昆明粘钢加固

昆明粘钢加固【电话*申工】中国石化股份天津分公司动力部万吨1#清水库，建于20世纪80年代初期，为圆型预应力钢筋混凝土结构构筑物。清水库采用全现浇钢筋混凝土底板，预制钢筋混凝土柱，顶盖结构为预制钢筋混凝土花篮梁，预制预应力钢筋混凝土盖板上浇钢筋混凝土后浇层，池壁为预制钢筋混凝土板拼装后浇混凝土拼缝，外绕预应力高强钢丝，池壁外侧贴砌240mm厚粘土砖保护温墙，使用至今已接近30年，由于雨水冲刷和侵蚀，池壁外侧抹面有的已剥落导致预应力钢丝裸露锈蚀，池壁出现裂缝导致渗漏问题，**板及柱子混凝土也有不同程度的剥落，本工程对该清水库出现的上述问题进行加固处理。 

2 处理方案 
根据上述情况，遵守现行国家规范、标准及有关规定，在安全可靠满足生产和使用功能要求的前提下，合理采用新技术、新材料，使设计方案经济合理、美观适用、方便施工。本工程采用碳纤维片材加固混凝土结构的方法。 
3 方案特点 
碳纤维片材加固混凝土结构是一项应用外贴高性能复合材料加固结构的新技术，该技术是将碳纤维这种高性能纤维应用于土木工程，利用浸渍胶把碳纤维粘贴于结构或构件表面，通过其与结构或构件的共同工作，达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。碳纤维材料具有强度高、弹性模量高、重量轻且耐腐蚀性好等特点，施工方便快捷，已日益在混凝土结构修复加固工程中得到广泛的应用。 
4 具体做法 
4.1 钢筋混凝土立柱加固 
先将钢筋混凝土立柱酥松混凝土保护层剔除，表面清理干净，在柱基础部位植筋，将立柱基础及柱进行钢筋混凝土外包加固，将加固后的混凝土柱表用1：2.5水泥砂浆分层抹面20厚。 
4.2 顶盖板部位加固 
4.2.1 梁部位加固：将破损的梁表面清理干净，检查裂缝情况及钢筋锈蚀情况，对严重锈蚀的钢筋应加焊同直径钢筋进行补强，将补强的混凝土部位用环氧树脂胶泥进行修复，之后粘接碳纤维布进行表面加固，如某根梁的破损部位较多，应通梁进行碳纤维加固，对于仅出现梁裂缝的部位，采用压力注浆树脂对裂缝进行封堵后，用碳纤维布对表面进行加固。 
4.2.2 板加固：对于出现裂缝的板部位，采用压力注浆树脂对裂缝进行封堵，之后用碳纤布对表面进行加固处理。 

