三、施工工艺
3.1工艺流程:
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3.2操作方法:
3.2.1 放线定位、基层处理。
按图纸现场放线定位,确定加固范围。清除混凝土结构原有抹灰等修装面层。应处理至裸露原结构结实面,基层处理的边缘应比设计抹灰尺寸外扩50mm,对松散、剥落等缺陷较大的部位剔除后应涂界面剂后用聚合物砂浆进行修补,表面刮毛,经修补后的基面必须适时进行喷水保养,养护时间不得少于24小时。对有剥裸、锈蚀的钢筋进行除锈、防腐处理。梁柱边角与与钢丝绳接触面应倒钝,防止在张拉时损坏钢丝绳。对原结构待加固面进行凿毛处理,并清洗表面加以湿润,保持面层潮湿但无明水状态,以减少聚合物砂浆在固化时的水分流失,有利于聚合物砂浆的充分固化,使之达到设计强度值。水质应达到砂浆的用水要求。(除上述要求外尚应满足设计要求)
图3.2.2-1凿毛
3.2.2钢丝绳网片安装
(1).钢丝绳网片下料:应按照设计文件的说明和加固的具体部位尺寸进行钢丝绳网片下料。下料尺寸应考虑钢丝绳绷紧时的施工余量(图5.2.2-1)。钢丝绳裁剪时不得使断口处钢丝散开。
图3.2.2-2 钢丝绳网片张拉示意图
1固定端锚板(或采用角钢)2铝合金接头3钢绞线网片4铝合金压环5专用拉杆
6拉杆螺母7张拉端锚板8待加固砼体9锚板固定螺栓10绳卡(呈梅花形布置)
(2)、安装钢丝绳网片张拉端拉环:
在钢丝绳网片主筋端部用铝合金接头穿成环状,用专用液压钳压制,保证夹裹力一致,安装牢固。钢丝绳端部应从铝合金接头包裹处露出少许,以不影响网片安装为宜。(图3.2.2-2)
钢丝绳铝合金压制接头遵照GB6946-93标准
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图3.2.2-3
(3)、安装钢丝绳网片固定端:
将钢丝绳网片主筋(受力方向)另一端头穿过锚板通孔(φ8.5mm)套上铝合金接头,用专用液压钳压制而成为固定端头。
图3.2.2.-4
(4)、钢丝绳网片一端固定:
确认钢丝绳网片布置的纵横方向及正反向,平行于主受力方向的钢丝绳在加固面外侧,垂直于主受力方向,钢丝绳在加固面内侧。将装好固定端网片的锚板固定于加固面的一端。
图3.2.2-5
(5)、钢丝绳网片的张拉、固定:
通过张拉器前端卡在张拉端锚板,通过扳手转动齿轮,使滑枕在齿条上水平移动,牵动滑枕上张拉端钢丝绳环套,实施对钢丝绳网片张拉。
图3.2.2-6
(6)、初始张拉值和实际张拉值的确定
1). 初始张拉值及初始张拉应力(σ0 )的确定
钢丝绳张拉初始值应采用该钢丝绳的弹性起点值,弹性起点值为最小破断力F0x10%(KN)),依据GB/T24191-2009。
初始张拉应力为初始张拉值除以该钢丝绳的截面积
2)张拉程序
采用张拉器进行钢丝绳张拉,张拉器张拉时由装在张拉器端的压力传感器显示张拉的数值(单位KN),与此同时扭矩扳手显示扭矩值,该扭矩值即为实施钢丝绳张拉数值的依据。
钢丝绳网片张拉装置其特征表述如下:
① 张拉器张拉机理是:张拉器前端头卡在锚板上,通过扭矩扳手转动齿轮,使滑枕在齿条上水平移动,牵动滑枕上张拉端钢丝绳环套,实施对钢丝绳网片张拉。
② 张拉数值的测定:是由装在张拉器端头的压力传感器(数显、单位、KN)测定。当张拉至设计要求数值时,与此同时扭矩扳手显示扭矩值(单位N.M)。
③ 工人具体操作时,只需用扭矩扳手达到相应扭矩值时即可满足(等量代换)。
④ 其特点:操作简单、方便、直观、准确。
⑤ 两块锚板分别固定于梁或板的两端。
⑥ 钢丝绳网片一端由铝合金接头固定在锚板上,称为固定端。由拉杆、螺母、铝合金接头及钢丝绳环套组成的另一端,称之为张拉端。
⑦ 通过张拉器对钢丝绳网片实施张拉,达到张拉设计值。于此同时用另一扭矩扳手将拉杆螺母锁定在张拉端锚板上。从而完成钢丝绳张拉力值全程封闭。
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1.压力传感器 2.扭力扳手(数显Nm) 3.齿条 4.滑枕 5.齿轮 6.钢丝绳网片张拉端 7.拉杆 8.螺母 9.锚板 10扭力扳手(数显Nm)
