粘貼鋼板加固法加固橋梁的施工技術(shù)研究

摘要：粘貼鋼板補(bǔ)強(qiáng)法具有不需要破壞被加固的原有結(jié)構(gòu)物、加固工程幾乎不增大原結(jié)構(gòu)物的尺寸和施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，本文討論了粘貼鋼板加固法加固橋梁的施工技術(shù)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：粘貼鋼板補(bǔ)強(qiáng)法；加固；橋梁；技術(shù)

國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與交通建設(shè)的發(fā)展是密不可分的，隨著交通建設(shè)的不斷發(fā)展，交通運(yùn)輸量大幅度提高，行車(chē)密度及車(chē)輛載重越來(lái)越大，損壞的橋梁座數(shù)逐年增多。加強(qiáng)橋梁養(yǎng)護(hù)管理，對(duì)現(xiàn)有缺陷的橋梁進(jìn)行安全評(píng)估，進(jìn)而及時(shí)采取措施進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，是一項(xiàng)十分重要的工作。橋梁上部結(jié)構(gòu)加固技術(shù)有很多，如增加鋼筋加固法、加大截面加固法、粘貼鋼板加固法和錨噴混凝土加固法等，本文討論了粘貼鋼板加固法加固橋梁的施工技術(shù)問(wèn)題。

鋼板粘貼補(bǔ)強(qiáng)法是采用環(huán)氧樹(shù)脂系列粘接劑，將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的受拉區(qū)域薄弱部位，使之與結(jié)構(gòu)物形成整體，用以代替需增設(shè)的補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，通過(guò)鋼板與補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的共同作用，提高其剛度，限制裂縫開(kāi)展，改善鋼筋及混凝土的應(yīng)力狀態(tài)，提高梁的承載能力，以達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)效果一種加固方法。

這種方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）不需要破壞被加固的原有結(jié)構(gòu)物；（2）加固工程質(zhì)量要求很高，但施工時(shí)并不要求高級(jí)的專(zhuān)門(mén)技術(shù)人員操作；（3）加固工程幾乎不增大原結(jié)構(gòu)物的尺寸；（4）能在短期內(nèi)完成加固工程；（5）幾乎可以不改變具有歷史價(jià)值建筑的原有藝術(shù)特點(diǎn)。

因此在實(shí)際工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

1.粘貼鋼板加固設(shè)計(jì)

（1）一般將鋼板粘貼在被加固梁的受力部位的外邊緣，以便充分發(fā)揮粘貼鋼板的強(qiáng)度與作用，同時(shí)封閉粘貼部位的裂縫和缺陷，約束混凝土變形，從而有效地發(fā)揮粘貼鋼板梁的抗彎、抗剪等性能。

（2）為了提高梁的抗彎能力，一般在其受拉緣表面粘貼鋼板，使鋼板與梁形成整體來(lái)受力，此時(shí)以鋼板與混凝土黏結(jié)處的混凝土局部抗剪切強(qiáng)度控制設(shè)計(jì)。合理與安全的設(shè)計(jì)應(yīng)控制在鋼板發(fā)生屈服變形前，黏結(jié)處混凝土不出現(xiàn)剪切破壞。

（3）當(dāng)梁的主拉應(yīng)力區(qū)斜筋不足，為了加固和增加梁的抗剪切強(qiáng)度時(shí)，可將鋼板粘貼在梁體的側(cè)面，并垂直于剪切裂縫的方向斜向粘貼（斜度一般為45°～60°），以承受主拉應(yīng)力。

（4）補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)時(shí)，鋼板可作為鋼筋的斷面來(lái)考慮，將鋼板換算成鋼筋，但此鋼板僅承受原梁承受不了的那部分活載。

（5）在構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)，加固用的前板可按實(shí)際需要采用不同的形狀，但鋼板的厚度必須比計(jì)算出的厚度大些。用于抗彎能力補(bǔ)強(qiáng)的鋼板尺寸應(yīng)盡可能薄而寬，厚度一般為4～6 mm，較薄的鋼板有足夠的彈性來(lái)適應(yīng)梁體表面形狀。用于抗剪能力提高的鋼板厚度宜厚點(diǎn)，可依設(shè)計(jì)而定，一般采用10～15 mm。

（6）設(shè)計(jì)鋼板長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)將鋼板的兩端延伸到低應(yīng)力區(qū)，以減少鋼板錨園端的黏結(jié)應(yīng)力集中，防止黏結(jié)部位的混凝土出現(xiàn)裂縫或粘貼鋼板被拉脫現(xiàn)象的發(fā)生。

