(xiàn)金屬光澤。磨粗糙度越大越好，打磨紋路應與鋼板受力方向垂直，其后用棉絲沾 擦拭干凈。
1.7.3 打固定螺栓、鋼板預貼
將按要求加工好的鋼板預貼在拱梁上已打磨好的被粘混凝土面上，且二者的位置對齊，然后在混凝土面上標清安裝M14螺栓的位置，則用電錘在其位置配鉆出螺栓孔，在鉆孔開始前，應首先用鋼筋探測儀探測出被鉆孔位置是否有鋼筋，如在其位置正好能趕上原結構鋼筋，則應調整鉆孔位置。嚴禁杜絕傷害其結構內鋼筋。
1.7.4 灌注膠配制
本工程包鋼膠采用灌注膠，結構膠在使用前應進行現(xiàn)場質量檢驗，合格后方能使用，配制結構膠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，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。一次配膠量不宜過多，以40～50分鐘用完為宜。
1.7.5 埋管封邊并注膠
在鋼材上按照螺栓的位置進行與混凝土面對孔，將鋼材上的孔與螺栓對準粘貼到位后，上緊螺栓，將需要焊接的鋼板進行焊接。焊縫檢驗合格后，用環(huán)氧膠泥沿鋼材邊緣封嚴。結合現(xiàn)場實際情況確定埋管位置及間距。如不埋管，可在角鋼和綴板上鉆φ6注膠孔，孔間距不大于500mm。用氣泵和注膠罐進行注膠，注膠時豎向按從下向上的順序，水平方向按同一方向的順序，注膠時待下一注膠管（孔）溢出膠為止，依次注膠，直至所有注膠管（孔）均注完。后一個注膠管（孔）用于出氣孔，可不注膠，注膠結束后清理殘留結構膠。注膠后不應在對鋼板進行錘擊、移動、焊接。
1.7.6 固化、卸加壓固定系統(tǒng)
對粘貼到位的構件做好標示工作，提醒其他人員防止在結構膠固化時間內對粘貼鋼材擾動。
1.7.7 表面處理
拱梁粘鋼加固處理后還需要增大截面，粘鋼完成的梁，對其表面鋼板粘砂處理以利于新增混凝土與鋼板表面間的連接。
1.8 技術保障措施
包鋼加固是在砼構件表面用建筑結構膠粘鋼板，依靠結構膠良好的正粘結力和抗剪切性能，使鋼板與砼牢固的形成一體，以達到加固補強作用。本工程包鋼項目工作量較大，施工質量是相當重要。為確保施工質量高標準有效地控制，施工過程中必須采取如下有效技術保障措施：
1.9.1 地加工加固鋼材
仔細識讀分析工程設計圖紙，重點解決提高鋼板加工精度，其鋼板加工的弧度應與原結構弧度相吻合，寬度應符合設計圖紙要求，力求使加工精度達到設計要求；選擇機具加工能力強、技術水平高的單位進行委托加工生產(chǎn)。
1.9.2 選擇優(yōu)質的灌注膠
嚴格按照設計要求，選用符合設計要求的灌注膠，使用過程中嚴格審查材料質量檢驗報告及產(chǎn)品出廠合格證，其各項指標應達到規(guī)范設計要求，堅決杜絕不合格產(chǎn)品進入施工現(xiàn)場。
1.9.3 搭設合理的施工操作平臺
根據(jù)被加固構件的位置和施工現(xiàn)場具體情況，合理搭設便于施工操作的工作平臺，減少施工輔助時間，提高施工效率。
1.9.4加強施工過程中重要作業(yè)環(huán)節(jié)的操作
在具體施工過程中，一定要對粘結面的處理、灌注膠的灌注及螺栓的安裝等重要施工環(huán)節(jié)進行嚴格的施工質量過程控制，并嚴格按照包鋼施工工序和工藝操作施工。
1.9.5 加強對施工成品的保護
施工過程中對成品的保護非常重要，對按要求施工完畢的構件做好標示工作，提醒他人禁止在結構膠固化期間對粘貼鋼板進行擾動。
1.9.6 加強施工后的自檢
包鋼加固工作完成后，經(jīng)項目部自檢合格后，報請甲方、設計、監(jiān)理及總包單位組織驗收，并填寫分項工程驗收記錄表。