钢丝绳网片张拉示意图:
1固定端锚板(或采用角钢)2铝合金接头3钢绞线网片4铝合金压环5专用拉杆
6拉杆螺母7张拉端锚板8待加固砼体9锚板固定螺栓10绳卡(呈梅花形布置)
3)实际张拉值的确定
由于钢丝绳网片十字节点、张拉端、锚固端及钢丝绳本身的松弛度等因素会造成一定的张拉力损失,应对张拉值进行修正。
○1锚板处张拉应力损失值的测定:
用同类型,同规格的单根钢丝绳分别在试验机和锚板上进行张拉,在线弹性范围内测定发生相同应变时,测定各自所产生的张拉应力,二者进行比较,可得出锚板处的张拉应力损失值σ12 。
○2节点处张拉应力损失值的测定
节点处张拉应力损失值的大小与节点的数量、钢丝绳的长度等因素有关,现制作一组钢丝绳网片试件,一端固定,一端张拉,产生与○1相同应变时,测定张拉端的张拉应力值,与○1中在锚板上测的张拉应力值进行比较,可得单根节点处张拉应力损失值,待整个钢丝绳网片全部张拉完毕后,算出平均值 ,即节点处张拉应力损失值σ14 。
○3 松弛引起的预应力损失值( ),钢丝绳松弛性能很大,因此必须对其进行测定或计算,尤其是对于大跨度的桥梁影响较大,我们建议在没有做大量实验验证时可参考下式估算:
(1)
式中: ——预应力高强钢丝绳的抗拉强度标准值。
即: 预应力高强钢丝绳的应力损失值( )
(2)
经上述大量实验和实践中可得出以下结论:
在初始张拉应力值的前提下,再增加抗拉强度设计值的15%-20%,足可满足设计张拉应力的要求。张拉应力值乘以该钢丝绳的截面积即为实际张拉值。
4).正式张拉施工
按修正后的张拉数值实施钢丝绳的张拉。
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图3.2.2-7
(7)、钢丝绳网片调整定位:调整安装过程中扯动的钢丝绳网连接点,保持钢丝绳网片间距均匀,纵横向钢丝绳垂直。在钢丝绳网片的纵横交叉的空格处钻孔用专用固定绳卡固定网片。固定绳卡间距按设计文件要求确定,呈梅花形布置。图3.2.2-7
图3.2.2-8 梅花型固定绳卡梅花型布置示意图
(8)、钢绞线网片需要搭接时,沿主筋方向的搭接长度应符合设计要求,如设计未注明,其搭接长度不应小于600mm,且不应位于受力最大位置。
3.2.3 基层清理养护
用高压气泵将构件加固面上因作业带来的浮尘、浮渣,尤其胀栓周围清理干净。在喷涂界面剂之前,应提前6小时对被加固构件表面进行喷水养护保持湿润,并晾至构件表面潮湿且无明水。
3.2.4 界面剂施工
(1)、界面剂配制:界面剂乳液应采用液状产品,按产品使用说明将界面剂乳液与粉料按规定配比在搅拌桶中配制,用电动搅拌器搅拌均匀。
(2)、界面剂喷涂:基层养护完成后即可涂刷或喷涂界面剂。界面剂施工应按聚合物砂浆抹灰施工段进行,界面剂应随用随搅拌,分布应均匀,尤其是被钢绞线网片遮挡的基层。
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3.2.5 聚合物砂浆施工
(1)聚合物砂浆配制:
按照产品说明要求配比进行砂浆的配制。用小型砂浆搅拌机进行搅拌,搅拌约3~5分钟至均匀,然后倒入灰桶进行抹灰。当采用人工抹灰工艺时,一次搅拌的聚合物砂浆不宜过多,要根据施工进度进行制备,以免制备的砂浆存放时间过长,砂浆存放时间不得超过30分钟。
图3.2.2.-9
(2)、采用喷涂设备,第一层聚合物砂浆的喷涂:
在界面剂凝固前喷涂第一层聚合物砂浆。调节手轮,使泵送压力达到10~15bar(压强单位 1巴(bar)=100,000帕(Pa)=10牛顿/平方厘米=0.1MPa),空压机400~500L/min,打开喷枪口的压缩空气开关,将料均匀喷涂在被加固表面及钢丝绳网片之间。喷涂厚度应基本覆盖上网片(约一公分厚度左右),完成一次喷涂。
图3.2.2.-8 第一层聚合物砂浆喷涂
(3)、后续聚合物砂浆的喷涂:
