梯型钢梁加固施工方案

梯型钢梁加固施工方案一、工程概况1.1项目背景本工程为既有建筑结构加固项目，原结构为钢筋混凝土框架体系，建于2005年，地上6层，地下1层，建筑高度22.8m，总建筑面积约15600㎡。根据结构安全性检测报告，3-6层部分主梁存在承载力不足问题，需采用梯型钢梁外包钢加固技术进行加固处理，设计使用年限50年，抗震设防烈度7度。1.2加固范围本次加固涉及3-6层共计28根主梁，其中3层8根、4层7根、5层7根、6层6根，梁跨度主要为6.3m、7.2m、8.4m三种类型。原梁截面尺寸为300×600mm、300×650mm、300×700mm，混凝土强度等级C30，钢筋配置为HRB400级。1.3加固设计参数项目参数指标梯型钢梁规格20mm厚Q345B级U型钢板锚固螺栓M12×120mm化学锚栓，间距300mm灌注胶改性环氧树脂A级胶钢板焊接E50系列焊条，角焊缝高度8mm防火涂层超薄型防火涂料，耐火极限2.0h1.4施工重难点结构卸荷控制：需在不影响建筑正常使用的前提下完成加固区域荷载转移高空作业安全：3-6层作业面需搭设满堂脚手架，最大搭设高度18.6m界面处理质量：混凝土与钢板结合面处理直接影响加固效果焊接变形控制：梯型钢梁焊接过程中需采取反变形措施进度协调：需配合原建筑正常运营，分区分段组织施工二、施工准备2.1技术准备图纸会审：组织技术人员熟悉设计图纸，重点复核梯型钢梁尺寸、螺栓排布、节点构造等关键信息，形成图纸会审记录。深化设计：根据现场实测数据，完成梯型钢梁加工详图、节点构造大样图、胶孔布置图等深化设计文件，经原设计单位确认后实施。技术交底：编制专项施工技术交底文件，内容包括工艺流程、操作要点、质量标准、安全注意事项等，对施工班组进行三级交底。样板施工：选取3层2轴主梁作为样板区，完成从表面处理到灌胶固化的全流程工艺试验，确定最佳施工参数。2.2材料准备钢材：采用Q345B级钢板，厚度20mm，进场时需提供材质证明书，并按规定进行力学性能复试，屈服强度≥345MPa，抗拉强度≥470MPa，伸长率≥20%。胶粘剂：灌注胶和植筋胶均采用A级改性环氧树脂胶，其性能需满足：抗压强度≥60MPa，抗拉强度≥30MPa，弹性模量≥3.5GPa，粘结强度≥3.0MPa（混凝土内聚破坏）。焊接材料：选用E5015焊条，直径3.2mm、4.0mm两种规格，使用前经350℃烘干1小时，存入80-100℃保温筒内备用。辅材：包括丙酮（用于表面清洁）、砂轮片（100目用于钢板打磨）、灌浆嘴（铜制，直径10mm）、密封胶（快干型环氧胶泥）等。2.3机具准备设备名称型号规格数量用途角磨机Φ125mm8台钢板及混凝土表面打磨电焊机ZX7-4004台钢板焊接空压机0.8MPa/3m³2台表面除尘及压力检测灌浆泵GP-101型2台结构胶灌注超声波检测仪CTS-23A1台焊缝质量检测扭矩扳手0-300N·m2把螺栓紧固水准仪DS31台变形监测2.4现场准备脚手架搭设：采用Φ48×3.5mm钢管搭设满堂脚手架，立杆间距800×800mm，横杆步距1500mm，设置连续剪刀撑，脚手板采用50mm厚木脚手板，铺设严密。荷载转移：在加固梁两端设置临时支撑，采用200×200mm方木+可调顶托组合体系，支撑间距1500mm，预加应力控制在10-15kN。作业面清理：清除加固区域障碍物，设置安全警示标志，划分材料堆放区、加工区、工具存放区，各区设置明显标识。临时水电：从楼层配电箱引出专用线路，配置250A配电箱2个，设置应急照明系统，保证每个作业面照明度≥50lux。