H型钢柱外包粘钢加固技术

粘钢加固技术在装置检修中的应用
天津炼达集团有限公司：潘月勇
天津中国石油大港石化公司: 高建国
中铁十八局集团第五工程公司：卢振伟
摘要：本文通过钢结构H型钢的粘钢钢筋混凝土加固，加固后的钢结构与混凝土之间能共同工作，大大提高了结构整体承载力，并且空间占用较小。

粘钢技术可在设备正常工作期间进行施工作业，特别适用于装置改造工程。

加固工艺简便，工期短，对周围环境影响小的优点。

关键词：混凝土、粘钢、加固
1. 概述
2004年大港石化公司进行改扩建工程，100万吨的常减压装置需要改造扩建到500万吨。

装置的框架平台上需要增加部分设备，有部分设备需要更换，有部分设备不能停产需要运行生产。

框架的36根H型钢立柱，42根工字梁需要进行加固，柱子的基础需要进行加固，施工现场不允许动火焊接。

我们通过多方案的比较，选择了安全、快速的粘钢加固方法，它是在钢材或混凝土构件表面用特别的建筑结构胶粘贴钢板，以提高结构承载力的一种加固方法。

该方法优点是简单、快速、不影响结构正在使用的方法，施工时对生产影响较小。

在工程维修中是一种适用面较广的先进的加固方法。

2．施工前的准备工作
２.1.施工顺序:
基础加固施工顺序
施工准备放线基面处理钢板下料
钢板表面打磨处理钻膨胀螺栓孔配胶涂胶固化养护
2.２.施工机具准备
2.2.1、主要机具准备：电焊机、等离子切割机、磁力钻、角磨机、电箱、砂轮片、钢丝刷。

2.2.2、辅助机具：电锤、手吹风、氧气、乙炔、搅拌器、棉丝、墨斗、墨水、线坠、水平尺、盒尺、石笔、红蓝铅笔等。

2.2.3、主要材料：结构胶、钢板、螺杆、胀栓、丙酮。

2．3施工前的准备
2.3.1、施工前先清理施工区域内的障碍物，清除施工作业面上的浮土及污渍。

2.3.2、根据图纸要求，放出粘钢位置线。

３施工技术要求
３．１、柱基础加固
3.1.1施工放线：根据图纸要求，对柱子需粘钢的部位进行放线，弹出钢板的位置线。

基面处理前的钢板位置线宜比钢板宽20mm,以备基面处理用。

3.1.2基础基面处理：
将基础表面层去掉，用角磨机磨去2-3mm表层，直至完全露出新面，用钢丝刷刷一遍，并用无油压缩空气吹除粉尘，用棉纱沾丙酮擦拭表面。

3.1.3钢板下料：根据图纸尺寸做好料单，在加工厂用剪板机裁割成所需要的100mm或70mm宽钢板条。

3.1.4钢板表面打磨：钢板粘结表面须进行除锈和粗糙处理，表面用角磨机打磨，至出现金属光泽，垂直于受力方向，打磨出横向纹路，其后，用棉纱沾丙酮擦拭干净。

3.1.5基面处理后放线：砼表面处理后需重新对基面进行放线，放出钢板位置线及固定钢板的膨胀螺栓的十字线。

3.1.6钻膨胀螺栓孔：根据柱子表面弹出的膨胀螺栓十字线的位置，根据螺栓孔的大小，用冲击钻钻孔，钻孔后用高压空气吹去粉尘。

3.1.7对砼基面及钢板基面处理情况进行隐检。

3.1.8钢板成型钻孔：根据柱子实际尺寸，编制钢板成型料单，然后进行弯曲成型制作，成型采用成型机具进行，钻孔采用台钻钻孔，钻M12孔，孔的位置应按实际位置仔细弹测。

3.1.9配胶：胶采用建筑结构胶，为甲、乙双组分，使用前检验产品的合格证，检验报告等，并进行现场质量检查，合格后方可使用，配胶采用托盘秤称重，计量要准确，要做好原始记录，胶拌合要均匀，盛胶的容器应洗净无杂物；
3.1.10涂胶：将配制后的JGN结构胶用抹刀涂抹在处理后钢材表面，厚度在3mm左右，涂抹就中间厚边缘薄，涂抹均匀，不应有漏涂的地方，对于立面粘贴，为防止结构胶流淌，可加2一层脱蜡玻璃丝布，平整度差的砼表面局部也应预涂结构胶。