后续喷涂应在前次聚合物砂浆初凝后进行。后续喷涂厚度控制在10~15mm。达到设计要求厚度,表面用铁抹子抹平、压实、压光。
图3.2.2.-9 后续聚合物砂浆的喷涂及喷涂完抹平、压光
(4)、聚合物砂浆抹灰范围
应比设计抹灰范围边缘外扩尺寸不小于15mm。
(5)、钢丝绳网片保护层厚度
钢丝绳网片保护层厚度不应小于15mm。
3.2.6 养护
常温下,聚合物砂浆施工完毕6小时内,应采取可靠保湿养护措施,养护时间不少于7天,并应满足产品使用说明规定的时间。
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图3.2.2.-10 覆膜养护,喷水保持砂浆表面湿润
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3.2.7检验、验收
l 主控项目:
1、加固材料应一次性进场,施工单位应会同监理单位对其品种 型结果必须符合现行号 、规格、包装、 中文标志、 出厂日期 、出厂检验合格报告等进行检查,是否符合设计要求,同时应对材料的性能强度进行见证取样复验。其检查和复验结果必须符合现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》 GB50367的规定
1)聚合物砂浆:
按进场批号,每批号见证取样3件,每件每组分称取500克并按同组分予以混合后送独立检测机构对其劈裂抗拉强度、 抗折强度及聚合物砂浆与钢粘接的拉伸抗剪强度进行复验。
2)界面胶(剂)
按进场批次,每批见证取样3件,从每件中取出一定数量界面胶(剂)经混合均匀后,为下列每项制作5个试件进行复验。
○1与混凝土的正拉粘结强度及其破坏形式
○2剪切粘接强度及其破坏形式
○3耐湿热老化性能现场快速复验
3)钢丝绳、钢丝绳网片
按进场批次,每批见证取样3组,每组 1.5 米、 3 根 送到具有一定资质的检测机构对其整绳破断拉力、弹性模量和伸长率进行复验。
2、聚合物砂浆的强度等级必须符合设计要求。
取样数量:每检验批至少留一组标养试块,同条件试块根据实际情况确定,每组六块,规格为70mmX70mmX70mm标准试块.。
承重结构加固用聚合物砂浆基本性能指标
检验项目
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砂浆等级 劈裂抗拉
强度
(MPa) 正拉粘接
强度
(MPa) 抗折强度
(MPa) 抗压强度
(MPa) 钢套筒粘接抗剪强度标准值(MPa)
Ⅰ级 ≥7.0 ≥2.5,且为混凝土内聚破坏 ≥12 ≥55 ≥12
Ⅱ级 ≥5.5 ≥10 ≥45 ≥9
3、界面胶(剂)在原构件的混凝土或砌体表面喷涂的结构界面胶(剂),宜采用与聚合物砂浆配套供应的结构界面胶(剂);其性能和质量应符合规范和设计的规定,否则该产品不能再结构加固工程中使用。
现场检验加固材料与混凝土正拉粘接强度的合格指标
检验项目
原构件实测混凝土
强度等级 检验合格指标 检验方法
正拉粘接强度及其破坏形式 C15 ~ C20 且为混凝土内聚破坏 ≥1.5 MPa 附录U
≥C45 ≥2.5MPa
4、钢丝绳网片受力筋的安装方向、部位必须符合设计要求,固定牢固,表面平整顺直,张拉预应力应达到设计要求,设计无要求时应满足最小破断拉力的10%。
检查数量:全数检查
检查方法:观察和扭力扳手测定
5、聚合物砂浆的拌制的配合比必须与产品说明相符合
检查数量:每工作班检查一次
检查方法:检查施工记录和计量器具
6、加固构件基层处理凿毛后应将表面尘土、污垢、油脂及脱落物清理干净,并喷水清洗湿润养护,但无明水,养护条件符合规范要求。
检查数量:全数检查
检查方法:现场检查,查施工记录
7、喷抹聚合砂浆时,可用喷射法,也可以采用人工涂抹法,但应用力擀压密实。喷抹时应分为分层进行。仰面喷抹时,每道厚度以不大于6mm为宜,后一道配备莫应在前一道初期硬化时进行,初期硬化时间应按产品使用说明书确定。
检查数量:全数检查
检查方法:现场检查,查技术交底及施工记录