4.3 钢筋混凝土壁板加固 
4.3.1 壁板内外侧表面处理：拆除清水库外侧砖砌体保温墙，拆除壁板外侧已锈蚀的残余预应力钢丝和池壁板外侧抹面层，对池壁板进行认真的裂缝检查。 
4.3.2 凡有裂缝部位均应将现有的砂浆保护层（内、外）剔除，并清理干净，对全部裂缝用压力注浆AB―树脂进行裂缝封堵，对于出现的通透裂缝用压力注水乳性AB-树脂，然后表面粘贴碳纤维补强措施。 
4.3.3 内侧处理后部位用高标号水泥砂浆或聚合物防水砂浆分层抹面与原有防水砂浆平齐壁板与池底板连接处的裂缝同样处理，要求全部添加剂（聚合物）均为无毒，无害产品，以保证水库内蓄水的安全，符合水纯净度要求。 
4.3.4 将清水库壁板外侧清理平整，干净后用缠绕粘贴碳纤维布进行池壁加固，高度为壁板底部至壁板**圈梁处。 
4.3.5 本工程所用碳纤维布应采用正式厂家生产并具有合格证及试验报告。 
碳纤维性能指标: 闽台产XEC系列布及配套用胶，碳纤维的抗拉强度为3500MPa, 弹性模量 , 伸长率大于1.4%，单位面积重 , 厚度0.165mm.，计算过程如下： 
Acf ――受拉面上粘贴的碳纤维片材的截面面积； 
bcf ――受拉面上粘贴的碳纤维片材的宽度； 
tcf ――单层碳纤维片材的厚度； 
――池壁环拉力（原图计算书提供数据） 
本工程池壁碳纤维布置见附图 
4.4 保温墙及女儿墙恢复 
由于保温墙的拆除，现有女儿墙受破坏，因此需要照原样恢复，并恢复原有池**排水系统及落水管。 
5 施工中应注意的问题 
5.1 由于采用碳纤维片材加固混凝土结构是一项新技术，具有不同于其它加固方法的特殊性，故应由熟悉碳纤维复合材料性质及其加固方法的人员进行设计，并应由熟悉该技术作业的施工队伍进行施工，才能保证加固工程的安全和质量。 
5.2 施工必须按照下列工序进行： 
5.2.1 施工准备 
5.2.2 混凝土表面处理； 
5.2.3 配制并涂刷底胶； 
5.2.4 配制修补胶并对混凝土表面不平整处进行填补和找平处理； 
5.2.5 配制并涂刷结构胶粘剂； 
5.2.6 粘贴碳纤维片材； 
5.2.7 表面防护。 
6 结语 
经加固，本工程清水库的渗漏问题得到解决，使用效果得到恢复。随着国家标准混凝土结构加固设计规范的制定，加固工程在法律上真正的得到了认可，在越来越多的工程中得到了应用。加固的方法有很多，其中鉴于碳纤维片材的加固方法的种种优点，在工程加固实例中应用越来越多，广泛应用新材料新技术，积极为我国的可持续发展做出贡献。 

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本公司不仅管理严格，施工规范，而且还拥有一批高素质的人才和具有一、二十年施工经验丰富的队伍及技术设备。公司信守“以固为先 以人为本”的发展理念，依托贵州大学**知识的强大支持，并与行业多家科研机构企业密切合作。一直站在本行业**的*，始终坚持“以诚信求发展，以质量创未来”。竭诚以先进的技术的工程质量及良好的社会形象与各界密切合作，服务于生产，回报于社会，共同发展。本公司技术依托贵州大学结构工程实验室，公司具有博士学位两人，硕士学位四人，高级工程师三人，从事桥梁、隧道、房屋等建筑结构加固工程及加固技术开发、咨询、设计。主营业务为：粘钢包钢加固、碳纤维加固、房屋纠偏平移、基坑护坡、地基下陷修复、钢筋混凝土钻孔和切割、各种化学锚栓、植筋、钢丝网加固、裂缝补贴、化学灌浆、混凝土静力破碎的液压钳撤除，预应力加固等多种形式的结构改造及加固工程，边坡加固，以及特殊加固工程、现场特殊施工处理，疑难结构加固及承担部分省部级科研项目，为加固规程更加合理做出**贡献。

一、胜利堂历史概况

人民胜利堂位于昆明市云瑞东、西路中间，占地28亩，是召开云南省党代会、云南省人民代表大会、云南省政治协商会议和全省其他重要会议的场所。原址为清代云贵总督衙门亦称“制台衙门”。1945年12月22日奠基，1946年12月28日落成，原定名“抗战胜利堂纪念碑”。1950年12月底在此召开一届云南暨昆明各族、各界代表大会，命名为“人民胜利堂”是云南省省级文物保护单位。2006年6月，被评为**文物保护单位。2002年11月19日，经云南省设计院对胜利堂后台及楼厅桁架结构检测鉴定，认为胜利堂后台仅作简要维修已不能满足安全使用功能要求。h

