一种钢结构粘钢加固方法

摘要

本发明公开了一种钢结构粘钢加固方法，包括如下步骤：在待加固钢结构的预定位置标示出粘贴范围；对上述粘贴范围内的钢结构表面进行清洁、打磨；利用粘钢结构胶将已清洁、打磨的预制的钢板粘贴于粘贴范围内；将粘贴好的钢板加压固定至设定时间。本发明所述的钢结构粘钢加固方法具有如下的优点，即施工方便、加固后的钢结构简洁轻便、粘钢方案灵活多样、加固成本经济合理。

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢结构修复方法，尤其涉及一种钢结构粘钢加固方法。

背景技术

随着国民经济的飞速发展，钢结构被广泛应用于工程结构，如钢结构桥梁、钢结构民用建筑、钢结构工业厂房、塔桅结构等，还有些用于一些特种设备，如压力容器、输送管道、钢储罐和机械设备等。

当这些钢结构存在严重缺陷和损伤或改变使用条件，经检查验算结构的强度、刚度或稳定性不满足使用要求时，就会使结构存在安全隐患，为了延长这些损伤钢结构的使用寿命和确保结构安全工作，就必须对损伤结构构件进行维修或加固。由于新建工程成本高，同时结构损伤具有局部性和多发性特点，对这些结构重新建设是没有必要的。因此，寻求经济高效的钢结构加固修复技术既是亟待解决的技术问题，义是一个关系到国民可持续发展的社会问题。

目前钢结构加固的主要方法有减轻荷载法、改变结构传力途径法、加大构件截面法等多种加固方法。减轻荷载法、改变结构传力途径加固方法受到使用条件的制约，因此传统的焊接技术被广泛用于钢结构加固，是在结构损伤部位焊接钢板或型钢，以提高结构承载力和满足使用要求。钢结构焊接加固修复技术在我国应用已经有许多成熟经验，是目前普遍采用的钢结构加固修复方法。但由于这种方法主要采用现场焊接，因而会带来一系列问题，

发明内容

本发明针对现有技术的弊端，提供一种钢结构粘钢加固方法。

一种钢结构粘钢加固方法，其中，粘钢结构胶包括A、B两种组分，其中A组分由下列物质及重量份数组成：纤维胶40-50份，双酚环氧树脂20-30份，多乙烯多胺1～2份；B组分由下列物质及重量份数组成：硅粉10～11份，三乙烯四胺2～3份，过氧化环己酮2～3份；且包括如下步骤：

步骤一，在待加固钢结构的预定位置标示出粘贴范围；

步骤二，对上述粘贴范围内的钢结构表面进行清洁、打磨；

步骤三，利用粘钢结构胶中的A组分将已清洁、打磨过的预制的钢板上涂抹A组分，在粘贴范围内涂抹B组分，停留20～30秒之后，再将预制的钢板粘贴于粘贴范围内；

步骤四，将粘贴好的钢板加压固定至设定时间。

本发明所述的钢结构粘钢加固方法的步骤一中，在待加固钢结构表面上弹线而标示出粘贴范围；或者，以冲击方式在待加固钢结构表面形成多个凹坑，并由这些凹坑而勾勒出粘贴范围。

本发明所述的钢结构粘钢加固方法的步骤一中，在弹线四边各增加20毫米形成加宽打磨线。

本发明所述的钢结构粘钢加固方法的步骤二中，将加宽打磨线范围内的钢结构表面利用喷砂、砂布、或者平砂轮打磨出金属光泽，所述打磨纹路与钢结构表面受力方向垂直，并以丙酮擦拭该钢结构表面；

或者，先以盐酸浸泡20分钟，使钢结构表面的锈层脱落，再用石灰水冲洗，最后用喷砂、砂布、或者平砂轮打磨出金属光泽，所述打磨纹路与钢结构表面受力方向垂直，并以丙酮擦拭该钢结构表面。

本发明所述的钢结构粘钢加固方法的步骤三中，先将预制钢板预贴于粘贴范围，以检验该预制钢板与待加固钢结构表面上粘贴范围的吻合度；再将预制钢板预贴于粘贴范围后，进行钢板孔定位。

本发明所述的钢结构粘钢加固方法的步骤三中进一步包括，在将预制钢板粘贴前，对钢结构进行卸荷。

本发明所述的钢结构粘钢加固方法的步骤三中，先取少量粘钢结构胶于预制的钢板与待加固钢结构的结合面上来回刮抹数次，再添抹至1毫米～3毫米，并令结合面中间区域的粘钢结构胶厚度大于结合面边缘区域。

