纤维薄板在线加固维修管‑壳类钢结构的方法技术

本发明专利技术公开了一种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。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采用浸渍料浸渍而成，此浸渍料由液态环氧树脂：固态环氧树脂：聚酰氨按0.8～1.2：0.8～1.2：0.8～1.2的重量比值配制组成；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。本发明专利技术采用柔性防渗的纤维薄板加固钢结构，可在线实施加固补强、维修、带压堵漏等施工,且力学性能好，成本低，施工周期短。

【技术实现步骤摘要】
纤维薄板在线加固维修管-壳类钢结构的方法
本专利技术涉及(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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。优选的，所述纤维薄板的长度小于或等于500m，而所述纤维薄板的宽度为50mm～200mm。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点：1)本专利技术不要求加固维修的钢结构停止运行，可在线实施加固补强、维修、堵漏等施工。2)本专利技术可对中低压力(≤4MPa)的压力容器或压力管道进行在线的带压堵漏和加固维修，可用于抢险救灾工程。3)本专利技术的纤维薄板为柔性结构，可方便地对具有曲面的钢结构进行加固维修，而且柔性纤维薄板具有单层结构，不必粘贴多层，减少了加固结构的界面，力学性能好。4)本专利技术的纤维薄板的尺寸自如，适应性强，所需环氧树脂超强胶的用量少，降低成本。5)本专利技术的纤维薄板不需现场浸渍，而且纤维薄板柔软性好，容易施工，工序少，工期极短。6)本专利技术体现了纤维薄板的尺寸优化、强度优势以及消除裂纹的影响等。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。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、高强玻璃纤维或玄武岩纤维丝编织而成，且所述纤维薄板浸渍于浸渍料，此浸渍料由液态环氧树脂：固态环氧树脂：聚酰氨按1：1：1的重量比值配制组成，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，从而制成具有柔软性和抗压力渗漏性能的纤维薄板。纤维薄板的抗拉强度为1600～4800MPa，固结后的浸渍料(即基体)的抗拉强度≥6MPa。所述纤维薄板的长度小于或等于500m，而所述纤维薄板的宽度为50mm～200mm。适当的长度和宽度可更好地保证纤维薄板缠绕后的牢固性。一般的纤维薄板为碳纤维薄板、芳纶纤维薄板、高强玻璃纤维薄板或玄武岩纤维薄板。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)针对钢结构设计维修方案；对需要加固的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，如需要分别针对钢结构内无气体、液体等填充物，钢结构内储存有带压/无压力气体、液体，并发生外泄等情况。2)针对钢结构选择合适类型的纤维薄板；根据现场需加固维修的钢结构及破损情况选择适当的纤维薄板，如本实施例中，出于耐久性和经济性的考虑，堵漏采用高强玻璃纤维薄板，外层加固采用碳纤维薄板。3)采用纤维薄板缠绕加固钢结构的过程具有如下两种情况：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，并采用胶带等进行临时固定处理。为更好的堵漏，当中低压力(≤4MPa)的气体或液体从压力容器或压力管道中泄漏时，采用宽度比泄漏口宽20cm、计算厚度>0.10mm的纤维薄板。其中，有/无内压就指钢结构存在泄漏时，钢结构内无论是有内压，还是没内压，均可采用上述措施。将附着于钢结构和堵漏用纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
纤维薄板在线加固维修管‑壳类钢结构的方法，其特征在于：采用纤维薄板对在役和新建管‑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。

【技术特征摘要】
1.纤维薄板在线加固维修管-壳类钢结构的方法，其特征在于：采用纤维薄板对在役和新建管-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。2.根据权利要求1所述的纤维薄板在线加固维修管-壳类钢结构的方法，其特征在于：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄培彦，杨怡，郭馨艳，郑小红，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44