[发明专利]纤维薄板在线加固维修管‑壳类钢结构的方法

说明书

技术领域

本发明涉及(压力)容器、管道、机械、土木工程等管-壳类钢结构的加固维修技术，具体涉及一种纤维薄板在线加固维修管-壳类钢结构的方法。

背景技术

为了增强或恢复在役(压力)容器、(压力)管道、桥梁、起重机械、房屋、场馆等管-壳类钢结构的使用功能、以及提高新建管-壳类钢结构的承载力、抗震、防震功能，现有技术主要采用焊接、粘贴碳纤维布的方法以达到目的。

采用焊接工艺进行维修管-壳类钢结构的施工过程包括：

——关闭结构物，使其处于停止工作的状态；

——打磨需焊接的管-壳类钢结构表面。如有裂纹，需进行止裂处理；

——设置加强件并进行焊接；

——去除残余应力处理；

——涂刷油漆等作防腐处理。

采用焊接工艺存在以下问题：1)需要动火，不能进行在线施工，必须使结构物处于停止工作的状态。如果压力容器、管道内存在易燃物或气体，则还需要先进行清除工作；2)需要预先制作尺寸、形状、强度等都与被加固维修对象相匹配的钢结构件；3)焊接区(含热影响区)会变形、产生残余应力，并导致应力集中；4)需要作防腐处理；5)施工周期较长。

采用碳纤维布进行加固维修的施工过程包括：

——关闭结构物，使其处于停止工作的状态；

——管-壳类钢结构表面处理；

——配制并涂刷底层树脂。对于带裂纹构件则要作环氧树脂灌缝或封缝处理；

——配制找平材料并对不平整处进行找平处理；

——配制并涂刷浸渍树脂；

——裁剪并粘贴碳纤维布；

粘贴2层及多层碳纤维布时，需要重复上述第5和第6施工步骤；

——表面防护处理。

采用碳纤维布加固维修技术存在以下问题：1)不能进行在线施工，也无法堵漏，必须使结构物处于停止工作的状态；2)碳纤维布的规格极其有限，一般需要粘贴2层以上碳纤维布，往往浪费材料，并导致结构的界面增多，加固效率降低，工程量增大，成本增加；3)用胶量大；4)施工周期较长。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种施工工期短、节省材料、成本低、力学性能好能在线加固维修的纤维薄板在线加固维修管-壳类钢结构的方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本纤维薄板在线加固维修管-壳类钢结构的方法，采用纤维薄板对在役和新建的管-壳类钢结构进行在线加固维修；

其中，所述纤维薄板由碳纤维丝、芳纶纤维丝、高强玻璃纤维丝或玄武岩纤维丝编织、并浸渍于浸渍料而成，此浸渍料由液态环氧树脂：固态环氧树脂：聚酰氨＝0.8-1.2：0.8-1.2：0.8-1.2的重量比值组成，所述纤维薄板中纤维丝的计算厚度为0.1mm～0.5mm，在浸渍料中完成浸渍后的实际厚度为0.15mm～0.80mm；然后将完成浸渍的纤维薄板在环境温度为5℃～20℃的室内或阴凉处晾置60min～600min后，再将其置于5℃～10℃的容器内保存。

优选的，所述的纤维薄板在线加固维修管-壳类钢结构的方法，包括以下步骤，

1)针对钢结构的破损情况及使用要求采用断裂力学等理论快速设计加固维修方案；

2)针对钢结构的破损情况及使用要求选择合适类型的纤维薄板；

3)采用纤维薄板加固钢结构的过程为：

3.1)当钢结构有破损、有/无内压且有泄漏时，先将用于堵漏的纤维薄板缠绕于钢结构的破损表面，并采用胶带进行临时固定处理；将附着于钢结构和用于堵漏的纤维薄板外表面的泄漏物清理干净，并打磨清洁已缠绕了堵漏用纤维薄板之外的且需要加固维修的钢结构表面；在需要加固维修的钢结构表面以及用于堵漏的纤维薄板的外表面均匀地涂刷环氧树脂超强胶；将用于加固维修的纤维薄板缠绕粘贴于涂刷有环氧树脂超强胶的钢结构及用于堵漏的纤维薄板的外表面上；最后采用环氧树脂超强胶将用于加固维修的纤维薄板的端部缠绕粘贴于次外圈纤维薄板上，并采用胶带进行固定处理；

3.2)当钢结构无泄漏时，对钢结构的表面进行打磨及清洁；在钢结构的表面均匀的涂刷环氧树脂超强胶；将用于加固维修的纤维薄板缠绕在涂刷有环氧树脂超强胶的钢结构表面上；再采用环氧树脂超强胶将用于加固维修的外圈纤维薄板的端部缠绕粘贴于次外圈纤维薄板上，并采用胶带进行固定处理。

优选的，在步骤3.1)中，用于加固维修的外圈纤维薄板的端部的粘贴长度大于或等于200mm；在步骤3.2)中，外圈纤维薄板的端部的粘贴长度大于或等于200mm。