结剂将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物的受拉缘或薄弱部位,使之与原结构物形成整体
共同受力,以提高其刚度,改善原结构的钢筋及混凝土的应力状态,限制裂缝的进-
步发展,从而达到加固补强、提高桥梁承载能力。
【关键词】钢板;环氧树脂;旧桥加固;混凝土
Oldbridgelowerpartstructurestickssteelreinforcemethodresearch
ZhangJia-lin1,TianXiao-chen2
(1.ZhangjiakoutransportationbureauZhangjiakouHebei075000;
2.BaofusuperhighwayarrangemntbureauBaodingHebei071000)
【Abstract】Gluingtosticksteelplatetoreinforceamethodistogluea
knotwiththeepoxygluesteelplatetostickinthethingofthe
reinforcedconcretestructureofbeingsubjectedtoandpullinggoodluck
orweakpart,makeitwithoriginalthestructurethingbecomewhole
togetherbesubjectedtodinttoraiseitjustdegree,improvethe
reinforcingbarandconcreteoforiginalstructureoflimitcrackin
responsetothedintappearanceofenter-treaddevelopment,attainto
reinforceacompensationandimprovetheabilityofbridgeloading.
【Keywords】Steelplate;Epoxy;Oldbridgereinforce;Concrete
贴钢法加固桥梁一般采用环氧树脂或建筑结构胶将钢板、钢筋或玻璃钢等抗拉强度高
的材料粘贴在钢筋混凝土受弯构件表面,使之与结构物形成整体,从而取得提高构件
的抗弯、抗剪能力,以及减少裂缝扩展的效果。该加固方法具有施工简便,贴钢所占
空间小,不减小桥梁净空,加固施工周期短,消耗材料少,贴钢加固部位、范围与强
度可视设计构造需要灵活设置,并可在不影响或少影响交通的情况下施工。
1.粘贴钢板加固设计
首先,应对桥梁存在的病害与产生缺陷的原因进行分析,当确定采用贴钢法进行加固
后,根据病害与缺陷的所在部位,确定钢板的规格和粘贴部位和形式,-般将钢板粘
贴在被加固的桥梁结构受力部位的外边缘,以便充分发挥粘贴的钢板强度与作用,同
时封闭粘贴部位的裂缝和缺陷,约束混凝土变形,从而有效地提高被加固构件的刚度
和抗裂性。设计时,可根据需要在不同的部位粘贴钢板,有效地发挥粘钢构件的抗弯
、抗剪、抗压性能。
1.1为了提高桥梁结构的抗弯能力,一般在构件的受拉缘的表面粘贴钢板,使钢板与
原结构形成整体来受力,此时以钢板与混凝土粘结处的混凝土局部抗剪切强度控制设
计。合理与安全的设计应控制在钢板发生屈服变形前,粘结处混凝土不出现剪切破坏
。
1.2当桥梁结构的主拉应力区斜筋不足,为了加固和增加结构的抗剪切强度时,可将
钢板粘贴在结构的侧面,并垂直于剪切裂缝的方向斜向粘贴(斜度-般为45°~60°)
,以承受主拉应力。
1.3补强设计时,钢板可作为钢筋的断面来考虑,将钢板换算成钢筋,原有构件承受
恒载与活载,增加的钢板承受原有构件承受不了的那部分活载。
1.4在构造设计时,加固用的钢板可按实际需要采用不同的形状,但钢板的厚度必须
比计算出的厚度大些。用于抗弯能力补强的钢板尺寸应尽可能薄而宽、厚度一般为
4~6mm,较薄的钢板可有足够的弹性来适应构件表面形状。用于抗剪能力提高的钢板
厚度宜厚点,可依设计而定,一般采用10~15mm。
1.5设计钢板长度时,应将钢板的两端延伸到低应力区,以减少钢板锚固端的粘结应
力集中,防止粘结部位构件出现裂缝或粘贴钢板被拉脱现象的发生。
1.6贴钢法加固桥梁,如何确保钢板和被加固构件形成整体受力是加固成功与否的关
键,所以,在补强设计时,除应考虑钢板具有足够的锚固长度、粘结剂具有足够的粘
结强度和耐久性外,为避免钢板在自由端脱胶拉开,端部可用夹紧螺栓固定,或设置
U型箍板、水平锚固板等,并在钢板上按一定的距离用螺栓固定,确保钢板与混凝土
之间的粘结力满足抗拉或抗剪强度的需要。
2.材料与构造要求[1]
2.1加固所用的粘结剂,必须粘结强度高、耐久性好、具有一定弹性。
2.2加固使用的钢板,一般以3号钢或16锰钢为宜。钢板、连接螺栓及焊缝的强度设计
值,应按现行国家标准《钢结构设计规范》(GBJl7-88)规定采用。
