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特點1.1加固后的外包粘鋼與原混凝土之間能共同工作，使加固體系與原構件形成一個良好的整體，大大提高了結構整體承載力。1.2空間占用較小，現場加固工藝簡便，工期短，對周圍環境影響小。1.3大幅度提高結構構件的抗裂性，抑制裂縫開展。2 適用范圍2.1適用于承受靜力作用的一般受彎及受拉構件。2.2適用于環境溫度50C700C，相對濕度不大于80%。2.3當混凝土構件強度等級低于C15時，不宜采用本法加固。3 工藝原理和設計規定加固工藝原理是采用包鋼灌膠，在增加截面的部分提高梁的承載能力的同時，還因新增鋼板箍的橫向約束作用以及新增鋼梁的縱向約束作用，使原有混凝土梁產生良好的5、三向應力狀態，因而可以大幅度提高梁的承載力。另因結構膠粘結的效果還使外包鋼與原梁之間可靠地聯結成整體。4 工藝流程及操作要求4.1工藝流程鋼材備料及表面處理混凝土表面處理包鋼骨架制作、焊接吊裝高強度螺栓連接板的安裝密封及粘貼灌膠嘴配制結構膠壓力灌膠、封口檢驗鋼材面防護處理4.2操作要點4.2.1施工及控制原則4.2.1.1鋼材的材質，規程品種，應按照設計圖紙的要求，進行采購，如需要更改代換時必須提出“業務聯系單”經設計單位和監理工程師批準后方可進行；4.2.1.2嚴格按照焊接規程施焊，選擇合理的施焊程序，采用適當的電流及合理的焊接速度，以力求減小施焊后的結構內應力和構件的變形；4.2.1.3利6、用鉆模制，以保證連接板孔距的加工精度，減少因孔距誤差造成的螺栓連接的強制附加內應力及剪應力；4.2.1.4高強度螺栓摩擦面必須進行噴砂或機械打磨處理，其抗滑數按設計要求加工并通過檢測部門認可后，方能進行施工和裝配；4.2.1.5高強度螺栓的采購必須是專用廠家生產并有批量生產的質量合格證件，必要時應進行抽樣檢驗；4.2.1.6因現場施工復雜，在吊裝工件時起吊指揮人員必須規范操作，確保工件和施工人員的安全。4.2.2鋼板備料及表面處理4.2.2.1根據設計圖紙結合現場實際尺寸加工鋼板及成型，按混凝土表面錨固螺栓實際位置確定鋼板位置，鋼板鉆孔，不大于錨固螺栓直徑2mm；4.2.2.2用砂輪機對鋼板表7、面打磨，打磨紋路應與鋼板受力方向垂直，要求鋼板出現金屬光澤、無銹跡、打磨粗糙度越大越好。4.2.3混凝土表面處理4.2.3.1按設計要求，結合現場原有梁的實際截面尺寸，在混凝土梁底及梁側劃線，并確定螺栓固定位置及粘貼鋼板的位置。4.2.3.2將包鋼及粘貼鋼板范圍內的混凝土表面進行第一次處理，除去表面不良混凝土和表面疏松物、浮漿，將砼表面突出的部分鑿平，使混凝土表面盡可能平整，然后用鑿毛機或鋼絲刷對混凝土表面打磨，并用無油空氣吹除粉粒及灰塵；4.2.3.3根據設計要求，采用結構膠對砼表面進行第二次處理，以使原有砼與鋼板能夠有效連接；4.2.4包鋼骨架制作、焊接4.2.4.1放樣4.2.4.1.18、放樣應按施工圖紙及施工現場實際情況，以1：1的大樣放出構件幾何尺寸及各部分連結節點，并交質檢人員檢查，確定無誤后，方可下料施工；4.2.4.1.2根據大樣制作樣板和樣桿，作為下料、彎制、切割的依據，樣板和樣桿應核對無誤后，方可下料施工。樣板或樣桿多次使用時，應進行實樣復核；4.2.4.1.3樣板及樣桿制作應考慮下料切割的預支留量及多層焊接的收縮余量和安裝時水平基礎的水平誤差的留量。4.2.4.2切割4.2.4.2.1控制重點鋼梁安裝與梁底接觸面的緊密性直接影響加固工程的質量，為此，應將H型鋼梁寬度加工為b+58mm（b為加固梁寬），以確保鋼梁與混凝土梁底充分接觸，從而保證受力需求；4.2.4.9、2.2下料：應按下料樣板或樣桿進行，下料劃線寬度應控制在0.5mm1.0mm內；4.2.4.2.3切割：切割時應控制切割火焰的溫度、切割速度、切割縫的寬度，對于長厚板縫的切割應用自動或半自動切割機進行；4.2.4.2.4割后應及時去掉氧化鐵，氣割的允許偏差及切割精度應符合所切割質量標準，對于未達到質量要求的切割截面要求進行機械打磨處理；4.2.4.2.5下料待加工的零件應進行分類編號，并按加工的先后順序進行堆放。