结构加固施工方案

结构加固主要施工工艺1.混凝土结构缺陷修复对于桥梁结构中出现的严重的蜂窝、麻面、空洞以及较大范围的破损等缺陷，采用新鲜混凝土进行修补，具体施工工艺如下：1.1将构件中蜂窝或缺陷部位表层尽可能凿除，保留原结构的钢筋，保留长度40d，同时对修补部位进行凿毛处理，并使混凝土表面湿润、清洁；1.2在修补面上涂抹一层水泥浆液或环氧胶液等，以增强新、老混凝土之间的粘结；1.3在水泥浆液涂抹后尚未凝固时，即可浇注或喷射混凝土。用于缺陷修补的混凝土材料，应采用比原结构强度指标高一级的混凝土，混凝土粗集料的粒径不宜大于15mm。在施工条件受限时可采用自密实混凝土；1.4当修补完成后，对新老混凝土接缝表面各15cm宽的范围内，必须用钢丝刷将所有软弱浮浆除去，并冲洗干净，然后抹两层封闭浆液，浆液可以是环氧树脂浆液或1：0.4的铝粉泥浆液，涂液时，第二层的方向应与第一层相垂直；1.5修补工作全部结束后，还要加强养护；1.6对于外露钢筋部位，对外露钢筋处理施工方法为：凿除结构表面松脆、剥离等已损坏的部分混凝土；利用人工除锈的方式对锈蚀钢筋进行除锈，对钢筋进行防腐处理；清除老混凝土表面上的灰尘以使其保持清洁；在损坏的混凝土表面涂上环氧胶液等粘结剂；利用环氧砂浆对混凝土缺陷部位进行修补；2.混凝土裂缝封闭灌浆2.1裂缝封闭灌浆流程如下图2-1图2-1裂缝修补工艺流程2.2裂缝封闭灌浆施工工艺及要点2.2.1裂缝的检查及标注参照《桥梁检验报告》中对裂缝分布的描述，现场核实裂缝数量、长度及宽度，并进行标注。据此进行灌浆材料配量、埋嘴、灌浆等方面的具体计算和安排。A.对于裂缝宽度＜0.15mm采用裂缝补胶进行表顶封闭，封闭后要考虑梁体表面的美观。B.对于裂缝宽度≥0.15mm采用灌注混凝土裂缝修补胶封闭裂缝法，将裂缝修补胶浆液压注入结构物内部裂缝中去，以达到封闭裂缝，恢复并提高结构强度、耐久性和抗渗性的目的，使混凝土构件恢复整体性。2.2.2裂缝表面处理所有孔眼必须使用高压空气吹洗干净，使其不让灰渣阻塞，之后沿裂缝从上涂砼修补聚合物浆液浆液固化后拆除灌浆嘴灌注裂缝修补胶压气实验粘贴灌浆嘴及封缝清缝及裂缝表面处理裂缝的检查及标注面下将两边3cm-4cm范围内的灰尘、浮浆用小锤、手铲、钢刷、砂纸、毛刷依次处理干净，将构件表面整平，凿除突出部分。然后用丙酮擦洗，清除裂缝周围的油污。清洗时应注意不要将裂缝表面封闭。2.2.3粘贴灌浆嘴及裂缝表面封闭2.2.3.1粘贴灌浆嘴底盘的铁锈必须除净，并用丙酮擦洗干净，然后将专用胶泥均匀的抹在底盘周围，厚度1-2毫米，与孔眼对准粘贴在裂缝上。灌浆嘴的间距根据缝长及裂缝的宽窄以25-35厘米为宜，一般宽缝可稀，窄缝宜密，每一道裂缝至少须各有一个进浆孔的排气孔。灌浆孔眼必须对中保证导流畅通，灌浆嘴应粘贴牢靠，四周抹成鱼脊状进行封闭。2.2.3.2裂缝表面封闭为使混凝土缝隙完全充满桨液，并保持压力，同时又保证浆液不大量外渗，必须对已处理过的裂缝表面（除孔眼及嘴子外）用裂缝修补胶沿裂缝走向从上至下均匀涂刷两遍进行封闭（宽度6-8cm），形成封闭带。2.2.4压气实验封闭带硬化后，需进行压气试验，以检查封闭带是否封严，压缩气体通过灌浆嘴，气压控制在0.2-0.4Mpa，此时，在封闭带上及灌浆嘴周围可涂上肥皂水，如发现通气后封闭带上有泡沫出现，说明该部位漏气，对漏气部位再次封闭。2.2.5灌浆操作2.2.5.1灌注裂缝采用注胶器与灌浆嘴相连接，连接要严密，不能漏气。2.2.5.2在灌浆过程中应注意控制压力，注胶器大气压宜为0.2MP。2.2.5.3灌注的次序：水平裂缝，宜从低端逐渐压向高端。竖向裂缝由下向上逐渐压注；从一端开始压浆后，另一端的灌浆嘴在排出裂缝内气体后喷出浆液与压入的浆液浓度相同时，停止压浆，在保持压力下封堵灌浆嘴。贯通缝如果单面灌后另一面未见出浆，在另一面压灌一次。未贯通腹板缝须见到邻近嘴子喷浆。裂缝基面打磨处理清理裂缝裂缝安装底座并封缝灌注结构胶2.2.6拆除灌浆器注浆完毕，树脂凝固后可拆除灌浆器。2.2.7拆除注胶嘴，恢复基层原状在24小时内不得扰动注胶嘴，3～5天后可拆除注胶嘴，恢复基层原状。