浅谈航站楼改造结构加固

浅谈航站楼改造结构加固

吴德森,周凡,熊光兵,李云飞

（中国建筑第八工程局有限公司）

[摘要]现如今城市建设随着社会的进步在高速发展，随着时代脚步的不断迈进，越来越多的现代化基础设施建筑物拔地而起，特别是一些大城市的机场建设在不断扩容。而一些早期建成的航站楼，虽未到使用年限，却因新航站楼的高标准建设需做相应的改造升级。因此对已有的航站楼建筑物，因功能要做相应的提升，部分结构需改变现有的受力现状，甚至改变内部空间结构，为延续原有建筑物的价值，就需要采取一些建筑措施，即为建筑结构加固。

[关键词] 结构加固 外粘型钢 增大截面 粘贴钢板 植筋 锚栓锚固

一、引言

因新航站楼的建设，早期的航站楼通航运营功能需升级，需增加相应的设施设备，因此相应混凝土结构需根据功能升级进行接建、改建、增加荷载等，都需要进行建筑结构的加固。对于需要加固的建筑物、构筑物，应根据建筑物、构筑物的不同情况制定不同的加固方案。方案的确定要遵循安全、经济、快捷、施工方便的原则，只有这样，加固工程才能收到良好的社会效益和经济效益。

二、具体加固方法

优秀的加固方案具体体现在其施工作业方便、施工技术先进、经济效果好、加固质量高等四方面的特点。而对于不同的加固对象，方案中需有针对性的采用不同的加固方法。下面来谈谈加固的一些基本的方法。依据加固对象区分，其基本方法如下:

1 增大截面法

在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，可增加截面有效高度，扩大截面面积，从而提高构件的正截面抗弯、斜截面抗剪和截面刚度，起到加固补强的作用。具体施工要点如下：

1) 混凝土表面的处理：

a) 凿去结合面风化酥松层、碳化锈裂层及严重油污层，直至完全露出坚硬基层；

b) 将结合面混凝土凿毛，打成麻坑和沟槽，深度：柱不小于6mm、梁不小于8mm，麻坑每100mmX100mm的面积内不应少于5个，沟槽间距不宜大于200mm，若采用三面或四面外包加固梁或柱时，应将其棱角打掉；

c) 清除新旧混凝土结合处的浮块、碎碴、粉末，并用压力水清洗干净，在浇混凝土之前，在结合面涂刷一层乳胶水泥浆或其它高粘结性能的界面结合剂。

图1 混凝土表面处理

2) 钢筋的焊接处理：

a) 加固钢筋和原有钢筋焊接连接时，应仔细剥离原构件保护层并至少裸露出钢筋截面的一半，不应损伤原有钢筋；

b) 在受力钢筋施焊前应采取卸载和临时支撑措施，对原有钢筋和新加钢筋均应进行除锈处理；

c) 施焊时应逐根分区、分段和从中部向两端进行焊接，焊缝应饱满，应采用小直径焊条和控制焊接电流，避免钢筋过烧而造成钢筋截面面积减小。

图2 钢筋焊接处理

3) 混凝土的施工：

a) 混凝土强度应比原混凝土强度提高5MPa，混凝土中粗骨料宜用坚硬卵石或碎石，其最大粒径不宜大于20mm，对于厚度小于100mm的混凝土，宜采用细石混凝土；

b) 混凝土振捣应仔细、密实，必要时应配以喇叭浇筑口；

c) 待混凝土初凝后应及时进行饱水养护，应用双层麻袋或草袋覆盖，定时浇水，保持湿润，养护期不少于两周。

图3 混凝土施工

2 外包型钢加固法

外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边，外包钢加固钢筋混凝土梁一般采用湿式外包法，即采用环氧树脂化学灌浆等方法把型钢与被加固构件粘结成一整体，加固后的构件，由于受拉和受压钢截面面积大幅提高，因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。该法也称为湿式外包钢加固法，施工方便，受力可靠，现场工作量小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于600c以上的高温场所；适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提升原构件承载力的混凝土结构加固。

