27m跨预应力砼屋架加固的施工

摘要：某苎麻纺织印染厂脱胶车间27m跨预应力砼屋架加固施工，采用粘钢施工方案，工期短，质量好。本文介绍其施工程序、施工方法和质量技术措施。

关键词：预应力砼屋架； 粘钢方法； 质量控制； 施工效果

中图分类号：TU757.4

文献标识码：B

文章编号：1008-0422（2007）06-0104-03

收稿日期：2007-04-05

作者简介：周华章（1964-），男（汉族），湖南株洲人，工程师。

1前言

某苎麻纺织印染厂脱胶车间厂房为27m跨单层排架结构厂房，脱胶车间厂房始建于1984年。脱胶车间自1985年竣工交付使用投产20年来，由于生产过程中产生的酸碱氯气体腐蚀，厂房内部一部分屋盖系统的预应力混凝土屋架、混凝土大型屋面板、钢支撑等受到了不同程度的腐蚀，带来了对车间生产的安全使用造成了严重影响。

2005年受某苎麻纺织印染厂的委托对脱胶车间9～22轴的构件进行了全面检测，根据检测报告，9～22轴的混凝土构件开裂、裂缝、钢筋锈蚀，混凝土强度降低，钢支撑严重锈蚀。主要存在以下问题：（1 ）预应力砼屋架下弦和腹杆混凝土开裂，构造钢筋锈蚀，特别是部分腹杆混凝土爆裂、钢筋严重锈断。（2）大型屋面板底表面锈蚀，板筋肋开裂。（3）钢支撑、钢系杆严重锈蚀。脱胶车间9～22轴间内屋盖系统大部分构件远不能满足原设计要求，存在着安全隐患，须进行结构加固。

2加固方案的选择

方案一：屋架粘钢等加固方案。优点：工期短，造价低；缺点：加固施工技术要求高，施工难度大。

方案二：屋盖系统全部拆除，采用钢屋架、钢板屋面方案。优点：结构安全可靠；缺点：工期长，造价高，吊装难度大。

经综合比较，最后选用方案一。

本工程加固委托一家具有加固经验的设计单位进行了加固设计。加固方案如下：

（1）9～22轴14榀27m预应力屋架加固。屋架下弦及腹杆采用凿除开裂混凝土部分，对钢筋除锈，灌注HPG灌浆料，外粘钢板。锈蚀严重的系杆拆除替换。屋架表面做环氧树脂玻璃纤维布（一布二胶）防腐。

（2）9～22轴间大型屋面板底面维修。对屋面板钢筋锈出表面的板进行打磨1～3mm，现板本色。对开裂的板肋凿除腐蚀开裂的混凝土，对钢筋除锈，灌注HPG灌浆料。对9～22轴间大型屋面板底面，用环氧树脂打底，面做环氧树脂玻璃纤维布（一布二胶）。

（3）9～22轴间钢构件返修加固。屋盖系统锈蚀严重的钢支撑、钢系杆拆除替换。所有钢支撑、钢系杆表面做环氧树脂玻璃纤维布（一布二胶）防腐。

3施工程序

满堂红架搭设屋架加固支撑替换屋面板加固防腐施工。进行平行流水施工。

4施工方法

4.127m预应力屋架加固

本工程加固9～22轴屋架共14榀，屋架加固图详图1。

（1）加固顺序：屋架下弦加固屋架腹杆加固替换支撑及系杆。

（2）施工安排：本工程由于工期较紧，屋架加固安排3个作业小组从9轴向22轴推进。

（3）施工方法

①屋架卸荷

在每榀屋架下搭设双排钢管架，立杆距离为1m×0.5m（垂直屋架方向间距为1m，平行屋架方向为0.5m），设立剪刀撑并与室内满堂架连接牢固。屋架各上下弦节点加设横杆顶在屋面板端头肋下卸荷。屋架卸荷详图2。

②屋架下弦加固

屋架下弦每两节点间为一段，分段进行加固施工，一段完成后再施工另一段，从屋架一端向另一端推进。

屋架分段加固施工方法：首先凿除下弦剥裂混凝土，对腐蚀钢筋用电动钢丝刷除锈，并用棕刷清理干净，安装模板用夹码固定，然后浇注HPG灌浆料。24小时后粘贴钢板。

分段粘贴下弦底面钢板，其施工工艺为：先对混凝土表面用电动打磨机进行打磨处理，钢板下料及钢板表面打磨除锈并用丙酮擦试干净。然后配胶及粘贴表面涂胶，粘贴钢板，用夹码固定加压，3天（72小时）固化后拆除夹码并进行检验。屋架下弦粘钢板夹码详图3。