2.3裂缝封闭灌浆材料技术要求混凝土裂缝补胶的安全性能指标应符合下表的要求表2-1裂缝修补胶（注射剂）安全性能指标表2-1检验项目性能指标试验方法标准钢-钢拉伸抗剪切强度标准值（Mpa）≥10GB/T7124胶体性能抗拉强度（Mpa）≥20GB/T2568受拉弹性模量(Mpa)≥1500GB/T2568抗压强度(Mpa)≥50GB/T2569抗弯强度(Mpa)≥30,且不得呈脆性（破裂状）破坏GB/T2570密度g/cm3≤1.2GB/T2007.4粘度（25℃）Mpa.S≤200GB/T14683不挥发物含量（固体含量）（%）≥99%现场取芯样检查可灌注性在使用说明书中规定的压力下能注入宽度为0.1mm的裂缝现场试灌注固化后取芯样检查2.4质量检验与验收2.4.1表面封缝材料固化后应均匀、平整，不出现裂缝，无脱落。2.4.2当注入裂缝的修补胶达到7d固化期时，应采用取芯法对注浆效果进行检验。芯样检验应采用劈裂抗拉强度测定方法。3．碳纤维片材加固施工3.1加固技术介绍3.1.1碳纤维加固原理碳纤维加固是应用在土木工程中的加固补强技术。该方法采用同一方向排列的碳纤维织物，在常温下用环氧树脂胶粘贴于混凝土结构表面，利用其紧密的粘结力，粘着于混凝土结构构件表面，使二者形成一个新的整体，协调变形，共同受力。3.1.2施工特点与相关要求（1）碳纤维加固是一种简单而又优良的加固补强方法，与传统的粘钢加固不同，碳纤维加固在不增加结构构件自重的前提下实现高效加固的目的。（2）碳纤维片材材料特性有抗拉强度高，弹性模量大。（3）施工方便，养护时间短，常温下加固完工后72小时可以受力。（4）适用于房屋建筑、铁路工程、道桥工程、港口工程和水利水电等工程中混凝土结构的加固、砌体结构、木结构加固等结构加固工程中。（5）主要应用于梁板受拉、受弯、受剪加固；柱的抗震加固；构件抗剪加固。（6）采用碳纤维加固的混凝土结构，长期使用的环境温度不应高于60℃。处于特殊环境（腐蚀、放射、高温等）下的混凝土结构进行加固时，尚应遵守国家现行有关标准的规定，并采取相应的防护措施。（7）在受弯加固和受剪加固时，被加固混凝土结构和构件的实际混凝土强度等级不应低于C15。3.2粘贴碳纤维片材加固施工工艺3.2.1施工工艺流程混凝土表面粘贴碳纤维片材加固施工工艺流程如下图所示。图3-1混凝土表面粘贴钢板加固施工流程图混凝土基面放线碳纤维片材剪裁混凝土基面处理调配粘贴树脂涂刷底层树脂找平处理粘贴碳纤维片材表面防护质量验收3.2.2粘贴碳纤维片材加固施工方法3.2.2.1施工前准备（1）应认真阅读设计施工图。（2）应根据施工现场和被加固构件的实际情况，拟订施工方案和施工计划。（3）应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等做好施工前的准备工作。（4）按设计图纸在加固部位准确放线定位。3.2.2.2混凝土表面处理（1）将被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土清除，露出混凝土结构层，并将表面修复平整。（2）应按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。（3）被粘贴混凝土表面应打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面。转角粘贴处，混凝土表面应进行导角处理，打磨成圆弧状，圆弧半径梁应不小于20mm，柱应不小于25mm。（4）表面打磨后，应用强力吹风器或吸尘器将混凝土表面粉尘彻底清理干净并保持干燥。表面处理效果如下图：图3-2表面处理3.2.2.3碳纤维布（板）剪裁（1）严格按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布；（2）严禁斜切碳纤维布，并防出现拉丝现象；（3）剪裁成型的碳纤维布（板）注意保护洁净不受污染。3.2.2.4配置并涂刷底层胶（1）严格按产品生产厂提供的工艺规定配制底层胶。（2）应用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。应在底胶表面指触干燥后尽快进行下一道工序的施工。