探討鋼結構的粘鋼加固技術及其工程應用

陳曉偉

安徽富煌建筑設計研究有限公司 安徽 合肥 230000

引言

如今在我國各行各業的工程建設過程中均廣泛應用了鋼結構，但是受到施工管理、施工技術、材料質量等方面因素的影響，讓很多工程中的鋼結構無法充分發揮其作用，也讓鋼結構的穩定性、耐久性受到了影響。為了更好地利用鋼結構，使其在工程建設中充分發揮出作用，必須合理使用鋼結構粘鋼加固技術，從而提升鋼結構的穩定性，基于此，本文將對鋼結構的粘鋼加固技術原理、優勢及其工程應用進行闡述。

1 鋼結構的粘鋼加固技術概述

應用鋼結構的粘鋼加固技術主要目的是為了提升鋼結構的穩定性，可以實現鋼結構截面的擴大，以此來有效提升整個結構的承載力和穩固程度，粘鋼加固技術的應用形式是使用膠粘材料將鋼板等提升穩定度的材料粘貼在原本的鋼結構上，以此來擴大原本的鋼結構截面，實現對鋼結構穩定性、強度的有效提升，是一種較為理想的鋼結構粘鋼加固技術。粘鋼加固技術與傳統的碳纖維加固、焊接加固技術相比有所不同，具有其獨特的優勢和缺陷。與焊接加固方式不同，粘鋼加固技術可以有效避免高溫焊接對原有構件產生的影響，可以實現冷作業，可以在很多需要避免高溫的結構中應用。在鋼結構上粘鋼板可以大幅增加原本結構的強度，而且可以提升鋼結構承壓力較大區域的承受力，雖然同樣是可以冷作業，但是粘鋼加固技術與碳纖維加固也有所差異[1]，需要根據環境、工程需求、結構等差異選擇最適宜的粘鋼材料。在鋼結構受拉、承壓等受力處需要使用粘鋼加固技術擴大承載面，需要先對鋼結構表面進行清潔，以免影響粘膠效果，隨后需要對其表面進行打磨，增加摩擦力，使粘膠更好的發揮效果，上膠后即可粘貼鋼板。

整體而言，鋼結構粘鋼加固技術原理相對簡單，在適當增加鋼結構截面基礎上，可以最大限度提升鋼結構應力剛度和承載力，是提升構件耐久性的重要手段。和傳統焊接鋼板法相比，粘鋼加固技術的應用可以降低焊接情況的出現，可以在不適宜拆除更換位置或是防高溫鋼結構中加以應用。

2 鋼結構的粘鋼加固技術應用原則

2.1 不停工加固

鋼結構在很多建筑工程中都有廣泛應用，尤其是在一些工廠廠區建設中，而且后續對鋼結構進行粘鋼加固時也勢必會對廠區產生一定影響，甚至會導致廠區受到嚴重損失，因此在進行工程鋼結構加固施工時，必須遵循加固施工但不停工、不停產的原則，以免導致廠區遭受經濟損失。是否要對建筑鋼結構進行加固需要根據結構的應力變化進行判斷，當鋼結構應力強度大幅下降時，就會出現鋼結構變形[2]，此時就要對其進行加固處理。在制定鋼結構加固施工方案時，需要對施工便利性、鋼結構質量檢測便利性進行充分考慮，盡量保障鋼結構加固組件遠離施工現場，確保組件質量符合需求，若遇到特殊的施工情況則可以采取焊接的方式予以加固。

2.2 鋼結構加固措施

鋼結構主要的粘鋼加固方式分為以下幾種，首先可以對結構截面進行加強，主要操作是先對鋼結構受壓力較大的區域進行加強處理，以此來保障整個鋼結構受力均衡性；其次可以根據計算簡圖，實現對鋼結構整體荷載的調整，通過對鋼結構內部應力分布狀況的調整，進行合理的結構支座設計和優化，以免因為應力影響導致結構穩定性受到破壞[3]；最后，可以使用預應力拉索法來強化鋼結構的薄弱部分，以此來保障結構的穩定性和強度。