三、施工工艺3.1工艺流程测量放线→结构卸荷→混凝土表面处理→梯型钢梁加工→钢板表面处理→螺栓钻孔植筋→梯型钢梁安装→焊接固定→密封及灌浆嘴安装→压力灌胶→固化养护→质量检测→防火涂装→脚手架拆除3.2操作要点3.2.1测量放线采用全站仪复核原梁轴线位置，偏差控制在±5mm以内弹出梯型钢梁安装控制线，包括梁边线、螺栓孔位置线用水准仪测量梁顶标高，确定卸荷后的沉降观测基准点3.2.2结构卸荷在梁两端1/3跨度处设置临时支撑，支撑点下垫20mm厚钢板分散压力采用分级加载方式进行卸荷，每级加载量不超过设计荷载的20%安装百分表监测梁体挠度变化，控制卸荷过程中最大挠度不超过L/4000（L为梁跨度）3.2.3混凝土表面处理用角磨机配金刚石磨片打磨混凝土表面，去除浮浆、疏松层及碳化层，露出新鲜混凝土面棱角部位打磨成圆弧状，半径≥20mm，确保钢板与混凝土面密贴用压缩空气（0.4MPa压力）清除表面粉尘，再用丙酮擦拭干净，处理后3小时内完成钢板安装3.2.4梯型钢梁加工根据深化设计图纸，采用数控切割机下料，切割精度控制：长度±2mm，角度±0.5°钢板边缘采用刨边机加工，坡口角度45°±2°在钢板上钻设灌浆孔和排气孔，孔径10mm，灌浆孔间距500mm，排气孔设置在梁端及最高点加工完成的梯型钢梁进行编号，分类堆放，堆放时支点间距≤1.5m，防止变形3.2.5钢板表面处理用角磨机配钢丝轮对钢板表面进行除锈处理，除锈等级达到Sa2.5级沿钢板受力方向垂直打磨，形成粗糙度为50-80μm的均匀纹理打磨完成后立即用丙酮清洗，去除油污和金属粉末，处理后的钢板需在4小时内安装3.2.6螺栓钻孔植筋按放线位置钻孔，孔径14mm（比螺栓直径大2mm），孔深100mm，垂直度偏差≤1°钻孔完成后用专用清孔器清除孔内粉尘，反复清孔3次以上按配比调制植筋胶，采用专用注射枪从孔底向上缓慢注胶，注胶量为孔深的2/3旋转插入化学锚栓，固化时间≥24小时（25℃环境），固化期间禁止扰动3.2.7梯型钢梁安装采用人工配合倒链吊装梯型钢梁，吊装点设置在梁端1/4跨度处调整钢板位置，使钢板边缘与控制线对齐，偏差≤2mm初拧锚固螺栓，扭矩控制在设计值的50%，检查钢板与混凝土间隙，最大间隙≤3mm对局部间隙过大部位，采用环氧胶泥填塞，确保间隙均匀3.2.8焊接固定焊接顺序：先焊两端锚固点，再焊中间节点，最后焊接连续焊缝采用分段退焊法，每段长度200-300mm，焊接电流180-220A，电压24-28V，焊接速度150-200mm/min角焊缝高度8mm，焊脚尺寸均匀，焊波连续，无咬边、气孔、夹渣等缺陷焊接完成后立即用小锤敲击焊缝，消除焊接应力，并用角磨机打磨焊缝表面3.2.9密封及灌浆嘴安装用环氧胶泥密封钢板边缘，密封胶宽度10-15mm，厚度5-8mm，确保无气泡、空洞按设计位置粘贴灌浆嘴，灌浆嘴与钢板采用M5螺栓固定，确保连接牢固密封完成后进行气密性试验，通入0.2MPa压缩空气，用肥皂水检查密封效果，无气泡产生为合格3.2.10压力灌胶按产品说明书配比调制灌注胶，A组分:B组分=3:1（重量比），采用电动搅拌器搅拌5分钟，搅拌速度200-300r/min将胶液倒入灌浆泵，从最低处灌浆嘴开始灌注，压力控制在0.15-0.2MPa当相邻灌浆嘴流出连续胶液时，关闭当前灌浆嘴，移至下一嘴继续灌注所有灌浆嘴灌注完成后，保持0.1MPa压力稳压10分钟，确保胶液充分填充3.2.11固化养护灌注完成后24小时内环境温度保持在15℃以上，低于15℃时采取加热保温措施养护期间禁止对钢梁施加任何荷载，避免振动和冲击常温（25℃）下养护72小时，低温（5-15℃）下养护时间延长至120小时养护期满后，拆除灌浆嘴，用环氧胶泥修补孔洞3.3防火涂装施工加固完成后对梯型钢梁表面进行喷砂处理，去除氧化皮和油污涂刷环氧底漆一道，干膜厚度≥60μm，间隔4小时后涂覆防火涂料防火涂料采用喷涂施工，分3-4道完成，每道厚度≤0.5mm，总厚度≥1.5mm涂层干燥后进行附着力测试，附着力≥0.5MPa，采用划格法检验四、质量检查4.1原材料检验钢材、胶粘剂、焊条等主要材料进场时必须具有出厂合格证和性能检测报告每批钢板抽样3组进行力学性能试验，每组3个试样胶粘剂按每100kg为一批，抽样进行粘结强度、抗压强度等性能测试防火涂料按每500㎡为一批，抽样进行耐燃时间、粘结强度检测4.2工序检验表面处理：采用附着力测试仪检测混凝土表面处理质量，拉拔强度≥2.5MPa螺栓锚固：每500套