粘贴钢板技术在工程加固中的应用

粘贴钢板技术在工程加固中的应用
目前粘贴钢板是加固建筑工程中最常用的加固方法，本文结合工程实例，介绍了粘贴钢板加固技术，并对粘贴钢板的加固方法的应用进行研究。

供大家参考。

标签粘贴钢板；加固技术；施工工艺；施工要点；应用
在使用的建筑物随着时间的推移，会逐渐陈旧老化，承载能力降低，特别由于设计施工等方面的缺陷，可能造成承载力和变形不符合设计及规范要求。

因此，建筑物加固工程在工程界受到广泛重视。

采用粘贴钢板加固建筑物是近几年来补强混凝土结构的新技术，该技术具有基本不改变原结构的尺寸、施工简单、技术可靠、短期加固效果较好且工藝成熟等优点。

1 粘贴钢板加固技术
粘贴钢板加固技术（简称粘钢加固）主要是通过结构粘接剂将钢板或加肋钢板粘贴在混凝土构件的受拉一侧，以达到增强构件抗弯、抗拉能力的目的。

结构粘接应具有足够的粘接强度，一般要求与混凝土和钢的毛面粘接抗拉强度δ>5MPa。

粘贴钢板的目的在于弥补原结构构件的强度不足，提高构件的抗弯、抗剪能力，提高原结构的刚度，限制裂缝的开展，改善钢筋与混凝土的应力状态。

钢板的规格宜薄而宽，厚度一般不超过6mm。

为避免钢板在自由端脱胶，端部可采用夹紧螺栓固定，也可在钢板上按一定间距用螺栓固定。

因此粘贴钢板时钢板的厚度不宜过厚，避免结构在刚度变化处出现裂缝。

粘贴钢板的起点应尽可能地靠近支点，以减小混凝土的主拉应力。

粘贴钢板(钢筋)的施工程序为了保证加固的质量，应按下列程序施工：将梁(板)底面混凝土凿毛，使骨料露出，并清除破碎部分和浮尘。

将钢板表面的油污和锈蚀清除干净，在其表面涂刷一层环氧树脂薄浆。

一般采用加压法粘贴，务使钢板紧密地粘贴在梁底混凝土面上，钢板的数量和尺寸按计算确定。

环氧树脂凝固后，清除钢板外面污物和锈蚀，涂一层树脂薄浆，再涂两层防锈漆。

1.1 特点及适用范围
粘钢加固具有以下特点：（1）方案设计及结构计算简单；（2）不损伤原混凝土构件，施工方法简便，周期短，现场作业量小；（3）对原构件外形尺寸影响很小。

粘钢加固主要适用于混凝土梁的加固，因除悬臂梁或多跨连续梁端部附近区域外，一般混凝土梁为底部受拉，故粘钢加固部位一般在梁的底部。

要求加固部位混凝土仍具有较好的完整性和一定的强度（裂缝无妨），混凝土抗压强度一般不低于15MPa，此外要求梁的端部具有足够抗剪强度。

1.2 施工工艺
按以下程序施工：（1）确定加固方案，选择适用的钢板或加肋钢板，钢板表面予以除锈，丙酮擦净；（2）清除梁加固部位抹灰层，如混凝土缺损用MA聚
合物水泥砂浆补平，凿去凸出部分的混凝土，必要时打磨，使粘接部位尽量平整，以减少结构粘接剂的用量，并使钢板与粘接面尽可能地贴紧，最后用丙酮擦洗粘接面；（3）现场准备就绪后，配制结构粘接剂，按以下配方进行：
（4）配好结构粘接剂后，立即均匀涂敷于钢板和混凝土梁粘接面，厚度不小于1.5mm；（5）起吊、固定钢板。

固定方法有三种，一是支撑固定，适用于梁的两侧有楼板，不能凿穿的场合，临时设置的支撑物应充分顶紧钢板，并防止钢板滑移；二是抱箍固定，适用于梁的两侧没有楼板或楼板可凿除的场合，根据梁的截面尺寸用φ8～12钢筋预制若干U型抱箍，两端车螺纹，起吊钢板后，用螺母将其固定于梁顶部的角钢上，如图1所示；三是膨胀螺栓固定，适用于可以探明主筋位置的场合，加固钢板在施工前预钻若干圆孔φ12～16＠200～500，用胶带贴封孔口，再涂敷粘接剂。

