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【摘要】本文对结构外边梁加固技术在高层建筑中的综合应用展开了研究，分析了结构外边梁加固的具体方法及其中存在的问题，并结合工程实例，对结构外边梁加固技术在高层建筑中应用的问题、解决措施及施工技术进行了详细的介绍，为类似工程施工提供参考借鉴。
【关键词】高层建筑；加固技术；应用
0引言
随着我国城市建设的不断发展，高层建筑在城市建设中的应用越来越广泛。在高层建筑中，结构外边梁加固技术的应用关系到高层建筑结构的稳定性，并对提高高层建筑结构的安全性及可靠性具有十分重要的意义。因此，研究结构外边梁加固技术在高层建筑中的综合应用，提高结构外边梁加固施工技术水平具有重要的现实意义。鉴于此，笔者进行了相关介绍。
1加固原理
相对于低层结构而言，高层结构在地震中更容易被破坏，且倒塌的后果更加严重，所以进行加固是为了提高结构的安全度，保证结构在地震作用下具有一定的可靠度。通过加固可以使得结构具有较大的承载力，对外边梁的加固可以避免出现局部形成薄弱环节而影响整体结构的施工。同时，也可以作为安全储备来防止因其他部位结构失效而丧失整体结构作用能力。
2结构外边梁加固的具体方法与问题
现行混凝土结构外边梁的加固方法主要有：增大截面加固法、外包型钢加固法、粘钢加固法、粘贴碳纤维布加固法。
假如采用现行施工方法（增大截面法、外包钢加固法等）对其结构外边梁进行加固，在设计与施工过程中发现主要问题有：
（1）经济上不可行。假设本工程采用现行加固施工方法加固混凝土外边梁，则需要拆除外立面既有结构后才有加固外边梁的施工作业面，幕墙、保温层等结构拆除后已无太大再利用价值，在加固施工完成后还需再进行外墙结构的恢复施工。这样将增加业主的无效费用支出，对业主方来说是难以接受的。
（2）施工安全风险较大。按现行加固施工方法施工，外边梁在加固施工作业过程中，工人需要进行高空临边作业，在原外立面幕墙等结构拆除后，既增大了工人作业的危险系数，同时也会危害到建筑周边的物体和行人，增加施工方的管理成本和施工难度。
（3）工期较长。通过前期论证，假如按照现行施工方法拆除原外立面结构后再加固外边梁，最后再恢复外立面的话，则至少增加2倍的施工工期。
3案例分析
3.1工程概况
某建筑工程项目由5幢综合商业楼组成。主要由1#楼、2#楼、3#楼3幢单体组成，1#楼为地下1层、地上20层结构；裙房部分为5层；3#楼为地下1层、地上7层结构；2#楼为地下2层、地上7层结构；1#楼与3#楼地下室部分为一个整体；2#楼地下室为单独地下室。本次涉及的改造加固内容为部分楼板无损切割开洞、新增结构梁、洞口植筋封板、柱外包钢加固、板粘贴碳纤维布加固等。
本文从改造加固行业的实际问题出发，对其中涉及结构外边梁加固的相关问题进行探讨。
3.2结构外边梁加固实际面临的问题与解决措施
3.2.1实际面临的问题
本工程由于业主对使用功能要求的改变，经过原设计单位验算结果得知，需进行结构加固处理，其中牵涉到部分结构外边梁的加固（图1）。
3.2.2解决措施
通过前期的分析论证，显然按现行施工方法加固边梁对于业主和施工方来说都是不利的，现经研究，项目部创造性地提出一个新型加固高层建筑外边梁的施工方法。该方法不用破坏外立面，通过在原结构梁内侧安装型钢梁（槽钢），使其与混凝土梁紧密结合，达到共同受力的目的，从而使原结构梁承载力大幅度提高。经理论计算，混凝土梁与钢梁同步变形、共同受力。
3.3实际加固施工工艺
3.3.1施工流程
混凝土边梁单侧表面裂缝处理→放线、验线→打螺栓孔→边梁单侧基面处理→型钢梁下料及钻螺栓孔→型钢梁除锈→种植锚固螺栓→安装型钢梁→上紧化学螺栓→封边注胶→常温固化→型钢防腐处理
3.3.2主要材料要求
灌注胶必须使用常温固化的双组分树脂型灌浆液，封口采用环氧胶泥。在材料到场后应检查力学检测报告、抗冲击剥离韧性检测报告、耐老化性能检测报告、无毒无害性能检测报告、产品出厂合格证。
在施工之前，必须对化学螺栓作材料力学性能试验，经试验合格后，方可现场使用。安装完成后还需要做拉拔试验，合格后方可进入下道工序。
采用的型钢钢梁通过计算既可以采用现有市场标准规格的槽钢，也可以自制（需经过试验合格后方可投入使用）。
3.4主要施工流程
3.4.1处理混凝土边梁的表面裂缝
对于结构边梁内侧面上较细的裂缝，先用钢丝刷清理裂缝表面的灰尘、浮渣等污物，然后沿裂缝两侧2～3cm用酒精擦净。
对于结构边梁内侧面上较宽的裂缝，沿裂缝用风镐凿成“V”形槽，槽宽与槽深在有利于封缝的原则下自行确定，凿完后清理干净。
3.4.2放线、验线
（1）依据图纸要求在结构边梁内侧表面放出型钢梁位置线及通螺栓钻孔点位线。