螺栓抽样1组进行现场拉拔试验，承载力≥15kN焊接质量：采用超声波探伤检测焊缝内部质量，Ⅰ级焊缝合格率100%灌胶饱满度：采用敲击法检查，空鼓面积≤5%，单个空鼓面积≤100cm²涂层厚度：用涂层测厚仪检测，85%测点厚度达到设计值，最小厚度不低于设计值的85%4.3验收标准项目允许偏差检查方法钢板安装位置±3mm钢尺测量螺栓间距±5mm钢尺测量焊缝高度+2mm,0焊缝规灌胶饱满度空鼓面积≤5%敲击法+超声波检测防火涂层厚度-15%设计值测厚仪4.4检测报告原材料进场检验报告工序质量检验记录焊缝无损检测报告胶粘剂力学性能检测报告整体承载力试验报告（抽样10%加固梁）五、安全措施5.1脚手架安全脚手架搭设前编制专项方案，经专家论证后实施立杆基础采用C20混凝土硬化，厚度100mm，设置排水沟脚手架与原结构刚性连接，水平间距3m，竖向间距2m作业层满铺脚手板，设置1.2m高防护栏杆和18cm高挡脚板脚手架搭设完成后进行荷载试验，加载量1.5kN/㎡，持荷1小时无变形5.2高空作业防护作业人员必须佩戴安全帽、安全带，安全带高挂低用高度超过2m的作业面设置安全网，网目密度≥2000目/100cm²交叉作业设置隔离层，采用50mm厚木板铺设，铺设宽度≥2m遇有6级以上大风、雨雪、大雾等恶劣天气，停止高空作业5.3焊接作业安全焊接作业点设置灭火器，每个作业面不少于2具4kg干粉灭火器焊接区域下方设置接火斗，防止火花坠落引发火灾操作人员佩戴焊接面罩、绝缘手套、防护鞋等防护用品电焊机接地电阻≤4Ω，电缆绝缘电阻≥1MΩ5.4化学品安全胶粘剂、丙酮等化学品存放在专用库房，远离火源，设置通风设施配置化学品泄漏应急处理包，包括吸附棉、中和剂、防护手套等操作人员佩戴防毒口罩，在通风不良环境下设置轴流风机强制通风废弃化学品及容器按危险废物管理规定集中处理5.5应急管理编制高处坠落、火灾、中毒等专项应急预案，每季度组织一次演练现场设置应急救援物资储备点，包括急救箱、担架、应急照明等作业人员进行岗前急救培训，掌握止血、包扎、固定等基本技能建立应急联络机制，明确项目负责人、安全员、急救中心联系方式六、施工进度计划6.1总体进度总工期60天，具体安排：准备阶段：7天（第1-7天）3层施工：10天（第8-17天）4层施工：10天（第15-24天）5层施工：10天（第22-31天）6层施工：10天（第29-38天）检测验收：13天（第39-60天）6.2进度保证措施资源保障：投入2个施工班组平行作业，每组配置15名工人，确保劳动力充足材料供应：钢材、胶粘剂等主要材料提前10天进场，建立材料储备库设备维护：施工机械设备实行专人负责制，每日检查，确保完好率≥95%进度监控：采用Project软件进行进度管理，每周召开进度协调会，滞后工序及时采取赶工措施夜间施工：关键工序可安排夜间施工，配备足够照明设施，减少对白天正常运营的影响七、环境保护措施7.1噪声控制高噪声设备（切割机、角磨机）设置隔音棚，噪声排放≤70dB（昼间）、55dB（夜间）合理安排施工时间，避免在居民休息时段（12:00-14:00、22:00-6:00）进行高噪声作业作业人员佩戴耳塞，噪声暴露时间≤8小时/天7.2粉尘控制切割、打磨作业设置除尘装置，粉尘排放浓度≤8mg/m³材料堆放区设置围挡，易扬尘材料覆盖防尘网施工现场道路每日洒水3次，保持路面湿润7.3废弃物处理建筑垃圾分类存放，金属废料回收率≥90%废弃胶粘剂容器、油漆桶等危险废物交由有资质单位处理生活垃圾日产日清，由环卫部门定期清运7.4水土保持施工现场设置沉淀池，施工废水经三级沉淀后排放油料库房设置防渗池，防止油料泄漏污染土壤雨季施工时设置排水沟和集水井，防止雨水冲刷地表八、验收标准与流程8.1分项工程验收隐蔽工程验收：包括表面处理、螺栓植筋、焊接等工序，验收合格后方可进入下道工序分项工程验收：每个楼层加固完成后进行分项验收，内容包括外观质量、尺寸偏差、胶层饱满度等检测报告审查：核查原材料检验、无损检测、承载力试验等报告的完整性和有效性8.