3.2.2.5找平处理（1）严格按产品生产厂提供的工艺规定配制找平材料。（2）混凝土表面修补应选用丙酮将表面浮尘擦去，表面凹陷处用找平材料填补平整，有段差或转角部位，应抹成平滑曲面，不应有棱有角。（3）转角处应用找平材料修复为光滑的圆弧，半径为不小于20mm。（4）用刀头宽度≥100mm的刮刀对凹坑实施填塞修补、找平，找平程度按眼观目测无明显的刮板或刮刀痕迹纹路平滑为准。（5）应在找平材料表面指触干燥后尽快进行下一道工序施工。3.2.2.6配制并涂刷浸渍树脂或粘贴树脂（1）配制粘结剂前应仔细阅读生产厂提供的使用说明书。（2）应根据现场实际环境温度和粘贴面积确定树脂的每次拌和量，以防失效浪费。（3）严格按重量比计量使用配制。（4）按厂家配合比和工艺要求进行配制，且应有专人负责。在搅拌用容器内及搅拌器上不得有油污和杂质。搅拌应顺时针一个方向搅拌，直至色泽均匀，无气泡产生，并应防止灰尘等杂质混入。（5）调制好的粘结剂应按要求在控制使用时间内使用完毕。（6）粘贴碳纤维前应对混凝土表面再次擦拭，确保粘贴面无粉尘。（7）将按产品生产厂提供的工艺规定配置的浸渍树脂，均匀涂抹于粘贴部位。混凝土表面涂刷结构胶时，必须做到涂刷稳、准、匀的要求，即：稳，刷涂用力适度，尽量不流不坠不掉；准，涂刷不出控制线；匀，涂刷范围内薄厚较一致。施工效果如下图：图3-3涂刷胶粘剂3.2.2.7粘贴碳纤维布（1）将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置，碳纤维布粘贴时，同样要稳、准、匀，要求做到放卷用力适度，使碳纤维布不皱、不折、展延平滑顺畅。采用专用的滚筒顺纤维方向滚压，滚压时必须从一端向另一端滚压，不宜在一个部位反复滚压揉搓，滚压中让胶渗透纤维布，做到浸润饱满，挤出气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布。碳纤维布需要搭接时，必须满足规范要求≥100mm。（2）多层粘贴时应重复上述步骤，并宜在纤维表面的浸渍树脂指触干燥后尽快进行下一层粘贴。（3）应在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。粘贴碳纤维布效果图如下图：图3-4粘贴碳纤维布3.2.2.8表面防护当需要做表面防护时，应按有关标准的规定处理，并保证防护材料与碳纤维片材之间有可靠的粘结，防护效果图如下图：图3-5表面防护3.3材料技术指标3.3.1碳纤维布的选材要求根据施工图纸要求，本工程拟采用每平方米不小于300g/m2的高强I级碳纤维布，抗拉强度不小于3400Mpa，弹性模量不小于2.1×105Mpa，伸长率不小于1.5%。碳纤维布的强度等级划分与性能指标如下表所示：表3-1碳纤维片材的主要力学性能指标性能项目破坏状态二级性能要求一级性能要求抗拉强度标准值fcfk――≥3000Mpa≥3400Mpa伸长率――≥1.5%≥1.7%弯曲强度(Mpa)――≥600Mpa≥700Mpa层间剪切强度(Mpa)层间剪切破坏≥35Mpa≥45Mpa仰贴条件下纤维复合材与混凝土的正拉粘结强度(Mpa)混凝土内聚破坏≥2.5Mpa，且为混凝土内聚破坏≥2.5Mpa，且为混凝土内聚破坏3.3.2胶粘剂的选材要求粘贴碳纤维加固用胶粘剂采用A级胶，其主要安全性能指标应符合下表要求。表3-2碳纤维配套胶性能设计指标用途性能项目性能要求用途性能项目性能要求浸渍粘接胶胶体性能抗拉强度（Mpa）≥40修补胶抗拉强度（Mpa）≥30受拉弹性模量（Mpa）≥2500抗剪强度（Mpa）≥40伸长率（%）≥1.5与混凝土的正拉粘接强度（Mpa）≥2.5抗弯强度（Mpa）≥50抗压强度（Mpa）≥70粘接能力钢-钢拉伸抗剪强度标准值（Mpa）≥14底胶钢-钢拉伸抗剪强度标准值（Mpa）≥14钢-钢不均匀扯离强度（KN/m）≥20混合黏度（23℃）（Mpa.s）≤2000与混凝土的正拉粘接强度（Mpa）≥2.5与混凝土的正拉粘接强度（Mpa）≥2.5不挥发固体物含量（%）≥99不挥发固体物含量（%）≥993.3.3其他要求（1）加固用碳纤维材料的纤维必须为连续纤维，本工程拟用碳纤维布的纤维必须选用聚丙烯腈基