1) 混凝土表面的处理：

a) 凿去结合面风化酥松层、碳化锈裂层及严重油污层，直至完全露出坚硬基层，外观质量缺陷应采用修复材料将表面修复平整，待其达到设计强度后方可粘贴钢板或型钢；

b) 用手持式电动砂轮将结合面粘贴角钢部位打磨平整，角部打磨出半径r>7mm的圆角，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面；

c) 混凝土面用钢刷刷毛，用压缩空气吹净并清洗干净并保持干燥。

2) 角钢及扁钢缀板结合面的处理：

a) 角钢、扁钢及缀板的结合面应除锈，非结合面除锈等级St2，并刷防锈底漆二遍；结合面打磨出金属光泽；

b) 结合面用丙酮、二甲苯等洗涤剂擦净。

3) 环氧树脂化学灌浆湿式粘贴型钢施工：

a) 在混凝土的结合面刷一薄层环氧树脂浆；

b) 用卡具将角钢及扁钢缀板卡贴于预定结合面，扁钢箍应紧贴混凝土表面，经校准后彼此焊接（平焊或剖口焊）固定，否则应用环氧树脂砂浆填满其缝隙；

c) 用环氧胶泥将型钢架全部构件边缘缝隙嵌补严密，在利于灌浆的适当位置钻孔，粘贴灌浆嘴（一般在较低处），并留出排气孔，间距2～3m。待胶泥完全固结后，通气试压。

d) 灌浆后严禁对型钢架进行锤击、移动和焊接。

4) 钢构件的保护：

a) 型钢表面（包括混凝土表面）应抹厚度不小于25mm的高强度等级水泥砂浆（应加钢丝网防裂）作防护层；

b) 型钢表面也可按钢结构的要求涂刷防锈漆和防火涂层。

3 粘帖钢板加固法

钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段（正截面受拉区、正截面受压区或斜截面）表面粘贴钢板，这样可提高被加固构件的承载力，且施工方便。该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响。适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

1) 施工准备：粘贴钢板前，应采取措施卸除或大部分卸除作用在加固构件上的使用荷载。

2) 混凝土表面的处理:

a) 用手持式电动砂轮将加固构件粘贴钢板部位打磨，去掉1～2mm表层，露出坚硬基层。外观质量缺陷应修补，修补前应剔除松散的混凝土和杂物，暴露钢筋应除锈，对较大尺寸缺陷应用比原混凝土强度等级高一级的细石混凝土修补，并采取措施使新、旧混凝土可靠结合。对裂缝缺陷应采用环氧树脂浆液灌浆处理；

b) 用无油压缩空气吹净粉粒；

c) 如有破损或表面严重凹凸不平，应凿毛后用M40高强环氧树脂砂浆修补平整；

d) 待修补部分达到设计强度且干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面。

图3 混凝土表面处理

3) 钢板粘贴面的处理：钢板应除锈，非结合面除锈等级St2，并刷防锈底漆二遍，结合面打磨出金属光泽，打磨纹路应与钢板受力方向垂直。

图4 粘钢处理

4) 钢构件的保护：

a) 钢板表面（包括钢板相邻100mm范围混凝土表面）应抹厚度不小于25mm的M30水泥砂浆（应加钢丝网防裂）作防护层；

b) 钢板表面也可按钢结构的要求涂刷防锈漆和防火涂层。

图5 粘钢防护保护

4碳纤维加固

碳纤维加固修补结构技术是一种新型的结构加固技术，它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以达到对结构及构件加固补强的目的。适用于混凝土结构，砌体结构、木结构的梁、板、柱的抗弯、抗剪、抗压加固，自重轻不增加结构荷载；强度高，能灵活地用于种类加固设计，柔韧性好，不受结构外形限，抗高温、抗蠕变、抗腐蚀、抗震性好。

三、加固方法选择论证

不同类型的加固工程，除了要采用相应的加固方法外，还应考虑到，良好的施工性是加固工程的必须条件。有的加固方案虽然具有解决问题的可行性，但是由于其方案在施工工程中增加了一定施工难度，而造成施工工期长、劳动用工大、安全系数低等弊端，结果将是影响到加固质量。

就目前来看，我国的结构加固技术还有待于在实践中进一步的探索，随着建筑科学技术的不断进步，新型建筑材料的不断出现，更好的加固施工方法将会有更大的拓展，因此，航站楼既有结构加固施工方案的选择范围也将具有更为广泛的的空间。而与之同时发展的建筑结构的鉴定也将日益完善。