钢板起吊后临时支撑固定，冲击钻打孔，铆入膨胀螺栓。

使用该方法在施工时钢板预钻孔位置和固定位置均必须准确无误，以便钻孔避开主筋和箍筋。

（6）待结构粘接剂充分固化后，拆去固定物，在钢板上刷防锈漆。

图1
1.3 施工要点
粘钢加固技术的加固效果主要取决于以下几点：
1.3.1 结构粘接剂的性能及粘接剂配制完成后的施工时间。

结构粘接剂的粘接强度直接影响钢板的加固效果。

配好结构粘接剂后，必须在其开始凝固前完成涂敷、起吊、固定等程序，否则，即告施工失败；在固定钢板时，必须充分贴紧混凝土梁，至少到钢板两侧各处溢出粘接剂为止，不得留有空隙；
1.3.2 在加固前，如对混凝土梁进行卸荷或减荷则效果更佳（尤其在混凝土梁已产生一定挠度的情况下），如能对混凝土梁进行部分卸荷，则完全可以消除钢板的应力滞后现象。

混凝土的粘贴表面要清除破碎部分，凿平、凿毛并露出集料，用钢丝刷或用压缩空气清除浮尘，于粘贴钢板前再用丙酮擦洗一遍。

钢板表面则需先用汽油洗去油污，用喷砂或砂轮打磨除锈，使表面露出光泽，再用丙酮擦洗，最后用一层环氧树脂薄浆将粘贴面予以保护。

一般钢板采用涂抹粘贴。

先在混凝土表面和钢板表面涂一层环氧树脂胶浆，然后在钢板上均匀铺一层环氧砂浆，厚度约为2mm，随即将钢板贴在混凝土面上并加压成型，通过加压使多余的胶浆沿板边挤出，从而使钢板密贴在混凝土表面。

1.3.3 钢板粘贴后立即用夹具加紧，或用支撑固定，并适当加压，以使胶液从钢板边缝挤出为度。

粘结剂在常温下固化，保持在20℃以上，24h即可拆除夹具或支撑，3d可受力使用。

固化期间不得对钢板有任何扰动。

拆除临时固定设备后，应用小锤轻轻敲击粘结钢板，从音响判断粘结效果或用超声法检测粘结密实度。

粘钢加固的钢板，应按设计要求进行防腐处理。

可在钢板表面粉刷水泥砂浆保护。

水泥砂浆厚度：对于梁不应小于20mm，对于板不应小于15mm。

2 工程案例
本工程案例为厂房，框架结构四层，总建筑面积33000㎡，原屋面层楼板设计承载力为20KN/㎡，由于需在屋面层8m×8m楼板柱网处新建一座45m³水池。

水池支承在两根梁上，经原设计单位对基础、柱、梁及楼板承载力复核，基础及柱能满足承载力要求，梁节点抗剪符合要求，梁抗弯不符合要求。

由于该水池必须与周边设备生产流槽相顺接，无法采用在梁上加钢梁办法，必须在梁底作加固措施。

本处两根梁采用粘贴钢板加固技术，钢板厚15㎜，采用支撑钢板办法施工。

到笔者写作为止，厂方已使用了一年，未见梁、楼板开裂，未见钢板与梁分离。

3 粘贴钢板加固要求
原构件的混凝土实际强度等级不应低于C15；混凝土表面的受拉粘结强度不应低于1．5MPa。

粘贴钢板应采用粘结强度高且耐久的胶粘剂；钢板可采用Q235或Q345钢，厚度宜为2—5mm。

粘贴钢板与原构件尚宜采用专用金属胀栓连接。

钢板的受力方式应设计成仅承受轴向应力作用。

钢板在需要加固的范围以外的锚固长度，受拉时不应小于钢板厚度的200倍，且不应小于600mm；受压时不应小于钢板厚度的150倍，且不应小于500mm。

被加固构件长期使用的环境和防火要求，应符合国家现行有关标准的规定。

粘贴钢板加固钢筋混凝土结构的胶粘剂的材料性能、加固的构造和承载力验算，可按现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB 50367的有关规定执行，其中，对构件承载力的新增部分，其加固承载力抗震调整系数宜采用1.0，且对A、B类钢筋混凝土结构，原构件的材料强度设计值和抗震承载力，应按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的有关规定采用。

粘贴钢板加固时，应卸除或大部分卸除作用在梁上的活荷载，其施工应符合专门的规定。

4 结束语
总之，由于各种原因，需要对某些工程的混凝土结构进行加固，以保证使用安全，延长使用年限或者改变使用用途。

为此，设计人员应精心设计，施工应严格按工艺流程进行，并由专业化施工队伍施工，以取得较好的加固效果，使粘钢加固法得到更广泛地运用。

参考文献
[1]原胜利马芸，粘贴钢板加固法在混凝土结构中的应用[J].甘肃科技,2009.08
[2]岳俊英,粘贴钢板加固法在金叶大厦工程的运用[J].福建建筑,2004.04
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。