二、需对观众厅桁架梁进行粘钢加固处理的工程概况

云南胜利堂建于20世纪40年代，因建设时期施工条件的限制及使用年限已达60年，目前，观众厅桁架梁下翼缘（受拉构件）在不同位置已产生227条裂缝，比1989年裂缝条数增多33%，裂缝宽度在0.1～0.8㎜之间，过《混凝土设计规范》裂缝宽度限值0.3㎜的有50条，占现有裂缝总数的22%，较1989年的裂缝也有所增宽，考虑到建筑物的结构安全性，云南省人大**办公厅胜利堂管理处决定对两根观众厅桁架梁及一根折型梁进行粘钢加固。

由于观众厅原设计结构较复杂，粘钢加固现场实施较困难，根据现场勘测情况，用以下加固方法进行施工。

2.1以原加固设计图纸为主，原设计图纸作为粘钢加固的主要依据，现场勘测后进行补充。

2.2对施工现场出现裂缝的地方进行裂缝灌胶处理，目的是防止空气进入裂缝对原混凝土内钢筋进行锈蚀，从而降低原混凝土钢筋强度。

2.3所有变截面梁部位及梁柱结合点加固包钢均采用灌注型包钢进行处理，避免灌胶后施焊，包钢钢板采用10mm钢板。

2.4原设计图中桁架梁及折形梁非节点部分采用湿法粘钢进行。

2.5所有梁柱结合点包钢钢板边缘采用化学螺栓锚固。

三、施工工艺

3.1、湿法粘钢

采用结构胶粘贴钢板的主要施工工序和工艺如下：

3.3、灌注型包钢（工艺流程）

3.4、植锚钢筋及螺栓

固化（72小时） 在初期的24小时内不受扰动，在72小时内不受外力；

四、加固工作顺序

4.1、针对该工程的加固设计图纸及现场实际情况，编制细致、可靠的施工组织设计。

4.2、对需要加固的混凝土桁架梁及钢板粘贴面进行打磨清理，混凝土凹凸不平处进行修补。

4.3、对桁架梁及折型粱上有裂缝的位置进行灌胶，非贯穿裂缝进行封闭。

4.4、按现场实际尺寸进行下料，并对节点钢板进行定位。

4.5、采用湿式粘钢对非节点位置进行加固。

4.6、对节点及节点与非节点连接处进行焊接连接。

4.7、对灌注型包钢位置采用结构胶进行灌注。

4.8、对粘钢施工质量进行全面检查验收。

五、各细部（部位）做法

5.1、桁架梁前端节点做法 

5.1.2、施工步骤

5.1.2.1、按图及现场实际尺寸进行下料，并对钢板及混凝土表面进行打磨，混凝土表面凹凸不平出，采用结构胶与水泥的混合后，进行填补。

5.1.2.2、依图示在柱、桁架梁及斜梁端部做成抱箍成型。

5.1.2.3、在抱箍端部采用M14、M16的螺栓进行植锚预留，螺栓间距为300mm，待抱箍定位后固定。

5.1.2.4、依设计图纸把抱箍与梁粘贴钢板焊接。

5.1.2.5、压力灌浆以上抱箍，并确保灌浆密实度。

5.1.2.6、检查并注意养护。

5.2、桁架梁变截面位置做法 

5.2.2、施工步骤：

5.2.2.1需粘贴或灌注钢板的混凝土表面打磨平整并清理干净。

5.2.2.2粘贴钢板贴合面除锈并打磨，直至露出金属光泽。

5.2.2.3变截面处10mm钢板抱箍安装成型并焊接良好。

5.2.2.4非变截面处钢板及箍板进行湿法粘贴并保证粘贴质量。

5.2.2.5图示10mm钢板与6mm钢板焊接，确保焊接质量。粘钢时靠抱箍焊接点100mm处先不敷胶，焊接抱箍与钢板连接处时，用湿布等对焊接旁边钢板进行冷却，以减小高温对胶体的负面影响，然后对没敷胶的钢板与抱箍一起封边压浆。