本发明所述的钢结构粘钢加固方法的步骤三中，所述预制的钢板粘贴后，以手锤敲击检测是否粘贴密实。

本发明所述的钢结构粘钢加固方法的步骤四中，对粘贴好的钢板加压的间距小于1米，压力保持为0.05MPa～0.1MPa，并保持24小时。

本发明所述的钢结构粘钢加固方法的步骤四中进一步包括，对粘贴好的钢板涂抹防腐剂进行防腐处理。

本发明所述的钢结构粘钢加固方法具有如下的优点：

1.施工方便，无需焊接，避免了因焊接引起的变形、应力等，在负荷的情况下也可容易实现。

2.简洁轻便。与其它加固方法比较，粘钢加固的施工干净利落，比较简便。完成加固后的结构外观不改变，比较轻便，钢板薄，结构自重增加轻微，不会导致建筑物内其他构件的连锁加固。

3.灵活多样。粘钢加固法的适应性很强，能够解决生产上和生活上各种有关问题。粘贴钢板的方案多种多样，灵活方便。

4.经济合理。由于粘钢加固施工快，可以避免或减少停产时间，节约加固材料，与其它加固方法比较，粘钢加固的费用大为节省，经济效益很高。

附图说明

图1为本发明所述钢结构粘钢加固方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

一种钢结构粘钢加固方法，其中，粘钢结构胶包括A、B两种组分，其中A组分由下列物质及重量份数组成：纤维胶40-50份，双酚环氧树脂20-30份，多乙烯多胺1～2份；B组分由下列物质及重量份数组成：硅粉10～11份，三乙烯四胺2～3份，过氧化环己酮2～3份；且包括如下步骤：

步骤一，在待加固钢结构的预定位置标示出粘贴范围；

步骤二，对上述粘贴范围内的钢结构表面进行清洁、打磨；

步骤三，利用粘钢结构胶中的A组分将已清洁、打磨过的预制的钢板上涂抹A组分，在粘贴范围内涂抹B组分，停留20～30秒之后，再将预制的钢板粘贴于粘贴范围内；

步骤四，将粘贴好的钢板加压固定至设定时间。这种结构胶是发明人通过实验得到，并且通过步骤三中的粘贴方法，能够取得良好的粘贴效果。

如图1所示，本发明所述的钢结构粘钢加固方法，包括如下步骤：

步骤101，在待加固钢结构的预定位置标示出粘贴范围。

本步骤中，结合预先对待加固钢结构的承载和受力情况的分析，以弹线的方式在待加固钢结构表面上标示出欲粘贴钢板的范围。进一步的，为配合后续清洁、打磨程序，还可在所述弹线四边各增加20毫米形成加宽打磨线。

或者，以冲击方式在待加固钢结构表面形成多个凹坑，并由这些凹坑而勾勒出粘贴范围。具体而言，可采用冲击钻头或手工敲击钻头方式断续性在待加固钢结构的表面形成深度1毫米、直径1毫米的凹坑，并令任意两个凹坑间距为1厘米，这些凹坑可勾勒形成粘贴范围。采用此种方式标示粘贴范围，可适应现场恶劣的自然环境，并作为恶劣现场无法采用前述弹线方式的必要补充手段。

步骤102，对上述粘贴范围内的钢结构表面进行清洁、打磨。

本步骤中，对以弹线标示出的粘贴范围内的钢结构表面进行清洁、打磨，或者，依据上述标示的加宽打磨线，对该加宽打磨线范围内的钢结构表面进行清洁、打磨。

在具体实施时，以角磨机等工具，去除钢结构表面的油污、铁锈等杂质，并进行打磨处理，令钢结构表面打磨出金属光泽，并以脱脂棉蘸丙酮擦拭该钢结构表面。所述的除锈工序要进行彻底，以露出金属光泽为准，且打磨纹路应垂直钢板受力方向，有一定的粗糙度。

具体而言，对于未生锈的钢结构表面板或轻微锈蚀的钢结构表面，可用喷砂、砂布或平砂轮打磨，直至出现金属光泽。打磨粗糙度应尽可能大，打磨纹路尽量与钢结构表面受力方向垂直，其后用丙酮擦拭干净。