堆放時應臨時加支撐點，避免因構件積壓或自重引起的變形。4.2.4.3零件加工拼接4.2.4.3.1零件切割后應進行初步矯正，矯正的內容包括鋼板的不直度、型鋼撓度的不直度；4.2.4.310、.2如需要采用熱加工矯正構件時，加熱的溫度應控制在9000C以下，對于普通碳素結構鋼可進行淬火矯正；4.2.4.3.3矯正后的鋼材表面，不應有明顯的凹面和損傷，劃痕深度不得大于0.5mm，大于0.5mm時應進行焊補并打磨平整；4.2.4.3.4 H型鋼翼板拼縫和腹板拼縫的間距應大于200mm。4.2.4.4焊接H型鋼梁4.2.4.4.1焊接材料應按圖紙技術要求進行采購，手工焊劑牌號為E53型，CO2氣體保護焊系為H08Mn2Si；4.2.4.4.2焊接藥劑必須干燥才能使用，如發現潮濕必須進行烘焙，烘焙溫度應按焊條說明書進行；4.2.4.4.3 H型鋼梁在組裝前應對腹板、翼緣板進行矯平處理，需坡11、口焊的應按設計要求對腹板邊緣進行坡口加工，確保焊縫質量；4.2.4.4.4焊接必須按照鋼結構焊接規程“（JGJ81-2002）”）進行，焊工應是熟練的焊工并備有資格操作證；4.2.4.4.5對H型鋼應采用CO2氣體保護，可減少焊接變形，確保焊接縫的質量；4.2.4.4.6對于鋼板焊縫的轉角處必須進行包角焊，對于多層焊接，每一層焊完后應及時進行清理檢查，缺陷清除后再進行下一道施焊；4.2.4.4.7定位焊的焊縫厚度不大于設計焊縫厚度的2/3，且不應大于8mm，焊縫長度不宜小于25mm，定位焊的位置應置于焊道內；4.2.4.4.8焊縫出現裂紋，焊工不得擅自處理，應報技術負責人，待原因查出后，拿出具12、體的補修方案報設計院及監理公司審批后再處理，焊縫同一部份的返工次數不宜超過兩次，當超過兩次時，應按返修工藝進行；4.2.4.4.9焊接完畢后焊工應清理焊縫表面的溶渣及兩側飛濺物，檢查焊縫外觀質量，并交質檢人員進行檢驗；4.2.4.4.10為盡量減少翼緣板施焊后的變形撓度，可將上下翼緣板進行“”折彎處理（即反變形的方法進行組裝施焊），反變形的數值一般為5mm，也可按實際經驗取值；4.2.4.4.11腹板與翼緣組裝間隙為1.5mm2.0mm，以確保施焊的熔透量，組裝的定位焊縫，厚度不應大于設計焊縫厚2/3且不應大于8mm，其焊縫長度不宜小于25mm；4.2.4.4.12 H型鋼施焊完后，應對整個鋼13、梁進行變形矯正，矯正方式可用滾壓機或淬火矯正的方式進行。4.2.4.5制孔4.2.4.5.1本結構的構件裝配連接均采用螺栓連接，螺栓孔的分組較多，數量較大，必須在熟悉圖紙要求時，才能制孔，根據設計圖紙結合現場實際尺寸，按混凝土表面錨固螺栓實際位置確定鋼板位置，鋼板鉆孔，不大于錨固螺栓直徑2mm；4.2.4.5.2為保證制孔的精度和偏差，每組板在制孔時應在模板中進行，模板必須檢驗合格后才能使用。4.2.4.6摩擦面的加工4.2.4.6.1摩擦面的加工可以用噴砂或機械打磨的方法進行；4.2.4.6.2磨擦面加工時，其操作方法必須沿水平方向或垂直方向進行，不許交叉作業；4.2.4.6.3經處理的磨擦14、面必須進行抗滑系數試驗，按設計要求進行；4.2.4.6.4磨擦面裝配必須與構件受力的方向相垂直；4.2.4.6.5好的磨擦面不得有飛邊、毛刺、焊疤或污損。