3.1.11粘贴：将涂好结构胶的钢板按设计要求的位置粘贴，钢板粘贴好以后立即用M 8膨胀螺栓紧固钢板，使胶液刚从钢板边缘挤出为宜。

3.1.12固化养护：建筑结构胶固化，18~48h可固化，2~5d可受力使用。

3．2H型钢结构加固施工技术
3.2.1、施工顺序
植筋焊栓钉凿毛绑扎钢筋支模板固定地脚螺栓支模板浇注包柱混凝土
3.2.2、植筋
3.2.2.1、根据设计要求，确定锚固钢筋位置，清出工作面。

用十字线标清孔中心。

3.2.2.2、钻孔
在设计位置按要求深度进行钻孔，钻孔孔位直径为32mm，钻孔深度应大于要求孔深3-5mm。

3.2.2.3、孔壁处理
清除孔中积水及渣土，烘烤孔壁完全干燥，而后用工业丙酮反复擦洗孔壁至完全除去尘土。

3.2.2.4、钢筋处理
钢筋锚入部分首先进行除锈处理，而后用工业丙酮擦拭，除去油污粉尘。

3.2.2.5、配制粘结剂
按胶的组成成分，严格遵照配方，均匀搅拌，色泽完全一致方可使用。

3.2.2.6、粘锚
将胶灌入孔中至孔深的三分之二处，同时将钢筋锚固部分用胶囊满，将钢筋一面旋转一面插入孔中，将孔中空气挤出。

3.2.2.7、固化养护
锚入钢筋常温下需养护一天，养护期内不得对钢筋有任何扰动。

3.2.2.8、检验
锚固钢筋深度负误差每米不超过20mm。

钢筋抗拉强度检验一般采用抗拉拔检验，当实验值达到设计值后即为合格。

3.2.3、焊栓钉
将钢柱表面打磨除锈，将面漆和底漆均打磨干净。

在设计栓钉位置将栓钉焊接牢固。

3.2.4、凿毛
把短柱混凝土表面凿毛并清洗干净。

3.2.5、绑扎钢筋
钢筋加工配料根据进场钢筋实际长度和规范及设计图纸要求，钢筋在下料前应先除锈，将钢筋表面的油渍、漆渍及浮尘、铁锈等清除干净，以免影响其与混凝土的粘接效果，盘圆钢筋除锈通过其冷拉调直过程来实现。

经过调直后，钢筋应平直，无局部曲折。

接头形式用电渣压力焊焊接，每根钢筋的接头要相互错开，同截面的接头率不应大于50%。

主筋立好后按柱箍筋间距尺寸画好箍筋分档线，按实际个数套好箍筋。

绑扎柱竖向受力钢筋时要吊正后再绑扣，柱筋绑扎时，为了防止钢筋移位，在底板面筋和柱筋的根部箍筋焊死在底板上下层钢筋上，确保钢筋位置准确，稳定牢固。

3.2.6、固定地脚螺栓
用测量仪放出埋件位置，精确定位。

埋件的预埋螺栓与结构主筋焊接，使其固定，保证施工时位置准确。

在混凝土浇筑前复核预埋件的轴线和位置，若出现偏差，立刻调整。

在混凝土浇筑前，取出定位板，将丝扣涂上黄油，并用塑料布缠紧，外加套管保护，混凝土初凝前，再次检查预埋螺栓位置，超出要求的及时进行调整。

浇筑混凝土时，混凝土不能直接浇灌在预埋件上，震捣时，震捣不能直接与埋件接触，避免埋件移位。

3.2.7、支立模板
由于钢柱之间的连梁众多，而且方向不一，高度不同，不适合支立钢模板，因此，包柱模板为木模板。

模板拼装时注意将在H型钢处拼装严密，保证不漏浆。

由于包柱施工模板损耗严重，因此模板采用新模板。

4.胶粘剂配制、涂胶、粘贴、检验技术要求
4.1.建筑结构胶为A、B两组份，取洁净容器（塑料或金属盆，不得有油污、水、杂质）和称重衡器按说明书配合比混合，并用搅拌器搅拌约5-10分钟至色泽均匀为止。

搅拌时最好沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡，配置场所宜通风良好。

4.2.涂胶和粘贴
胶粘剂配制好后，用腻刀涂抹在已处理好钢板面上(或混凝土表面)，胶断面宜成三角形，中间厚3毫米左右，边缘厚1毫米左右，然后将钢板粘贴在混凝土表面，用准备好的固定加压系统固定，适当加压，以胶液刚从钢板边缝挤出为度。

4．3检验时可用小锤轻击粘贴钢板，从音响判断粘贴效果，也可采用超生仪检测。

若锚固区有效粘结面积少于90%，非锚固区有效粘结面积少于70%，应剥离钢板，重新粘贴。

5. 效果
通过粘钢加固施工方案比焊接施工方案，施工工期缩短了近一个月，节约了机械台班及人工费,施工费用节约了大约10多万元，施工安全比其他方案优越。