（2）由现场复检员复检放线无误后，开始施工。
3.4.3打螺栓孔
（1）现场技术员应对施工人员进行技术交底，然后按照交底内容用电锤进行钻孔施工，螺栓孔应垂直于结构边梁侧表面。
（2）钻孔施工完成后，现场负责人检查成孔直径（钻孔直径要比化学螺栓标称直径大2mm）。
（3）用吹风机将混凝土表面浮尘及通螺栓孔洞内的灰尘吹掉。
（4）用丙酮擦拭打磨后的混凝土表面及孔洞内部2遍，确保混凝土表面及孔洞内部清洁。
3.4.4外边梁单侧基面处理
（1）清理型钢结合处的混凝土区域，去除油污等异物，用角磨机打磨混凝土表面，除去混凝土表面的松散组织，保证混凝土结合面坚实。
（2）将混凝土表面浮尘处理干净，并用丙酮擦拭打磨后的混凝土表面，确保混凝土表面清洁。
3.4.5型钢梁下料及钻螺栓孔
（1）由技术员及焊工根据图纸要求及施工现场工作面尺寸下型钢料。为减少现场下料工作，型钢梁最好能在加工厂完成断料。
（2）根据边梁上螺栓孔的分布，在钢板相应位置用台钻钻孔，严禁使用气割扩孔。
（3）假如需焊接型钢接长，应在型钢安装前完成，严禁安装后再进行焊接。
3.4.6型钢梁除锈
（1）型钢梁结合面使用前用平砂轮打磨除锈，要求应有金属光泽。打磨时注意使钢板的打磨纹路与型钢受力方向垂直，并保留一些粗糙度。
（2）打磨工序完成后用丙酮擦拭至少2遍。3）由现场负责人检查，确认合格并报监理验收后方可进行下一步工序。
3.4.7种植化学螺栓
（1）将化学螺栓的化学药剂部分放进钻好的孔内。
（2）用冲击钻将螺栓打进去，一般8h后完全凝固。
（3）养护。
3.4.8安装型钢梁
安装时通过在间隙处插入细钢丝，保证型钢梁与结构边梁内侧面有2～3mm的空隙。
3.4.9上紧锚固螺栓
型钢梁安装时，先调整好型钢位置，使其横平竖直，然后再上紧锚固螺栓。
3.4.10封边注胶
型钢封边前，在型钢梁和结构边梁结合面两端及中间每隔1m插入长10cm左右的塑料软管，伸入结合面不超过2cm。
型钢梁封边采用环氧胶泥，封口胶泥应嵌入钢板内3～5mm，封口应密实。
本工程采用改性环氧树脂结构胶，此类材料使用前分为A、B两个组分，使用前先分开倒入2个干净的容器中并用工具搅匀，使用时按A：B=4：1比例称量后一起倒入一个干净的容器中混合搅拌并保证其颜色均匀，一次调配的量应根据实际需用量，不宜调配过多。
本工程采用专用压力罐配以空压机进行注胶，注胶前安排专人全数检查封口胶泥是否干透，确保干透无误后，方可进行注胶。注胶时沿型钢梁长度方向从左向右开始注入，注胶压力控制在0.20MPa左右，当相邻塑料软管匀速出浆后，停止加压，马上对底部塑料软管进行封堵，再将注胶管接至相邻塑料软管继续注胶，注胶压力控制在0.30MPa，直至顶部塑料软管匀速溢出胶液后，停止加压，并将其弯折扎牢。
另外，在进行注胶的同时应不断用橡皮锤敲击型钢梁结合面，一方面可以排出结合面之间的空气，另一方面工人还可以通过声音检查灌胶的密实度。最后一个排气软管应在维持注胶压力的条件下弯折封闭。
3.4.11常温固化及质量检查
（1）拌和的建筑结构胶基本固化时间约24h，随后即可受力；
（2）固化后，先安排专人查看型钢梁周边有无漏胶情况，并检查胶液的色泽。然后用手锤轻轻敲击钢板，通过声响判断注胶密实程度，如遇不密实区应补钻注胶孔进行补注。
3.4.12型钢防腐处理
型钢外露部分在涂漆前必须除锈，用丙酮擦去油污，并保持干燥。防锈涂料采用特防三涂，涂刷特防胶前，型钢必须除锈，呈金属光泽。用丙酮除去油污，进行严格清洁处理后，才可进行涂刷，后涂必须在前涂固化后才能进行。
对于处在特殊环境，型钢的防腐处理应针对性采用特殊的防腐处理工艺。
4方案优缺点总结
本新型施工方法相比传统的结构梁加固方法，创新性地采用了单侧加固的方法，在施工简便、缩短工期、降低造价方面有了突破性的进步，经过后期预算对比，本工程光采用边梁单侧加固技术这一项就为业主节省了160多万元人民币。
本新型施工技术虽然具备以上优点，但也有不足，此新型加固技术受制于所使用材料的特性，使用年限仅为30a。为此，我们正研究如何通过一系列措施延长其使用寿命，如改用高品质的胶水或在钢结构外面加装保护层等。
5结语
综上所述，高层建筑结构外边梁加固技术的综合应用不仅关系到建筑结构的安全和稳定，还与人们的生命财产安全息息相关。因此，在高层建筑结构外边梁加固施工中，施工人员要针对施工中存在的问题，采取有效的对策进行解决，同时，施工人员要严格按照规范要求进行施工，加强对施工质量的控制，从而保证加固施工的质量，保障建筑工程结构的稳定可靠。
参考文献：
[1]仲俊善.既有线T（或π）型预应力混凝土梁加固技术的探讨[J].科技风.2014（07）
[2]柯昌君，朱淳钊.钢筋混凝土梁加固方法研究[J].长江大学学报（自科版）.2015（01）