8、聚合物砂浆抹灰层与基层、各聚合物砂浆层之间必须粘接牢固,粘接有效面积不应小于该构件总粘接面面积的95%,聚合物砂浆层应无脱层,空鼓,面层无爆灰和裂缝。
检查数量:全数检查
检查方法:,观察,轻击
9、聚合物砂浆面层的保护层厚度检查,宜采用钢筋探测仪测定,且仅允许有8mm的正偏差
10、聚合物砂浆面层的外观质量不应有严重缺陷及影响结构性能和使用功能的尺寸偏差。严重缺陷的检查与评定应按下表进行,尺寸偏差的检查与评定应按设计单位在施工图上对重要尺寸允许偏差所作的规定进行。
名称
现象 严重缺陷 一般缺陷
露绳(或露筋) 钢丝绳网片(或钢筋网)未被砂浆包裹而外露 受力钢丝绳(或受力钢筋)外露 按构造要求设置的钢丝绳(或钢筋)有少量外露
疏松 砂浆局部不密实 构件主要受力部位有疏松 其他部位有少量疏松
夹杂异物 砂浆中夹杂有异物 构件主要受力部位夹有异物 其他部位夹有少量异物
孔洞 砂浆中存在深度和长度均超过砂浆保护层厚度的孔洞 构件主要受力部位有孔洞 其他部位有少量孔洞
硬化(或固化)不良 水泥或聚合物失效,致使面层不硬化(或不固化) 任何部位不硬化(或不固化) 不属一般缺陷
裂缝 缝隙从砂浆表面延伸至内部 构件主要受力部位有影响结构性能或使用功能的裂缝 仅有表面细裂纹
连接部位缺陷 构件端部连接处砂浆层分离或锚固件与砂浆层之间松动,脱落 连接部位有影响结构传力性能的缺陷 连接部位有轻微影响或不影响传力性能的缺陷
表观缺陷 表面不平整,掉棱缺角,翘曲不齐,麻面,掉皮 有影响使用功能的缺陷 仅有影响观感的缺陷
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l 一般项目
1、钢丝绳网片无破坏、无散束,卡扣无开口、脱落,主筋和构造筋间距均匀,表面无油脂、油漆等污物,网片规格符合设计要求。
2、钢丝绳网片的安装位置的容许偏差和检验方法见下表
项 目 容许偏差 mm 检验方法
固定栓钉间距 ±5 钢尺检查
钢丝绳网片受力线的间距 ±5 钢尺检查
钢丝绳网片搭接尺寸 -5 钢尺检查
锚板的位置 5 钢尺检查
3聚合物砂浆和界面胶(剂)配置时必须搅拌均匀,不得出现结块、分层、离析等现象,不得存有杂物。
4聚合物砂浆施工的容许偏差和检验方法见下表
项 目 容许偏差 mm 检验方法
抹聚合物砂浆厚度mm ﹣2 跟班抽检
砂浆面层立面垂直度mm 4 用2米垂直检测尺检查
砂浆面层表面平整度mm 4 用靠尺和塞尺检查
保护层厚度 8 钢筋探测仪测定
阴阳角方正mm 4 用直角尺量
5聚合物砂浆施工完成后应进行保湿养护,养护时间不得低于7d。
3.2.8 质量验收资料
1、钢丝绳网片——聚合物砂浆加固混凝土结构子分部工程施工质量验收应符合下列条件:
1)有关分项工程施工质量验收合格
2)应有完整的质量控制资料
3)观感质量验收合格
4)各相关检验报告满足要求。
2、钢丝绳网片——聚合物砂浆加固混凝土结构子分部工程施工质量验收时,应提供下列文件和记录
1)设计文件,施工图及设计变更文件
2)钢丝绳、界面胶和聚合物砂浆的产品说明书、出厂合格证、出厂检测报告和实验室出具的进场复验报告。
3)技术交底
4)专项施工方案
5)施工日志
6)隐蔽工程验收记录
7)检验批质量评定记录
8)分项工程验收记录
9)工程的重大质量问题的处理方案和验收记录
10)其他必要的文件和记录
3、钢丝绳网片——聚合物砂浆加固混凝土结构子分部工程施工质量验
收合格后应存档备案。
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附录1钢丝绳网片——聚合物砂浆面层工程检验批的划分
部位 划分方法
板、墙 相同材料、工艺和施工条件的钢丝绳网片、聚合物砂浆每300平米划分一个检验批,不 足300平米的也应划分为一个检验批
梁、柱 相同材料、工艺和施工条件的钢丝绳网片、聚合物砂浆每10个独立构件划分一个检验批,不足10个独立构件的也应划分为一个检验批
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