结构粘钢加固补强技术在厦门（新）站营运中心工程中的应用

曾明强

（厦门特房建设工程集团有限公司，福建厦门361000）

粘钢加固是指用特种高强的粘合剂，将钢板牢固粘结在被加固的部位，而起到增加强度，保障安全，长久使用的作用。它运用了建筑设计结构力学、化学建材、电测技术等多项专业技术知识，结合先进的施工工艺，为解决建筑加固中的难题做出了重要的贡献，已逐步发展成为一项高新技术产业和先进施工技术。本人在厦门（新）站营运中心工程当项目经理期间，认真观察该技术在该工程中的应用，学习有关各项技术的资料文献，现将使用该技术的情况总结如下。

一、工程概况：

厦门（新）站营运中心工程位于厦门（新）站西南侧，紧挨（新）站南广场，主要规划建设办公用房及配套服务设施。A区某栋楼因使用功能变更，结构设计荷载增大，原设计的梁、板、柱的承载力达不到要求，故须对原结构进行加固补强处理。

二、加固方案及材料性能

相关部门综合考虑到工程的实际情况、进度要求和经济效益等方面的原因，决定采用粘钢加固补强技术对原梁、板、柱进行加固。

粘钢加固与其他方法相比,有如下优点：技术先进，性能好；所占空间小，不影响被加固结构外观和使用空间；加固施工周期短；材料消耗少；工艺简便等。

钢板采用16锰钢和3号钢钢板。

粘贴剂选用经鉴定并在规范中推荐的JGN建筑结构剂-ZL-JGN型建筑粘钢胶。该胶是一种承载结构高性能的胶粘剂，主要用于建筑构件的外部粘钢加固补强，特别适用于传统土建加固法难以施工和一些工期要求紧的加固工程中。

三、设计要点

粘钢加固梁、板、柱的设计和施工执行《建筑锚栓技术标准》和《混凝土结构加固技术规范》。

设计的原则是将高强的钢板粘贴于被加固的钢筋混凝土构件的受力部位前沿，即在柱子柱侧、梁底、梁侧、板面、板底等部位进行粘钢补强，使粘贴的钢板承受拉力，并与混凝土变形协调，共同受力。从而发挥钢板的强度，提高被加固构件的抗剪、抗弯、抗压承载力。

对于粘贴在受拉部位的钢板，由于原受拉钢筋的极限应变εsu=0.01，比3号钢钢板比例极限应变值εsy=0.001～0.0025大10倍以上，虽然加固钢板比原钢筋有应力滞后的情况，但破坏时钢板一般均能大到屈服强度，因此，其截面设计可按一般构件计算。

采用粘贴钢板对梁、板构件进行受弯加固时的承载力计算，除应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》对受弯构件正截面承载力计算的基本假定外，尚应符合下列要求：

1构件达到受弯承载能力极限状态时，粘贴钢板的拉应变按截面应变保持平面的假定确定，但不应超过钢板的允许拉应变；

2当考虑二次受力影响时，应根据加固时的荷载状况，按截面应变保持平面的假定计算加固前受拉区边缘混凝土的初始应变；

3在达到受弯承载能力极限状态前，钢板与混凝土之间不发生粘结剥离破坏。

粘钢加固结合面的粘结强度主要取决于混凝土强度，因此被加固构件的强度不能太低。原结构的混凝土强度为C35，且主体经验收通过，质量达到市优，适合用粘钢进行结构加固补强。

四、粘钢加固柱、梁、板设计的一般构造形式

柱：在与弯矩发生平面垂直的两个面粘贴16锰钢竖向板条，在箍板间隙处用3号钢垫板填充。通长设置bu×t间距b的U形箍板，两个箍板对接，板缝用3号钢钢板封口。箍板可以约束竖向钢板的横向变形，增强其抵抗平面外屈曲变形的能力，增加竖向板条的锚固作用，亦可部分约束核心混凝土的横向变形，提高核心混凝土的轴向抗压强度，起到套箍的作用。具体做法和节点处理见附图（图1、图2）∶

