鋼結(jié)構(gòu)梁的抗疲勞加固方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)的加固修復(fù)技術(shù)，特別涉及一種鋼結(jié)構(gòu)梁的抗疲勞加固方法、其適用于例如吊車梁等任一種鋼結(jié)構(gòu)梁。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)建筑中的鋼結(jié)構(gòu)梁為常見的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，例如，作為工業(yè)廠房的重要組成部分的吊車梁，鋼結(jié)構(gòu)梁的結(jié)構(gòu)狀況良好與否直接關(guān)系到工業(yè)建筑的使用安全。但在實際應(yīng)用中，大部分鋼結(jié)構(gòu)梁在尚未達(dá)到其設(shè)計使用年限時就產(chǎn)生早期破損，其中80%?90%的破損是由于疲勞引起。因此，為了提高鋼結(jié)構(gòu)梁的疲勞壽命，現(xiàn)有技術(shù)通常采用碳纖維復(fù)合增強材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)的纖維布(本文將CRFP的纖維布簡稱為“碳纖維布”)對工業(yè)建筑中的鋼結(jié)構(gòu)梁進(jìn)行抗疲勞加固修復(fù)。
[0003]然而，現(xiàn)有技術(shù)在采用碳纖維布對工業(yè)建筑中的鋼結(jié)構(gòu)梁進(jìn)行抗疲勞加固修復(fù)時，往往只關(guān)注鋼結(jié)構(gòu)梁出現(xiàn)疲勞裂紋的破損處、并僅以單點修補的方式在破損處粘貼碳纖維布，或者，盲目地在鋼結(jié)構(gòu)梁大范圍粘貼碳纖維布，但無論是單點修補還是大范圍盲目粘貼，都不能從根本上提高鋼結(jié)構(gòu)梁的疲勞壽命，而且大范圍盲目粘貼談纖維布還會造成材料的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種鋼結(jié)構(gòu)梁的抗疲勞加固方法，該鋼結(jié)構(gòu)梁包括腹板、形成在腹板上方的上翼緣、形成在腹板下方的下翼緣、以及垂直焊接在腹板的兩側(cè)表面的加強肋，其中，該抗疲勞加固方法包括粘貼碳纖維布的如下步驟:
[0005]沿鋼結(jié)構(gòu)梁的長度方向，在腹板的兩側(cè)表面通長粘貼第一碳纖維布，該第一碳纖維布位于加強肋的下端與下翼緣的上表面之間；
[0006]沿鋼結(jié)構(gòu)梁的長度方向，在下翼緣的上下表面分別通長粘貼第二碳纖維布和第三碳纖維布；
[0007]沿鋼結(jié)構(gòu)梁的長度方向，在腹板的兩側(cè)表面粘貼包裹加強肋的第四碳纖維布，該第四碳纖維布位于鋼結(jié)構(gòu)梁的中性軸與加強肋的下端之間；
[0008]沿鋼結(jié)構(gòu)梁的高度方向，在被第四碳纖維布包裹的每個加強肋的兩側(cè)粘貼包裹下翼緣、并粘附在腹板的兩側(cè)表面的第五碳纖維布；
[0009]沿鋼結(jié)構(gòu)梁的高度方向，在第一碳纖維布的兩個端部分別粘貼包裹下翼緣、并粘附在腹板的兩側(cè)表面的第六碳纖維布。
[0010]優(yōu)選地，第一碳纖維布的兩個端部位于鋼結(jié)構(gòu)梁在加強肋的下端與下翼緣的上表面之間的疲勞敏感區(qū)域的長度邊界處。
[0011]優(yōu)選地，粘貼在下翼緣的上表面的第二碳纖維布和粘貼在下翼緣的下表面的第三碳纖維布在下翼緣的側(cè)邊處搭接，和/或，粘貼在下翼緣的上表面的第二碳纖維布與腹板的兩側(cè)表面通長粘貼的第一碳纖維布搭接。
[0012]優(yōu)選地，第四碳纖維布的兩個端部位于鋼結(jié)構(gòu)梁在鋼結(jié)構(gòu)梁的中性軸與加強肋的下端之間的疲勞敏感區(qū)域的長度邊界處。
[0013]優(yōu)選地，在被第四碳纖維布包裹的每個加強肋的兩側(cè)分別粘貼一道第五碳纖維布。
[0014]優(yōu)選地，在第一碳纖維布的每個端部粘貼三道第六碳纖維布。
[0015]可選地，第一至第六碳纖維布均為多層結(jié)構(gòu)。例如，所述的多層結(jié)構(gòu)包括三層。
[0016]可選地，該抗疲勞加固方法在執(zhí)行粘貼碳纖維布的各步驟之前，進(jìn)一步切割加強肋的下端。具體地，加強肋的下端被傾斜切割、并在完成切割后被進(jìn)一步打磨。相應(yīng)地，被切割后的加強肋的下端與下翼緣的上表面之間的距離大于50mm。例如，被切割后的加強肋的下端與下翼緣的上表面之間的距離為100_。
[0017]可選地，該抗疲勞加固方法在執(zhí)行粘貼碳纖維布的各步驟之前，進(jìn)一步進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)梁的表面打磨。
[0018]可選地，該抗疲勞加固方法在執(zhí)行粘貼碳纖維布的各步驟之前，進(jìn)一步對碳纖維布基材裁剪得到第一至第六碳纖維布、并對裁剪得到的第一至第六碳纖維布進(jìn)行防塵保護(hù)。