对于锈蚀严重的钢结构表面，须先用适度盐酸浸泡20分钟，使锈层脱落，再用石灰水冲洗，以中和酸离子，最后喷砂、砂布或平砂轮打磨，直至出现金属光泽。打磨粗糙度应尽可能大，打磨纹路尽量与钢结构表面受力方向垂直，其后用丙酮擦拭干净。

步骤103，利用粘钢结构胶将预制的钢板粘贴于粘贴范围内。

本步骤中，在将预制的钢板粘贴于粘贴范围时，可先进行预粘贴，以检验该预制钢板的下料尺寸与待加固钢结构表面上粘贴范围的吻合度是否合格。即先将预制钢板预贴于粘贴范围，从而检验预制钢板的下料尺寸是否与现场构件吻合。预贴时，预制钢板与钢结构的钢梁应基本平整吻合，并与粘贴范围的边缘线相符。进一步的，对于有螺栓需要穿透钢板的情况，还可在预制钢板预贴于粘贴范围后，进行钢板孔的定位。

本步骤中，为减轻和消除后粘钢板的应力、应变滞后现象，在粘钢板前宜对钢结构进行适量卸荷。

本步骤中，所用的粘钢结构胶为市售的专门产品，一般分为甲、乙两组份，使用前，严格按结构胶使用说明规定进行配比，甲乙混合放置在同一容器内搅拌，搅拌时应按同一方向匀速搅拌，直到混合物色泽均匀、无色差，并成粘稠状时即可使用。

结构胶配制好后，用抹刀同时涂抹在已处理好的钢结构的钢梁表面和钢板的贴合面，为使结构胶能充分浸润、渗透、扩散、粘附于结合面，宜先用少量粘钢结构胶在预制的钢板与待加固钢结构的结合面来回刮抹数遍，再添抹至所需厚度(即1毫米～3毫米)。粘钢结构胶涂抹应中间厚而边缘薄，即令结合面中间区域的粘钢结构胶厚度大于结合面边缘区域，然后将钢板贴于预定位置。

待预制的钢板粘贴后，以手锤敲击检测是否粘贴密实。即用手捶沿粘贴面轻轻敲击钢板，如无空洞声，表示已粘密实，否则应剥下钢板补胶，重新粘贴。

步骤104，将粘贴好的钢板加压固定至设定时间。

本步骤中，在预制的钢板粘贴好后，应立即用夹具夹紧或顶撑加压固定，所述加压的间距以小于1米为宜，并令压力保持为0.05MPa-0.1MPa。加压的程度以使结构胶的胶液刚刚从钢件边缘挤出为度。

对于粘贴好的钢板，可令结构胶在常温下固化。即如前述常温下加压固定24小时，再拆除夹具或支撑，3天后即可受力。但需注意的是，在钢板粘贴好后，固化区间不得扰动。

梁的抗弯承载力显著提高，钢梁腹板粘贴钢板加固后，进一步的，还可对粘钢加固后的钢结构进行防腐处理，例如，在钢结构表面涂抹防腐剂。

在本步骤完成后，不得再在加固钢构件上进行焊接。

采用本发明所述的钢结构粘钢加固方法，所述钢梁翼缘粘贴钢板加固后，梁的抗剪承载力有明显提高；粘钢加固钢梁的抗剪承载力时，将钢板粘贴于型钢的腹板可以有效的提高钢梁的屈服剪力；采用螺栓对所粘钢板进行加强锚固，能够有效发挥粘贴钢板的作用，更好的保证钢板与型钢梁很好的协同工作，通过螺栓加强锚固钢板提高原梁的抗弯承载力效果比仅采用结构胶粘贴钢板好的多，承载力提高程度基本接近传统的焊接方式加固钢梁。

本发明所述的钢结构粘钢加固方法具有如下的优点：

1.施工方便，无需焊接，避免了因焊接引起的变形、应力等，在负荷的情况下也可容易实现。

2.简洁轻便。与其它加固方法比较，粘钢加固的施工干净利落，比较简便。完成加固后的结构外观不改变，比较轻便，钢板薄，结构自重增加轻微，不会导致建筑物内其他构件的连锁加固。

3.灵活多样。粘钢加固法的适应性很强，能够解决生产上和生活上各种有关问题。粘贴钢板的方案多种多样，灵活方便。

4.经济合理。由于粘钢加固施工快，可以避免或减少停产时间，节约加固材料，与其它加固方法比较，粘钢加固的费用大为节省，经济效益很高。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。