图1

图2

框架梁：梁面在负弯矩位置，即从支座边缘往跨中1/3净跨，悬臂梁的上表面，梁底全跨粘贴钢板。梁腹全跨布置bu×t间距b的U形箍板，用3号钢钢板封口，可以增加纵向钢板的锚固作用，亦可增加梁端部的抗剪能力。具体做法和节点处理见附图∶（图3、图4）

图3

图4

次梁：属多跨连续梁。梁面在负弯矩位置，即从支座边缘往跨中1/3净跨，悬臂梁的上表面，梁底全跨粘贴钢板，做法同框架梁。具体做法和节点处理见附图（图5）：

板：根据板的实际受力情况，在板底和板面受拉部位粘贴3号钢钢板。具体做法和节点处理见附图（图6）：

五、加固施工

1结构加固补强的施工工艺流程如下：表面处理——配胶，卸荷——固定及加压——固化——检验——防腐处理

2加固施工操作方法：

对于原混凝土构件的粘合面，可用硬毛刷沾高效洗涤剂，刷除表面油垢污物后用冷水冲洗，再对粘合面进行打磨，除去2~3mm厚的表层，直至露出新面，并用无油压缩空气吹除粉粒，或用清水冲洗干净，待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面即可。对湿度较大的混凝土构件，尚需进行人工干燥处理。

图5

图6

⑴对于钢板未生锈或轻微生锈的，可用喷砂、砂布或平砂轮打磨，直至出现金属光泽。打磨粗糙度越大越好，打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直。其后用脱脂棉沾丙酮擦拭干净。如钢板锈蚀较严重，须用适度盐酸浸泡20分钟，使锈层脱落，再用石灰水冲洗，中和酸离子，最后用平砂轮打磨出纹道，在粘钢前应对构件适量卸荷。

⑵ZL-JGN建筑结构胶为A、B双组分包装，A组分为白色粘稠膏状物，B组分为黑色粘稠液体，在秤量前必须先将A、B胶分别搅拌均匀，使用时按A：B=3：1进行秤量，再将两组材料混合，用电动拌均匀8-10分钟，立即使用，施工时间不超过30钟。严格按照ZL-JGN建筑结构胶的使用说明书的规定，对甲、乙两组分胶进行配制，用手提电动搅拌器进行搅拌，拌至色泽完全均匀为止。

⑶粘贴胶配制好后，用抹刀同时涂在已处理好的混凝土表面和钢板贴合面，为了使胶能充分湿润、渗透、扩散、粘附与粘合面，宜先用少量胶于结合面来回刮涂数遍，再添抹至所需厚度（1~3mm），中间厚边缘薄，然后将钢板粘贴于预定位置。

⑷钢板粘贴好后立即用夹具、支撑、或膨胀螺栓等固定，并适当加压，以使胶液从钢板边缘开始挤出为度。

⑸检验采用声振法检验，锚固区有效粘结面积不小于90%，非锚固区有效粘结面积不应少于70%。

⑹外部粘钢加固钢板，应按设计要求进行防腐处理。在钢板粘贴完毕，卸下支撑，在钢板表面涂刷一层防腐胶，在未干之前喷上一层中砂。

六、经济社会效益

粘钢技术在厦门（新）站营运中心工程中的应用，成功解决了该工程因使用功能变更后，荷载增大所带来的结构承载力不足等问题，施工工期短，操作简便，且节省国家投资，节约资源，取得了良好的经济效益和社会效益。

运用粘钢技术对结构进行加固补强在厦门地区的研究和运用已取得了一定的突破性的发展，技术比较成熟。已成功地运用在如：厦门海沧大桥东西锚体、厦门国际机场停车场梁板加固、厦门国际会展中心等大型结构的加固，解决了一些建筑加固中的实际问题。

该项技术适用于桥梁、房屋等钢筋混凝土结构建筑物的加固补强、旧建筑物的增层改造、建筑物裂缝的修补等，不必破坏原有结构的构造，应用前景非常广泛。

[1]混凝土结构设计规范（GB50010-2002）[s].

[2]混凝土结构加固技术规范（CECS25：90）[s].

[3]建筑抗震加固技术规程（JGJ116-98）[s].

[4]碳纤维片材加固混凝土结构技术规程（CECS146：2003）[s].

[5]卓尚木，季直仓等.钢筋混凝土结构事故分析与加固[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.10.