（7）如何確保鋼板和被加固的梁體形成整體受力是加固成功與否的關(guān)鍵。所以，在進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)時(shí)，除應(yīng)考慮鋼板具有足夠的錨固長(zhǎng)度、黏結(jié)劑具有足夠的黏結(jié)強(qiáng)度和耐久性外，為避免鋼板在自由端脫膠拉開(kāi)，端部可用夾緊螺栓固定，或設(shè)置U形箍板、水平錨固板等；并在鋼板上按一定的距離用螺栓固定，確保鋼板與混凝土之間的黏結(jié)力滿足抗拉或抗剪強(qiáng)度的需要。

2.對(duì)材料與構(gòu)造的要求

（1）加固所用的黏結(jié)劑，必須黏結(jié)強(qiáng)度高、耐久性好、具有一定彈性。

（2）加固使用的鋼板，一般以Q235B或16Mnq鋼為宜。鋼板尺寸、連接螺栓及焊縫的設(shè)計(jì)均應(yīng)按現(xiàn)行的公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范和其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

（3）黏鋼加固結(jié)合面的黏結(jié)強(qiáng)度，除黏結(jié)劑本身強(qiáng)度應(yīng)確保外，主要取決于被加固梁體的混凝土強(qiáng)度。因此，其混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C15。

（4）對(duì)于受壓區(qū)黏鋼加固，當(dāng)采用梁側(cè)黏鋼板時(shí)，鋼板寬度不宜大于梁高的1/3。

（5）黏結(jié)鋼板在加固區(qū)外的錨固長(zhǎng)度，除滿足計(jì)算值外，尚應(yīng)保證一定的構(gòu)造要求：對(duì)于受拉區(qū)，不得小于200 （ 為鋼板厚度），亦不得小于600 mm；對(duì)于受壓區(qū)，不得小于160 ，亦不得小于480 mm；同時(shí)，錨固區(qū)尚宜增設(shè)U形箍板或螺栓等附加錨固措施。

（6）為防止鋼板銹蝕，延緩黏結(jié)劑的老化，鋼板表面應(yīng)作密封防水防腐蝕處理。

3.粘貼鋼板施工時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：

粘貼鋼板施工應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①待黏結(jié)部位的混凝土表面應(yīng)清鑿平順、堅(jiān)硬干凈。鋼板除銹要徹底，且表面應(yīng)有一定的粗糙度。

②慎重選擇膠黏材料，配合比要準(zhǔn)確。

③粘貼前在梁體混凝土上鉆孔并安裝錨固螺栓（兼作固定件和壓緊件），要求埋設(shè)牢固，具有可靠的抗拔力，以保持粘貼鋼板時(shí)有效地加壓，同時(shí)還可幫助鋼板克服剪切力，有利于粘貼的耐久作用。

④粘貼時(shí)應(yīng)注意粘貼料的飽滿。

⑤對(duì)鋼板外表應(yīng)進(jìn)行防銹處理和被加固部位梁體的外觀處理。

4.有關(guān)安全措施

黏結(jié)劑配制必須遵守以下安全規(guī)定：

①配制黏結(jié)劑用的原料應(yīng)密封貯存，遠(yuǎn)離火源，避免陽(yáng)光直接照射。

②配制和使用場(chǎng)所，必須保持通風(fēng)良好。

③操作人員應(yīng)穿工作服，戴防護(hù)口罩和手套。

④工作場(chǎng)所應(yīng)配備各種必要的滅火器以備救護(hù)。

5.質(zhì)量檢查：

粘貼鋼板的質(zhì)量是否達(dá)到要求，可以進(jìn)行以下幾方面的檢查。

①粘貼鋼板完畢并撤除臨時(shí)固定設(shè)備后，應(yīng)用小錘輕輕敲擊黏結(jié)鋼板，從音響判斷黏結(jié)效果或用超聲波法探測(cè)黏結(jié)密實(shí)度。如錨固區(qū)黏結(jié)面積少于90%，非錨固區(qū)黏結(jié)面積少于70%，則此黏結(jié)件無(wú)效，應(yīng)剝下重新黏結(jié)。

②對(duì)一些特別重要的橋梁，也可做荷載試驗(yàn)。但一般僅做標(biāo)準(zhǔn)使用荷載試驗(yàn)。其變形（撓度）和裂縫開(kāi)展應(yīng)滿足設(shè)計(jì)使用要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]周先雁，王解軍，橋梁工程（第二版），[M].北京：北京大學(xué)出版社，2012

[2]李自林，橋梁工程，[M]武漢：華中科技大學(xué)出版社，2008

作者簡(jiǎn)介：

董明榮，男，1966年3月出生，藉貫：浙江紹興，工作單位：紹興市市政公用工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，高級(jí)工程師職稱(chēng)，研究方向：工程質(zhì)量安全監(jiān)督。