4.2.5現場吊裝：4.2.5.1吊動前應對起吊設備、起吊索具等進行全面的檢查，吊裝的輔助設備事先要配齊（如吊裝時上、下樓層需使用的對講機），用于吊動的吊環、眼板應焊接牢固，避免吊運過程中發生機具和人身事故；4.2.5.2吊裝前，在加固梁兩側樓板處按間距2000開設輔助吊裝孔，用手動葫蘆進行均勻起吊，采用水準儀及踏尺對起吊進程進行監控，力求保證平衡吊裝，將鋼梁變形量控制在最小；4.2.5.3安裝前由于運輸、搬動、堆放、吊裝等引起構件的變形、涂15、導脫落，應進行矯正和補修；4.2.5.4起吊過程中應統一指揮，協同作戰，杜絕亂指揮和工作混亂局面的出現；4.2.5.5吊鉤在構件安裝連接牢固后，應聽從指令人員的命令才能脫鉤；4.2.6高強度螺栓連接板的安裝4.2.6.1安裝前必須對連接板進行外觀檢查，應消除飛邊、毛刺、飛濺物，磨擦面應保持干燥、平整；4.2.6.2磨擦面的裝配必須與構件的受力方向相垂直，其接觸面要平整，當接觸面有間隙時，小于1mm可以不處理，大于13mm間隙時，應將高出的一側按1：10打磨成斜面，打磨的方向應與受力方向相垂直；4.2.6.3安裝高強度螺栓時，螺栓應自己穿入孔內，不得強行敲打，并不得氣割擴孔，穿入方向宜一致，便于16、操作；4.2.6.4高強度螺栓應按一定順序擰緊，宜由中央向外順序擰緊，并應在當天終擰完畢（高強度螺栓擰緊分為：初擰和終擰）。4.2.7密封及粘貼灌漿嘴4.2.7.1用YZJ-3結構膠（包鋼灌注型）將鋼構件全部邊緣密封：用批刀將邊膠擠壓入鋼梁頂及鋼板箍側，使鋼梁、鋼板箍與混凝土間隔縫隙控制在46mm內；4.2.7.2密封后的鋼梁不得錘擊、焊接或振動；4.2.7.3密封前必須根據各構件具體結構形式確定入膠口、出氣口的位置及數量，用YZJ-3結構膠粘貼灌漿嘴并留出排氣孔。4.2.8配置YZJ-3結構膠現場由專人配制YZJ-3結構膠，將包鋼灌注結構膠按比例混合，用電動攪拌機進行均勻充分攪拌，攪拌時間不17、少于5分鐘，調制好的結構膠應在1小時內使用完畢。4.2.9壓力灌膠、封口（所有焊接工作完成后）4.2.9.1待結構膠強度達到終凝時，將灌漿管與灌漿嘴接通后，啟動空氣壓縮機，利用壓縮空氣檢查灌漿系統和鋼板周圍密封是否完好，若空壓機壓力表達到0.4MPa，則說明密封完好，可以進入下一道工序的施工；若壓力達不到0.4MPa，則說明密封有問題或漏氣，應修補好后再進入下一道工序的施工；4.2.9.2將調制好的液態結構膠裝入灌漿罐內，啟動空壓機及灌漿裝置向鋼梁（鋼板）與混凝土面的空腔內灌漿，灌膠壓力為0.2MPa，膠體從灌膠嘴壓入，當最后一個排氣孔出漿后，停止加壓，用密封膠堵孔，再以較低壓力維持10分鐘以18、上方可停止灌膠；4.2.9.3待空腔內膠體達到初凝而不外流時拆下灌漿盒，再用結構膠將灌漿盒處抹平、封口。4.2.10檢驗膠體固化（3d）后進行包鋼灌注施工質量自檢，根據國家規范CECS25：90要求，用小錘輕輕敲擊鋼梁、鋼板，從音響判斷灌注膠的效果，并畫出灌膠空鼓的范圍；錨固區灌注膠空鼓不得大于5%，非錨固區灌注膠空鼓不得大于10%為合格，否則應進行返工，具體做法是空鼓部位鉆孔重新灌注。4.2.11鋼材面防護處理4.2.11.1除銹鋼板、鋼梁除銹質量是關系到涂料能否獲得良好的防腐、防火效果的關鍵因素，本結構采用噴砂除銹和機械電動鋼刷除銹輔以手工打磨的除銹方法，除銹完成后，應報檢驗人員驗收，合格19、后方能進行下道工序；4.2.11.2油漆4.2.11.2.1涂漆前應將鋼板、鋼梁表面進行清理，除掉鋼材表面殘留的油污、水銹、浮塵等附著物；4.2.11.2.2涂漆工作的施工環境要求：空氣濕度80%以上、溫度50C度以下、有霧、雨的天氣和較大的灰塵時禁止施工，禁止戶外作業；4.2.11.2.3每一層涂漆完工后，必須按油漆說明中的要求，保證漆膜全干后，方能涂下一道油漆，以避免漆未干引起的油漆層之間夾水，導致油漆層間剝離，影響防腐、防火性能和降低使用壽命；4.2.11.2.4涂漆以噴涂為主，輔以手工刷漆，噴涂前應注意外部環境的影響（如風級、風向等），保證漆膜厚度和結構油漆用量；4.2.11.2.5對20、于梁的組裝件及其它散裝的構件應涂紅丹防銹底漆二道，面層刷25um醇酸面漆兩道，保證干漆膜總厚度室外不小于150um，室內不小于125um。