3 鋼結構的粘鋼加固技術優勢

3.1 鋼結構的粘鋼加固技術靈活性較強

使用粘鋼加固技術的適用性和靈活性都比較顯著，可以對鋼結構不穩定、不堅固的問題加以解決，對于鋼結構的粘鋼加固施工方案設計可以有很多可能性，可以通過粘結方式提升鋼結構、型鋼的穩定性。鋼結構的粘鋼加固工藝屬于操作相對簡便的技術，既可以保障建筑結構的美觀度，也可以有效發揮出提升鋼結構穩固度的作用。由于鋼結構的粘鋼加固技術不會受到周邊環境的嚴重影響，而且這種技術的操作流程也比較簡便[4]，相對于一般的鋼結構加固技術效果更為理想，而且只需要在鋼結構重點承壓部位進行粘鋼加固即可，有效提升了加固效率。

3.2 鋼結構的粘鋼加固技術加固效果良好

從以往我國開展的工程建設情況來看，我國采取的很多加固方法都存在各種各樣的缺陷，與傳統的加固技術相比，鋼結構的粘鋼加固技術的加固效果跟我給良好，可以有效提升鋼結構的堅固度，使其更加穩定，也能讓鋼結構的整體強度更加符合工程建設需求。在建設鋼結構工程時，其中很多部分都很容易受到外部環境的影響，再加上材料質量、施工技術等諸多問題，會導致施工進度受到一定的影響，但是隨著鋼結構粘鋼加固技術的應用，不僅極大程度的保障了鋼結構的穩定性[5]，也能保障施工工期不被拖延，主要原因就是這種加固技術不會受到外部環境的影響。

3.3 鋼結構的粘鋼加固施工完整度高且速度快

鋼結構的粘鋼加固技術受其優勢影響，使其在很多建筑工程鋼結構建設過程中得到了廣泛應用。應用粘鋼加固技術可以更好地滿足工程建設需求，保障鋼結構的完整度和穩定性，也具有施工速度快這一優勢，從根本上保障了工期。

4 鋼結構的粘鋼加固技術工程應用

4.1 鋼結構的粘貼鋼板加固

鋼板是最為常用的鋼結構粘鋼加固材料，主要方法是將鋼板粘貼在鋼結構表面，使得鋼結構與鋼板融合成為一個整體，進一步提升整個鋼結構的承壓力，這一施工過程屬于冷作業，不需要使用到明火，因此可以小范圍作業且不會對周邊產生較大影響。經過對粘鋼加固技術的建模、數據分析可以發現，所使用的粘鋼技術與鋼管柱的承受力有直接關聯，在進行粘鋼加固時必須考慮到不同鋼結構區域額度受力差異，也要充分考慮到層間斷裂等問題發生的可能性[6]，以此來進一步保障鋼結構的穩定性。

4.2 鋼結構表面的妥善處理

在進行鋼結構粘鋼加固施工之前，必須對鋼結構表面進行妥善處理，可以使用一些較硬的毛刷對鋼結構表面進行清潔，以免其上存在大量雜質，影響鋼結構粘鋼加固效果，同時，還需要對鋼板與鋼結構之間的黏合部位進行打磨，打磨掉2mm左右后清理掉其上存在的粉塵顆粒，即可進行后續的加固施工。若經過一系列處理后，

4.3 對鋼板黏合面的妥善處理

若鋼板表面不夠平整就也需要進行處理，可以使用平砂輪進行打磨，鋼板表面打磨平整后即可進行粘貼，若鋼板表面存在銹蝕問題，則可以使用鹽酸等化學物質進行浸泡處理，處理掉其表面的銹蝕層后還需要進行清洗，使用石灰水中和其表面的酸性物質，經過細細打磨后即可進行后續粘貼。