③屋架腹杆加固

屋架下弦加固完成后，再进行屋架腹杆的加固，屋架腹杆加固有些需局部加固，有些需整体凿除更换。

腹杆加固先设置腹杆支撑再进行加固，加固一根完成后再做另一根。

腹杆加固支撑设置方法为：按图加工好腹杆钢支撑，然后对腹杆支撑安装处的节点进行打磨，再将支撑钢板粘胶面打磨并用丙酮擦拭干净，用JN-1结构胶贴在腹杆节点上并用钢板箍焊牢箍紧，3小时后用＜75×5角钢用螺栓与节点钢板连接。

对屋架腹杆局部混凝土开裂且腹杆每根钢筋锈蚀不太严重，钢筋毛截面损失率小于15%的腹杆采取局部加固，其施工方法为：首先设置支撑，凿除开裂混凝土，用电动钢丝刷除锈清理干净后，泥工手工涂抹HPG灌浆料。

对腹杆局部混凝土开裂且腹杆钢筋锈蚀严重，钢筋毛截面损失率大于15%的腹杆采取整体凿除，再植钢筋，支模浇注HPG灌浆料。

整体凿除腹杆施工方法为：

首先设置临时腹杆钢支撑，再将腹杆混凝土整体凿除，再植钢筋，钢筋植完后再支模浇灌HPG灌浆料，第2天拆模。

腹杆植筋方法为：用电锤钻孔φ16孔深150mm，清除孔内灰尘，往孔内注结构胶，往孔内植筋φ12，每根钢筋分两段上下孔分别植入，3小时后将上下钢筋在中间处单面焊接，搭接长为120mm。

4.2屋面板维修加固

（1）施工程序：屋面板肋加固屋面板打磨贴环氧树脂玻璃纤维布（一布二胶）。

（2）施工方法

屋面板肋加固：首先对开裂的板肋凿除腐蚀开裂的混凝土，用电动除锈刷对钢筋除锈，清除干净，泥工手工涂抹HPG灌浆料。

屋面板维修防腐：用手持电动打磨机对屋面板底面钢筋锈出表面的板进行打磨1～3mm，现出板本色，无锈的板底面用电动打磨机将板底表面打磨一遍，再用扫帚清扫干净，再用环氧树脂胶打底，贴环氧树脂玻璃纤维布防腐（一布二胶）。

4.3钢支撑、钢系杆返修加固

锈蚀严重的钢支撑、钢系杆拆除替换，并对所有钢支撑、钢系杆进行防腐处理。

（1）施工顺序：需更换的钢支撑、系杆拆除新钢支撑、系杆安装除锈防腐。

（2）施工方法

首先对所有钢支撑、钢系杆进行观察检查，对锈蚀严重的钢支撑、系杆进行登记，经监理、业主代表校核后，按原设计标准图配料加工新支撑、系杆。锈蚀严重的钢支撑、钢系杆拆除采用氧割吹断，用葫芦将其吊下。新配钢支撑、钢系杆用葫芦吊上安装。