5 材料包鋼灌膠加固的主要材料為建筑結構膠、型鋼、鋼板及螺栓。5.1結構膠及錨固膠應禁止采用環氧樹脂類膠粘劑。膠粘劑要求抗嚴寒、防老化和耐酸堿，常溫下無蠕變，有較好的抗震、抗疲勞性能及耐久性；目前使用較多的是YZJ-3包鋼灌注型結構膠。YZJ-3型結構膠由A、B兩種組份組成。A組份為白色粘稠液體，B組份為黑色粘稠液體，兩種組份按A：B=4：1（重量）混合均勻使用。其各項性能指標見表5.1。表5.1序號檢驗項目計量單位檢驗數量檢驗結果（平均值）試驗方法或條件121、抗壓強度MPa570.98GB/T2569-19952抗拉強度MPa535.57GB/T2568-19953抗剪強度MPa522.03壓剪4抗折強度MPa545.10GB/T2570-19955粘結拉剪強度（鋼-鋼）MPa318.10GB7124-866粘結正拉強度（鋼-混凝土）MPa62.58碳纖維規程附錄A7彈性模量GPa34.50GB/T2568-19958泊松比30.38GB/T2568-19959耐久性能小時252000小時強度不降低GB/T14522-9310疲勞萬次3200（不破壞）GBJ17-8811工作環境0C5-407012配合比（重量）A組份：B組份=4：15.2加固用鋼22、板及型鋼一般采用Q235或18Mn鋼為宜，鋼板、連接螺栓及焊縫強度的設計值，應按先行國家標準鋼結構設計規范規定采用。6 機具設備包鋼灌膠加固的機具設備，視現場情況及施工面積和工期要求合理配置。一個班組所需主要機具設備參見表6-1。施工機具表 表6-1序號名稱型號數量1磁座鉆ZBK64017-895臺2空壓機2臺3電錘HITIL2把4手持風機2把5角磨機4把6鉆床1臺7無齒鋸1臺8電焊機1臺9毛刷5把10扳手5把11切割鋸1臺12灌漿設備1套13手動葫蘆3套7 勞動力組織及安全7.1勞動力組織視現場工期及施工面積確定班組數，每班組約20人，工長1人、工程技術員1人、安全員1人、質檢員1人、電工123、人、電焊工1人、專業工人14人。焊接、安裝25工日/噸，灌膠67工日/m2。7.2安全7.2.1配制灌注用的原料應密封貯存，遠離火源，避免陽光直接照射。7.2.2操作員應穿工作服，戴防護口罩、手套和安全帽，施工人員嚴禁在現場吸煙。7.2.3要定期對用電設備進行檢查維修。7.2.4鋼梁吊裝時應注意安全。7.2.5丙酮必須遠離火源操作或放置。8 質量標準8.1工程驗收時必須有鋼板、型鋼、建筑結構膠、螺栓的材質證明、復試報告；螺栓拉拔試驗、扭矩系數及抗滑移系數檢測報告；焊接質量超聲波探傷檢測報告以及灌膠空鼓檢測報告。8.2每一道工序結束后均應按工藝要求及時進行檢查，做好相關的驗收記錄，如出現質量問題24、，應立即返工。8.3關鍵控制點8.3.1工作環境的溫度，由于膠本身的性能要求，雖然膠能夠抗嚴寒，但考慮膠的凝固及質量控制要求，操作時溫度宜在50C700C之間。8.3.2工作環境的相對濕度不大于80%，如果相對濕度過大，膠容易受潮而起鼓泡，從而影響膠的灌注質量。8.6.3基底處理是關鍵工序，基底處理不應只停留在構件的表面處理，尤其對于老結構，更應對其本身檢查是否有空鼓、裂縫現象，以便采取相應措施保證質量。8.6.4灌膠時，一定要避免先灌后焊，因焊接溫度過高，容易引起結構膠老化而失效。8.6.5包鋼用型鋼、鋼板與原構件宜采用內爆脹錨螺栓連接，在孔中灌注結構膠。9 效益分析9.1本工法為加固改造設計及施工提供了新途徑。9.2對一些因改變使用功能從而虛對局部構件進行補強的建筑物，采用包鋼加固取得了良好的社會效應。9.3鋼梁制作安裝費用可按各地區的費用定額進行計算；外包鋼梁（鋼板箍并入鋼梁）灌膠的材料直接費約800元/m2，基底處理費約3m2/工日，12內爆脹錨螺栓2530元/個，16內爆脹錨螺栓3035元/個，20內爆脹錨螺栓5060元/個。9.4采用包鋼灌膠工藝，能夠滿足受力要求，可以節約加固替代的鋼筋混凝土結構，從而創造出社會經濟效益。