粘贴钢板技术在桥梁加固中的应用

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摘要：本文主要介绍了粘贴钢板技术在桥梁加固中的应用，并对粘贴钢板技术加固的设计要求、加固机理、加固特点和粘贴钢板补强设计等方面进行了阐述，分析了施工应注意的几个问题，总结了该技术的优点，从而推广粘贴钢板技术的运用。

关键词：桥梁加固;粘贴钢板;加固特点

Abstract: this paper mainly introduces the paste steel plate technology in the bridge reinforcement, the application of technology of steel reinforcement paste design requirements, strengthening mechanism, strengthening characteristics and paste steel reinforcement design was discussed, analyzed some problems needing attention in the construction, this paper summarizes the advantages of technology, so as to promote paste steel plate technique.

Keywords: the bridge reinforcement; Paste steel plate; Strengthening characteristics

中图分类号：K928.78文献标识码：A 文章编号：

粘贴钢板加固法作为应用于钢筋混凝土结构加固补强的一种新的专用技术方法，同时还是针对于粘钢加固法而开发的可以替代粘钢加固的新的工艺方法。它能够与粘钢加固相同的原理是用钢板代替钢筋，将钢板固定到混凝土的表面，使钢板和混凝土构件联合受力 ，相当于增加了混凝土构件的配筋量，起到提高构件承载力的效果。不同点在于粘钢法用建筑结构胶将钢板粘贴于混凝土表面，锚贴钢板加固方法是采用专用的异型铆钉将钢板和混凝士锚接 ，粘钢法更加有效地保证钢板和混凝土的协同工作。同时，其还可以根据桥梁病害与缺陷所在部位，确定钢板的规格和粘贴形式，将钢板粘贴在被加固的桥梁结构受力部位的外边缘，以便充分发挥粘贴钢板的作用，同时密封粘贴部位的裂缝和缺陷，约束构件的变形，从而有效地提高了加固构件的刚度和抗裂性，有效的发挥粘钢构件的抗弯，抗剪、抗压性能。

1、粘贴钢板法加固技术的一般设计要求

在桥梁加固实践过程中，关于这一技术手段的设计，应做到以下几点要求 ：

1） 要提高桥梁结构的抗弯能力。一般应设计在构件受拉区的表面粘贴钢板，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。

2) 要加固和增加结构的抗剪切强度。当桥梁结构的丰拉应力区斜筋不足，为了加固和增加结构的抗剪切强度，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( 斜度一般为4 5 ～60 )，以承受主拉应力。

3)补强设计要求。在进行补强设计时，钢板可作为钢筋的断面来考虑，将钢板换算成钢筋，也可根据实际情况将钢板换算成原有的某种材料(如在石拱桥中的条石等)。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。

4)构造设计要求。在进行构造设计时，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。用于提高抗剪能力的钢板厚度宜厚，其设计依实际情况而定，一般宜采用10～15mm。

5) 钢板长度设计要求。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。

6) 充分考虑整体受力问题。粘钢法加固桥梁,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形箍板、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强度的需要。

7)质量检验 。钢板与建筑结构胶材料，应该有相关材质证明书及产品合格证，并对钢板、结构胶进行现场抽样检验。铆钉现场抽样，在实验室作单个铆钉抗剪力试验， 单个铆钉抗剪力大于40kN为合格 。

2、粘贴钢板法加固机理

对于主梁承载力不足，或纵向主筋出现严重锈蚀，或梁板桥的主梁出现严重横向裂缝时，可采用环氧树脂或建筑结构胶将钢板这一抗拉强度高的材料粘贴在混凝土结构的受拉缘或者薄弱部位，使之与原结构物形成整体共同受力，从而改善原结构钢筋及混凝土的应力状态，达到提高构件的抗弯、抗剪能力，减少裂缝继续发展的效果。

3、粘贴钢板法加固特点

1） 不会破坏被加固结构的外形。

2） 施工工艺简单，施工质量易于控制。

3） 施工工期短，经济性较好。

4） 粘钢所占空间小，不影响桥梁净空，桥梁自重增加很小。

5） 加固部位、范围与强度可视设计构造需要灵活设置。

6） 可在不影响或少影响交通的情况下施工。

7） 不足之处是粘结剂的质量及耐久性是影响加固效果的主要因素。此外，钢板与结构物的随型性较差，会影响加固效果。

4、粘贴钢板补强设计

构件纵、斜裂缝补强设计的原则

1） 防止裂缝病害再发展，防锈，防腐蚀。

2） 对已开裂的部分，在缝中灌注粘合剂，加强断面的整体性，提高断面刚度。

3）用加贴的竖向钢板来承受活载、温度等荷载产生的拉应力，并提高支点附近断面的抗剪极限承载能力。

5、粘贴钢板施工工艺流程

5.1粘贴钢板加固标准施工程序

混凝土表面划线,确定钢板位置----混凝土,钢板表面处理---配制粘结剂, (结构胶)---- 混凝土,钢板表面涂胶----粘贴钢板----固定加压----养护固化----钢板表面防护