[0019]可選地，該抗疲勞加固方法在執(zhí)行粘貼碳纖維布的各步驟時，涂敷的粘結(jié)劑層厚在0.1?0.3mm之間。
[0020]可選地，該抗疲勞加固方法在執(zhí)行粘貼碳纖維布的各步驟時，沿纖維方向?qū)Φ谝恢恋诹祭w維布進(jìn)行滾壓。
[0021]可選地，該抗疲勞加固方法在執(zhí)行粘貼碳纖維布的各步驟時，對粘貼的第一至第六碳纖維布的粘結(jié)劑進(jìn)行負(fù)壓固化。
[0022]可選地，該抗疲勞加固方法在執(zhí)行粘貼碳纖維布的各步驟之后，進(jìn)一步進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)梁的表面防護(hù)。
[0023]如上可見，本發(fā)明提供的鋼結(jié)構(gòu)梁的抗疲勞加固方法通過在鋼結(jié)構(gòu)梁的疲勞敏感區(qū)域粘貼碳纖維布來實現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)梁的抗疲勞加固，從而從根本上提高鋼結(jié)構(gòu)梁的疲勞壽命；與此同時，該抗疲勞加固方法避免在鋼結(jié)構(gòu)梁的非疲勞敏感區(qū)域粘貼碳纖維布，從而能夠避免材料的浪費。即，本發(fā)明提供的鋼結(jié)構(gòu)梁的抗疲勞加固方法能夠以較小的材料耗費換取盡可能達(dá)的加固效果。另外，本發(fā)明提供的鋼結(jié)構(gòu)梁的抗疲勞加固方法實施難度不高。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明實施例中的鋼結(jié)構(gòu)梁的抗疲勞加固方法的加固實例示意圖；
[0025]圖2為圖1中的A-A剖面的簡易剖視圖；
[0026]圖3為圖1中的B-B剖面的簡易剖視圖；
[0027]圖4為圖1中的C-C剖面的簡易剖視圖；
[0028]圖5為圖1中所示出的鋼結(jié)構(gòu)梁的下翼緣處的局部剖面示意圖；
[0029]圖6為圖1中所示出的鋼結(jié)構(gòu)梁的加強肋的切割方式示意圖。
【具體實施方式】
[0030]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0031]本實施提供的鋼結(jié)構(gòu)梁的抗疲勞加固方法通過在鋼結(jié)構(gòu)梁的疲勞敏感區(qū)域粘貼碳纖維布來實現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)梁的抗疲勞加固，從而從根本上提高鋼結(jié)構(gòu)梁的疲勞壽命，該抗疲勞加固方法適用于圖1中示出的鋼結(jié)構(gòu)梁10，該鋼結(jié)構(gòu)梁10包括腹板11、形成在腹板11上方的上翼緣12、形成在腹板11下方的下翼緣13、以及垂直焊接在腹板11的兩側(cè)表面的加強肋14。
[0032]請參見圖1并結(jié)合圖2至圖5(圖2至圖5中為了更清楚地表示碳纖維布的布置方式而省略了本應(yīng)示出的加強肋14)，基于鋼結(jié)構(gòu)梁10的上述結(jié)構(gòu)，本實施例提供的抗疲勞加固方法包括粘貼碳纖維布的如下步驟:
[0033]步驟a:沿鋼結(jié)構(gòu)梁10的長度方向，在腹板11的兩側(cè)表面通長粘貼碳纖維布21，該碳纖維布21位于加強肋14的下端與下翼緣13的上表面之間。
[0034]優(yōu)選地，碳纖維布21的兩個端部位于鋼結(jié)構(gòu)梁10在加強肋14的下端與下翼緣13的上表面之間的疲勞敏感區(qū)域的長度邊界處，這樣，可以有效利用碳纖維布21對鋼結(jié)構(gòu)梁10的疲勞敏感區(qū)域進(jìn)行加固、并同時避免在非疲勞敏感區(qū)域粘貼碳纖維布所造成的材料浪費。
[0035]其中，對于圖1中示出鋼結(jié)構(gòu)梁10，其在加強肋14的下端與下翼緣13之間的疲勞敏感區(qū)域的長度邊界位于鋼結(jié)構(gòu)梁10在長度方向上的兩端跨度1/5處，但實際應(yīng)用中，對于鋼結(jié)構(gòu)梁10可能出現(xiàn)的不同尺寸規(guī)格，其在加強肋14的下端與下翼緣13之間的疲勞敏感區(qū)域的長度邊界位置可能會有所不同。
[0036]步驟b:沿鋼結(jié)構(gòu)梁10的長度方向，在下翼緣13的上下表面分別通長粘貼碳纖維布22和23，這樣，通過在下翼緣13的上下表面的同時加固，能夠提高對下翼緣13開裂的約束力。
[0037]優(yōu)選地，粘貼在下翼緣13的上表面的碳纖維布22和粘貼在下翼緣13的下表面的碳纖維布23可以按照如圖5所示的方式在下翼緣13的側(cè)邊處搭接，這樣，可以防止下翼緣13在其側(cè)邊產(chǎn)生疲勞源開裂、并保證下翼緣13的上下表面碳纖維布22和23能夠形成協(xié)同工作的加固整體。
[0038]而且，粘貼在下翼緣13的上表面的碳纖維布22優(yōu)選地還可以按照如圖2至圖4所示的方式與在腹板11的兩側(cè)表面通長粘貼的碳纖維布21搭接，這樣，可以抑制下翼緣13與腹板11連接處的焊縫30裂紋擴展。實際應(yīng)用中，上述兩種搭接方式可以擇一地實施、或同時實施。
[0039