2.3粘钢加固结合面的粘结强度,除粘结剂本身强度应确保外,主要取决于被加固构
件混凝上强度。因此,粘钢加固基层的混凝土强度等级不应低于C15。
2.4对于受压区粘钢加固,当采用梁侧粘钢时,钢板宽度不宜大于梁高的1/3。
2.5粘结钢板在加固点外的锚固长度,除满足计算值外,尚应保证一定的构造要求:对
于受拉区,不得小于200t(t为钢板厚度),亦不得小于600mm;对于受压区,不得小于
160t,亦不得小于480mm;同时,锚固区尚宜增设U型箍板或螺栓等附加锚固措施。
3.加固施工工艺[2-3]
粘贴钢板施工工艺如下:构件表面处理→定位钻孔植筋→粘结剂的配制→粘贴钢板→
加压拧紧锚固螺栓、紧固梁底钢板→检查粘贴质量→防护处理
3.1构件表面处理。(1)混凝土表面要清除破碎部分,并凿平凿毛,再用钢丝刷或压缩
空气清除浮尘;粘贴前表面再用丙酮擦一遍。对于混凝土表面凹陷过大的部位,应用
高强砂浆将表面处理平整。(2)钢板表面先用汽油或丙酮洗去油污,再用磨光机打磨
至表面露出金属光泽,然后用粗砂纸进行粗糙打磨,打磨纹路与钢板受力方向垂直,
再用丙酮擦净。
3.2定位钻孔植筋。植筋的施工工艺及注意事项如下:(1)钻孔定位锚栓施工前,必
须对预应力、非预应力筋区采用仪器定位以确定锚栓位置,锚栓尽量远离预应力筋、
底板主钢筋及锚具,钻孔时遇主筋可自行适当调整孔位或深度,不得损伤底板钢筋及
预应力钢绞线;(2)钻孔钻孔时应用冲击钻钻孔,以确保孔的表面有足够的粗糙度;
(3)清孔用毛刷清理孔壁上的浮皮,然后用压缩空气吹净孔内的灰尘及混凝土碎屑
,同时保持孔内干燥;(4)注胶采用专用植筋胶从孔的底部开始注射直至填满孔的
2/3;(5)插筋将钢筋缓缓旋入孔中,当有部分胶浆溢出时即可保证锚筋植入部分完
全粘上了胶液;(6)固化在固化前不可对钢筋施加任何荷载。
3.3粘结剂的配制。粘结剂采用粘贴钢板专用结构胶,配制比例严格按照产品使用规
范要求。
3.4粘贴钢板。采用涂拌法粘贴。先在混凝土和钢板表面涂一薄层专用结构胶,厚度
一般以2mm为宜,用抹刀刮平,将气泡挤出。随后将钢板贴在混凝土贴面上,进行加
压成型,使多余的胶液沿钢板边缘挤出,使钢板密贴在混凝土面上。
3.5加压。采用螺栓加压,待钢板粘贴后(钢板应事先按照锚栓位置钻好相应的孔)
,立即旋紧锚栓螺母进行加压。
3.6检查粘贴质量。(1)粘贴成型后涂胶饱满程度检查。用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板
,如无空洞声表示已粘贴密实,否则及时填入胶接剂充塞。若补救措施不能奏效,则
需将钢板拆下处理后重贴。(2)固化时间及固化后粘贴质量检查。胶结层固化时间约
24h,此后即可受力。
固化后,应用小锤轻轻敲击钢板,从音响判断粘结效果,锚固区粘结面积应不少于
90%,非锚固区粘贴面积不少于70%,否则此粘结件不合格,应剥下重新粘贴或采取有
效措施补粘或补强。
3.7防护处理。防锈采用粘贴钢板加固法胶液。涂刷前先将钢板除锈,使钢板表面呈
金属光泽。采用丙酮除油污,进行严格清洁处理并干燥后涂刷环氧树脂胶液[4-5]
。
4.粘贴钢板的关键技术
后加钢板与被加固混凝土梁体之间的可靠粘结是两者共同作用的基础,是粘贴钢板加
固法的关键技术。
加固所用的粘结剂必须粘结强度高、耐久性好,并具有一定的弹性。目前广泛采用的
环氧树脂类粘结剂(或建筑结构胶)其抗拉强度和抗剪强度一般都能满足粘结的要求
。结构破坏时,通常情况下不会沿着环氧树脂界面脱离,而是沿着梁底靠近钢板的混
凝土首先开裂破坏。换句话说,在粘结质量得到保证的前提下,钢板与混凝土层之间
的可靠粘结是无须质疑的,截面粘结处于非常安全的状态。
为了确保粘结质量,施工时应特别注意以下几点:
4.1钢板和待加固混凝土表面的清洗处理是保证粘结质量的前提。工程实践表明,钢
板表面存在铁锈、油污,混凝土表面存在浮尘和松散层等都会严重影响粘结质量。为
了确保粘结质量,必须对钢板和混凝土粘结面进行认真地处理。首先应将混凝土表面
的破碎部分清除,然后进行凿毛,使骨料外露,用铁刷或压缩空气清除浮尘。对破损
部分可用环氧砂浆补平。粘贴钢板前还应用丙酮清洗,彻底清除油污和浮尘。
4.2对粘结层加压是保证粘结质量的关键。钢板粘结到混凝土表面后,必须对钢板加
压,使钢板与混凝土表面紧密粘结。加压的方法很多,用的最多的是利用螺栓加压,
即在混凝土粘结面上每隔一定距离埋设8~12的膨胀螺栓,在钢板上设有相应的孔,
钢板粘贴到混凝土表面后立即旋紧螺帽进行加压。
粘贴时分别在混凝土表面和钢板上涂一层环氧树脂胶,一般厚度为2mm左右。随即将
钢板粘贴在混凝土表面,旋紧螺帽进行加压,使多余的胶液眼板边挤出,达到紧密粘
贴。胶液固化后再卸除螺帽,截去外露的螺栓杆,并留下2~3mm进行冷铆。
(下转第24页)单元式玻璃幕墙构造技术研究