5.2粘贴钢板操作方法

1）按照设计图纸,在混凝土表面划线,确定粘贴钢板位置。

2）对于混凝土构件粘结面应根据构件混凝土表面的新旧程度、坚实程度、干湿程度分别按以下几种情况处理：

①对很旧很脏的混凝土表面应先除去表面油垢污物和不良混凝土，将表面突出部分凿去，使混凝土表面尽可能平整，再用打磨机对粘结面进行打磨，除去表面松散物，直至完全露出混凝土新面，采用无油压缩空气机吹出粉尘。处理后若表面严重凹凸不平，可用高强树脂砂浆修补平整。

②如果混凝土表面不是很脏，可直接对粘结面进行打磨，除去表面松散物和浮浆，用压缩空气除去粉尘，再用工业酒精或丙酮清洗表面。

③对于新混凝土粘结面，可用电动钢丝刷将表面松散浮渣除去，再用工业酒精或丙酮清洗表面，也可用水冲洗，但必须待完全干燥后方可进行下道工序。

④对于湿度较大的混凝土构件或龄期在三个月内的混凝土构件，除按上述要求进行表面处理外，尚须进行人工干燥处理。一般可用红外线烘烤。若采用在潮湿状态下也可粘结固化的结构胶时，可不进行人工干燥处理。

3）对于钢板粘贴面应根据钢板锈蚀程度按不同方法处理：

①如钢板未生锈或轻微锈蚀，可用砂轮机对钢板进行打磨，打磨纹路应与钢板受力方向垂直。要求钢板出现金属光泽，无锈迹，打磨粗糙度越大越好。打磨后用工业酒精或丙酮清洗钢板表面，要求钢板表面无油污、无灰尘。

②如钢板锈蚀严重，须先用适度盐酸浸泡20分钟，使锈层脱落，再用石灰水冲洗，中和酸离子，最后用平砂轮机打磨，打磨要求同上。

5.3配置结构胶

粘结剂为膏状结构胶，由甲、乙两组份合成。将甲、乙两组份按配比混合，用机械充分搅拌均匀，每次搅拌量不宜过多。搅拌机具及容器不得有油污，应避免任何杂物进入容器。

5.4涂胶与粘接

用抹刀将配置好的结构胶同时抹在已清洗过的不平整混凝土表面和钢板粘接面。为使结构胶能充分浸润、渗透、扩散、粘附于结合面，宜先用少量胶于不平整混凝土表面来回刮抹数遍。钢板上抹胶应中间厚边缘薄，然后将钢板贴于预定位置。钢板粘贴后用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板，无空洞声表示已粘贴密实，否则剥下钢板补胶，重新粘贴。

5.5固定与压力

钢板粘贴好后立即用卡具、支撑式膨胀螺栓固定，并适当加压，以使胶液刚从钢板边缘挤出为准。若用膨胀螺栓固定钢板，一般兼作钢板永久锚固措施。施工时埋设孔应预先与钢板一道于涂胶前配钻，并将埋设孔中灌胶，待胶固化后再粘贴钢板，螺栓的锚固效果更有保证。

5.6养护、固化

钢板粘贴后在常温下养护，一般建筑结构胶在常温（20℃）下固化，24小时后可拆除夹具或支撑，7天即可受力。若气温低于15℃，可延长养护固化时间，48小时可拆除夹具或支撑，10-15天可受力使用。若气温较低时，应采用人工加温，一般用红外线灯加热，保持温度在15-20℃为宜。养护固化时不得对钢板有任何扰动。

5.7钢板表面防护

构件外部粘贴加固钢板，应按设计要求进行防护处理。当外抹砂浆保护层防护时，为利于砂浆粘结，可在钢板表面点粘一层豆石或粗砂。若不抹砂浆保护层时，可在钢板表面涂刷防锈漆。一般底漆用红丹油性防锈或红丹酚醛防锈漆涂刷两遍，面漆用锌灰油漆防锈漆涂刷两遍。

6.注意事项

1）配制粘接剂的原料应密封贮存，远离火源，避免阳光直接照射。

2）配制和使用粘接剂场所，必须保持通风良好。

3）现场施工人员应采取一定的劳动保护措施。（穿工作服、戴口罩和手套等）

4）工作场所应配备必要的灭火器。

5）施工机具、照明用电必须安全可靠。

6）粘贴的钢板上不得施焊，否则会影响粘结胶的强度。

7.质量检验

钢板粘贴后应进行钢板粘接质量全面检查，按规范要求，锚固区钢板有效粘接面积不少于90%，非锚固区不少于70%。检查方法一般采用非破损检验，即用小锤轻轻敲击钢板，从声响判断有无空洞，确定钢板的有效粘接面积。若不满足要求可采用灌胶补救措施，若补救无效，应重新粘接。

结束语：粘贴钢板加固桥梁是一项技术先进、行之有效的桥梁加固补强方法，也是一种广泛应用的桥梁加固技术手段，与其他加固方法比较有着自身独特的优势，桥梁粘贴钢板加固一定要严格保证施工精度。

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