4.4 鋼結構與鋼板之間的配膠施工

在進行鋼結構與鋼板之間的配膠施工之前，需要徹底卸除鋼板上存在的應力，鋼板產生滯后反應之后才可以卸除其上的構件，配膠過程中也要對粘膠成分進行明確，通常需要進行兩組配膠的制備，在施工之前對配膠質量進行檢查合格后才能用于施工中。為了保障配膠質量，必須使用規范的容器并進行規范化的操作，避免因為容器中存在雜質等影響配膠效果[7]。

4.5 鋼結構與鋼板之間的固定、加壓

配置好粘膠后，需要使用抹刀將粘膠涂抹在鋼板表面，需要均勻涂抹并控制涂抹厚度，一般情況下涂抹厚度不能低于1mm，需要使鋼板中間部分的粘膠稍厚，涂抹完成后即可將鋼板直接粘貼在固定位置，若是進行鋼板的立面粘貼，則必須進一步控制流滿問題，對此可以使用玻璃絲布來緩解。粘貼好鋼板后，需要均勻的敲打鋼板，以此來確保鋼板牢牢地固定在鋼結構表面，若敲打鋼板表面聽到空洞的回聲，則表示鋼板與鋼結構之間存在空隙，必須將其卸下并重新粘貼。完成鋼板的粘貼后，還需要使用水桿頂撐住鋼板，或者使用夾具將鋼板與鋼結構加緊，以此來使二者粘貼的更好。

4.6 鋼結構與鋼板的固化膠結

鋼板粘貼好后需要使用支撐桿或者夾具將鋼板與鋼結構貼緊，通常在常溫環境下粘貼24h左右即可，并在粘貼三天之后持續對其施加壓力，若外部環境溫度大幅下降，則必須使用人工加溫的方式予以加熱，在紅外線加熱法的幫助下保證鋼板粘膠固化溫度符合要求。且固化過程中還要避免對鋼板的移動，切實實現對黏鋼結構可靠性的提升。

4.7 橋面板疲勞裂縫加固施工

荷蘭著名的跨哈特卡納爾高速公路于上世紀中后期修建完成，當時設計使用年限為四十年。隨著橋面整體運行時間越來越長，橋面板大面積出現了裂縫問題。為對橋面板裂縫進行有效修補，施工人員采取了真空注膠的方案。意在對原有鋼板結構進行加固處理，當完成鋼板表面徹底清理后，并采取加熱措施，使溫度高于50℃，然后及時進行注膠施工。在完成這項工作后，還需要及時進行裂縫修補，只有這樣才能保證鋼板黏結的有效性和密實性。

4.8 輕鋼結構加固施工

對輕鋼結構研究后發現，由于這類結構需要承載較大荷載，在長期承載作用力的情況下，鋼架結構很可能發生嚴重變形問題，這都不利于保證鋼架結構的承載力和耐久性。而且在使用過程中經常因為使用要求修改而進行改造，若增加較大荷載，就會很容易出現局部桿件應力超過材料承載力的情況。還有部分企業為了提升建筑整體美觀性，將原有鋼結構中的主要受力構件進行拆除的情況。此時原結構主體就需進行加固。因很多輕鋼結構為廠房建筑，在其內部存在大量設備，很多設備仍然保持生產狀態，為確保設備整體運行穩定性，可采用粘鋼加固方法進行加固。在該方法的應用后，廠房類輕鋼結構的強度將顯著提升，可保證鋼結構整體承載力可滿足使用要求，同時廠房中的設備不會受到施工影響而停產，是保證設備正常運行的重要手段。

5 結束語

總而言之，本文簡要闡述了鋼結構的粘鋼加固技術應用原則，并對該技術的優勢進行了探討，同時細致闡述了如何加強鋼結構粘鋼加固技術的應用，一起可以為我國建筑工程行業的發展做出一定貢獻。