5.2.2.6检验密实度并作好保养。

5.3、折型梁做法 

5.3.2、施工步骤及方法：

5.3.2.1粘贴混凝土面及钢板接触面打磨平整并清理干净。

5.3.2.2按图所示折型梁中部10mm钢板抱箍制作成型并安装就位，与之垂直梁也做成U型抱箍安装就位，然后两抱箍焊接，焊缝高为6mm。

5.3.2.3折型梁中部型肋板厚度为16mm，等间距4条肋板，肋板高度为10mm~200mm，高度依现场定，确保焊好后肋板较底处不抵于桁架梁的底部。然后用10mm钢板与之焊接形成一个整体。

5.3.2.4折型梁中部依设计图纸湿法粘钢到位。

5.3.2.5把图示抱箍与中部粘钢钢板焊接。

5.3.2.6压力灌浆端部节点抱箍，并保证密实度。

5.3.2.7检查并注意养护。

5.4、梁箍条做法

5.4.2、施工方法及步骤：

5.4.2.1、可作环状箍条的部位依据设计院意见做成环型箍条，不可作成环型箍条的做成U型箍条，如上图所示。

5.4.2.2、U型箍条上端采用M14化学螺栓锚固。

5.4.2.3、抱箍与钢板和混凝土进行粘接，粘接面打磨平整并清理干净。

5.5、裂缝灌胶做法

5.5.1、施工方法及步骤：

5.5.1.1、裂缝位置开V型槽，仔细清理裂缝内灰尘及其它杂物，用空压机反复吹净。

5.5.1.2、采用结构胶和水泥的混合物对裂缝进行封口，并预留灌浆口，待混合物干后，进行压力灌浆。直至裂缝灌实。

5.5.1.3、对于非贯穿裂缝（表面裂纹），采用结构胶进行封闭。

六、保证施工质量应注意事项

6.1、保持施工现场干净、无漂浮粉尘；

6.2、混凝土表面必须打磨干净，并用清洗剂清洗干净；

6.3、钢板表面打磨干净，特别注意粘钢时钢板表面及混凝土表面清洁；

6.4、在初期的24小时内不受扰动，在72小时内不受外力；

6.5、粘钢施工完，严禁在钢板上焊接或高温受热。

七、结束语

该工程由于管理措施到位，各施工程序严格执行施工方案、操作规程及质量标准，施工过程中未出现异常情况，工程质量、施工安全等均实现预期目标，得到建设方、监理方及质监等相关部门**。

昆明，享“春城”之美誉，云南省省会，中国面向东南亚、南亚开放的门户城市，国家历史文化名城。是中国重要的旅游、商贸城市，西部地区重要的中心城市之一。 [1] 
昆明地处云贵高原中部，北与凉山彝族自治州相连，西南与玉溪市、东南与红河哈尼族彝族自治州毗邻，西与楚雄彝族自治州接壤，东与曲靖市交界，是滇中城市群的核心圈、亚洲5小时航空圈的中心，国家一级物流园区布局城市之一。昆明市为山原地貌。地势大致北高南低，多溶洞和溶岩地貌，溶岩盆地有石林坝子。属北亚热带低纬高原山地季风气候。年平均气温16.5℃，年均降雨量1450毫米，无霜期278天，气候宜人。
昆明三面环山，南濒滇池，滇池是云南省较大的高原湖泊，全国六大淡水湖泊，沿湖两岸风光绮丽。由于地处低纬高原而形成“四季如春”的气候，特别是有高原湖泊滇池在调节着温湿度，使这里空气清新、天高云淡、阳光明媚、鲜花常开。
昆明开放而时尚，浓缩了云南的区位优势，从两千多年前的“南方丝绸之路”到开放的昆明一直是东亚大陆与中南半岛、南亚次大陆各国进行经济贸易往来及政治联系的陆路枢纽。“中国昆明进出口商品交易会”、“中国国际旅游交易会”、“中国昆明国际旅游节”使昆明成为中国主要的会展城市之一。