每2榀屋架结构加固完后，再拆除需更换的旧支撑和系杆，换上新的钢支撑和系杆。

所有钢支撑、钢系杆防腐施工先用钢丝刷和铁砂布除锈，清理干净后，再做环氧树脂玻璃纤维布防腐（一布二胶）。

4.4JN-1建筑结构胶粘剂配制和使用

JN-1建筑结构胶粘剂系A、B两组分环氧树脂类结构胶，主要用于混凝土结构粘钢和锚固钢筋。

配胶前，注意对A、B两组胶分别进行充分的上下搅拌，消除沉淀。

施工现场配胶时，A、B两组分按重量比A：B=100：30进行准确用称称量后，倒入干净胶木灰桶内按同一方向人工进行搅拌，直到完全均匀为止。

粘钢加固：涂胶时应用抹刀同时涂抹在处理好的混凝土表面和钢板粘合面。为使胶能充分浸润、渗透、扩散、粘附于结合面，涂胶时宜少量多次来回刮抹粘结面。

锚固钢筋（植筋）：使用黄油枪将胶注满植筋孔，强力插入钢筋固定，注意防止漏胶。

4.5HPG灌浆料配制

HPG无收缩高性能浇注料是一种无收缩、高强度、高自流密实性水泥基复合材料。

取HPG原材料倒入宽底敞口容器内加水适量并加HPG用量2%阻锈剂搅拌均匀，HPG用水量根据流动性要求来进行调整。流动度控制在240～310mm左右。

HPG拌用量根据需用量进行拌制，拌好后一次用完。

4.6粘钢的防腐处理

预应力屋架粘贴钢板加固施工完后，进行检查验收，验收合格后，进行防腐施工，对粘钢表面用电动钢丝刷和铁砂布除锈，清理干净后，再用环氧树脂胶打底，贴环氧树脂玻璃纤维布防腐(一布二胶)。

5粘钢质量控制

5.1材料质量的控制

粘钢加固所使用的主要材料是钢板及粘合剂。首先应确认进场材料的型号、规格、数量、技术要求等与设计相符，再检查材料质量保证书，合格证、产品使用说明书、材料性能及成分检测报告等是否齐全。钢板、钢板焊接接头现场按规范要求进行抽检，确认其抗拉、抗剪强度试验值满足设计要求后方可投入使用。对粘结剂，现场抽检进行抗拉、抗剪强度试验，其试验值符合规范要求，方可使用。

5.2粘贴面测量放线控制

粘钢加固施工前按设计要求进行现场测量放线，质检员跟踪检查，确保钢板粘贴部位、长度、间距等符合设计图纸要求。

5.3混凝土粘合面质量的控制

（1）混凝土构件表面洁净度控制：旧混凝土构件应打磨后完全露出新面，混凝土表面应洁净，无粉粒、浮渣、油污，并用脱脂棉蘸丙酮擦拭。

（2）混凝土构件表面干燥控制：经处理后的混凝土表面应完全干燥后方可粘贴钢板，对湿度较大的混凝土构件需进行人工干燥处理（即可采用碘钨灯直接照射）。

5.4钢板粘合面除锈和粗糙处理控制

钢板应先除锈至出现金属光泽，并进行打磨处理，打磨粗糙度越大越好，打磨纹路与钢板受力方向垂直，并用脱脂棉蘸丙酮擦拭表面，待表面干燥后方可粘贴。

5.5粘合剂调配的控制

调配粘合剂在室内进行，严格按产品说明书规定的配方和搅拌方法配制和搅拌，粘合剂调配后应在40min内用完。

5.6粘贴过程质量的控制

钢板粘贴前应对加固构件进行卸荷，钢板粘贴时，检查钢板周边应有适量胶液挤出，用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板，检查是否有空鼓。钢板粘贴后应加压固定，固定加压时用力应均匀，力度适中，钢板粘贴时表面应平整。加固结束后，禁止在钢板表面再进行电焊等高温作业的施工。

5.7检查验收

常温下，钢板粘贴完成72h后即可拆除临时夹具或固定支撑，然后进行施工质量验收，最后验收主要是逐一检查粘贴钢板的密实度，可采用锤击法判断是否空鼓，亦可采用超声波法探测粘结密实度。检查验收应做好验收记录，验收合格后方可进行下道工序。

6安全技术措施

6.1屋盖系统加固施工前，先搭设好满堂红架手架，操作层上满铺竹架板，操作层下满挂安全网。

6.2配制粘合剂的原料应密封贮存，远离火源，避免阳光直接照射，配制和使用场所保持良好的通风，操作人员穿工作服，戴防护口罩和手套；工作场所配备灭火器以备救护。

7施工效果

脱胶车间27m跨预应力砼屋架及屋面板、钢支撑加固施工，于2005年5月28日开工，历时40天完成，加固施工完后，将所有屋架支撑拆除，对加固构件进行了全面检查，未发现屋架有挠度和变形现象。经质监、设计、业主、监理、施工联合验收，一次验收合格，均达到了设计要求和验收规范要求。交付使用近一年来，一切正常，未发现有质量问题，无异常现象发生。证明结构是安全的，说明加固处理达到了原来的效果。

作者单位：湖南建工集团第五工程公司