广西建设职业技术学院广西南宁530007
摘要：本文采用试验的方法，对既有荷载作用下的钢筋混凝土梁进行了钢板早期剥离破坏研究，文章着重描述了跨中和端部钢板的早期剥离现象，并对相关破坏机理进行了分析。在此基础上，笔者提出了在加固施工当中应该要注意的几个要点，以期为今后的工程实践提供参考。
关键词：粘钢加固；早期剥离；施工要点
对于粘钢加固的钢筋混凝土梁，钢板与混凝土之间是通过结构胶体的粘结作用来进行应力传递，能否保证两者之间共同工作，是整个加固质量的关键所在。然而大量的工程实例表明，由于受到既有荷载的影响，加固后的梁重新受力时，往往会发生钢板的早期剥离破坏，达不到预期效果。
在此背景下，笔者对既有荷载作用下的钢筋混凝土梁进行了加固试验，以此来更好的研究钢板早期剥离破坏问题。
1.钢板跨中剥离
1.1破坏现象描述
文献[4]以图2为分析模型对钢板跨中剥离破坏的机理进行了详尽的分析。结果表明：在粘结层的各种材料当中，混凝土自身的抗拉和抗剪能力相对都比较弱。当A点所承受的粘结剪应力达到混凝土的极限抗剪强度时，钢筋和混凝土的粘结面将会被剪裂，保护层脱落，截面发生粘结剪切破坏；当A点承受的剥离主拉应力达到混凝土的极限抗拉强度时，截面将会发生钢板剥脱破坏。上述两种破坏情况共同组成了钢板的跨中剥离破坏。
2.钢板端部剥离的早期破坏
2.1破坏现象描述
随着荷载的增加，钢板端部混凝土先产生细微的垂直裂缝，进而衍生为斜裂缝并向集中力方向伸展。当荷载增加到一定量时，钢板端部附带部分混凝土突然沿梁保护层内表面撕裂，并快速沿纵筋方向延伸，梁以脆性的剪切开裂宣告破坏。
图3端部膨胀螺栓
3、钢板端部剥离的破坏机理
当板发生端部剥离破坏时，靠近胶层的混凝土会产生浅表性对角和水平裂缝，这些裂缝从板端部开始，然后沿着板的长度方向迅速扩展。文献[4]的研究结论表明：
①钢板厚度、截面面积和胶层厚度越大，板端剥离力越大；
②锚固区长度越大，板端剥离力越小。
4.加固施工要点
从以上试验及分析结果可以看出，当加固构件发生早期剥离破坏时，通常底部加固钢板无法达到屈服，其破坏时的抗弯承载力约为正常弯曲破坏时承载力的60%左右，破坏突然，延性极差，属于典型的脆性破坏。因此在实际工程中，要想达到预期的加固效果，就要防止钢板出现早期的剥离破坏，具体在施工中应注意以下几个操作要点：
（1）钢板加工制作：首先应根据混凝土构件的实际尺寸对钢板进行下料、成型、钻孔。钢板裁切时应尽量采用冷切，以防钢板变形并产生内应力。为了表面除锈和增加粘结力，对制作好的钢板应采用砂轮机打磨粘贴面，直至出现金属光泽，打磨面粗糙度越大越好，打磨纹路尽量与钢件受力方向垂直，然后用脱脂棉沾丙酮擦拭2～3遍去油清洁；
（2）基层处理：为确保后期的粘结效果，施工前应对混凝土构件粘合面进行处理，首先应凿除粘合面松动的表层，然后用砂轮机进行打磨，除去2～3mm厚表层，直至完全露出新的混凝土面；然后用压缩空气吹去粉尘，或清水冲洗干净，待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面；
（3）卸载：从以上试验的结果可以看出，既有荷载作用下加固的混凝土梁，重新受力时，钢板的应变发展速度要远远滞后于混凝土内部的钢筋，直至构件破坏时，钢板依然无法屈服，发挥不了其该有的效用。为了解决此问题，在加固施工时一定应要对加固构件进行卸荷作业。施工中可以采用采用千斤顶、挠度计及其支承体系作为支撑系统。以挠度值和千斤顶施力数值的双向控制参数作为卸荷依据。将支撑柱根部和顶部垫平、固定，千斤顶施力将支撑柱对准支点顶紧，在施工时如发现挠度计示数或千斤顶压力值发生较大变化时，应立即停止工作，检查处理后再继续施工；
（4）附加措施：在本次试验中，钢板的两端均采用膨胀螺栓进行了锚固，从破坏的结果来看，两端的锚栓很好限制了钢板和结构胶体之间的相对位移，有效延迟了钢板端部的剥离速度，阻止了早期的剥离破坏。因此，在按相关的工艺要求粘贴完成后，一定要采取附加措施对钢板进行加固。目前比较常见的方法是在钢板外侧粘贴U型钢板，即从梁底部自中间向两侧进行对称粘贴，使U型钢板与工作面紧密结合，避免产生空隙影响加固效果。U型钢板粘结完毕后应立即将预先植入的螺栓加螺母拧紧作为钢板的永久附加锚固措施；
（5）大量的实践经验表明，钢板端部距离支座的距离和结构胶层厚度的值应尽可能小，避免钢板和过厚的胶层之间出现过大相对位移；锚固区长度的数值常与界面的粘结应力分布函数有关，而分布函数又取决于诸多因素，比如相对弹性模量和混凝土裂缝等，故而该值很难确定，施工中应根据实际情况现场试锚后进行确定。
参考文献：
[1]张益博.混凝土梁粘钢加固施工要点浅析[J].河南建材，2015年第4期
[2]葛春雷.粘钢加固钢筋混凝土梁二次受力试验研究[D].广西大学，2016