結(jié)構(gòu)加固：橋跨結(jié)構(gòu)加固——粘貼鋼板加固法

1.結(jié)構(gòu)加固——特性和適用條件

如果主梁承載力不足，或縱向主筋嚴(yán)重銹蝕，或梁板橋主梁嚴(yán)重開(kāi)裂，可用膠黏劑和地腳螺栓將鋼板粘貼錨固在混凝土結(jié)構(gòu)受拉邊或薄弱部位，與結(jié)構(gòu)形成整體，可用鋼板代替附加鋼筋，提高橋梁承載力。粘鋼結(jié)構(gòu)加固適用于受彎、受剪、受拉構(gòu)件，適用于環(huán)境溫度在-20℃~ 60℃，相對(duì)濕度小于70%，無(wú)化學(xué)腐蝕的區(qū)域。

2.結(jié)構(gòu)加固——額外影響

(1)接頭表層必須處理，必須鉆螺栓孔，以免破壞原有結(jié)構(gòu)。

(2)鋼板要做防腐處理，增加了以后的維護(hù)成本。

3.結(jié)構(gòu)加固——機(jī)械特性

在較優(yōu)配筋范圍內(nèi)，隨著荷載的增加，原梁中的鋼筋屈服，鋼板屈服，混凝土被壓碎破壞。

對(duì)于粘鋼結(jié)構(gòu)加固的受彎構(gòu)件，破壞前外粘鋼板與混凝土的粘結(jié)性能良好，可以保證鋼板與結(jié)構(gòu)加固構(gòu)件的連接工作，保證鋼板達(dá)到屈服強(qiáng)度。但進(jìn)入破壞階段后，大部分構(gòu)件的鋼板與混凝土之間發(fā)生局部剝離，沿著鋼板與混凝土的界面，出現(xiàn)沿鋼筋的長(zhǎng)裂縫，混凝土被撕裂，造成構(gòu)件破壞。對(duì)于粘鋼結(jié)構(gòu)加固的受剪構(gòu)件，其破壞與普通鋼筋混凝土受剪構(gòu)件相似。首先出現(xiàn)斜裂縫，然后裂縫不斷發(fā)展，鋼板應(yīng)力明顯增大，然后構(gòu)件破壞。然而，在應(yīng)力過(guò)程的后期，可以明顯觀(guān)察到錨固端的局部損傷甚至剝落。

4.結(jié)構(gòu)加固——施工程序

4.1加強(qiáng)構(gòu)件的接縫表層處理

(1)對(duì)于很舊、很臟的混凝土構(gòu)件的粘結(jié)面，用硬毛刷涂抹清理劑，清除表層油污后用冷水沖洗，然后打磨粘結(jié)面，去除2 ~ 3 mm厚的面層，直至新鮮面完全露出，用壓縮空氣除塵。處理后，如果表層嚴(yán)重不平整，可以用環(huán)氧砂漿修復(fù)。

(2)如果混凝土表層不是很臟很舊，可以直接打磨粘結(jié)面，去掉1 ~ 2 mm厚的面層，用壓縮空氣清除灰塵，用棉花和丙 酮擦試表層。

(3)對(duì)于新混凝土的粘結(jié)面，首先用角磨機(jī)打磨粘結(jié)面，然后用鋼絲刷刷掉表層松散的浮渣，用棉花和丙 酮擦拭試驗(yàn)面。

(4)對(duì)于齡期小于3個(gè)月或濕度較大的混凝土構(gòu)件，必須在鋼筋粘結(jié)前進(jìn)行人工干燥處理。

4.2鋼板結(jié)合面的處理

(1)如果鋼板沒(méi)有生銹或輕微生銹，可以用噴砂、砂布或平砂輪拋光，直到出現(xiàn)金屬光澤。磨削粗糙度越大越好，磨削紋盡量垂直于鋼板的受力方向。然后用蘸有丙 酮的脫脂棉擦拭干凈。

(2)如果鋼板腐蝕嚴(yán)重，必須用中鹽酸浸泡20min使銹層脫落，然后用石灰水沖洗中和酸離子，用平砂輪打磨成條紋，再用丙 酮擦拭干凈。

4.3卸載

為減少粘鋼板的應(yīng)力應(yīng)變滯后現(xiàn)象，粘鋼板和膠液凝固時(shí)應(yīng)封閉交通。

4.4膠水準(zhǔn)備

較為常用的粘合劑是環(huán)氧粘合劑。環(huán)氧膠黏劑分為甲、乙兩組，使用前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢驗(yàn)，合格后方可使用。

4.5粘貼

粘結(jié)劑配制好后，用抹刀同時(shí)涂抹在處理過(guò)的混凝土表層和鋼板上，厚度為1 ~ 3 mm，中間厚，邊緣薄。然后將鋼板粘到預(yù)定位置。如果貼在立面上，可以加一層脫蠟玻璃纖維布，避免流淌。粘貼鋼板后，用錘子沿粘貼面輕輕敲擊鋼板。如果沒(méi)有空心音，說(shuō)明鋼板已經(jīng)貼緊；否則，應(yīng)剝離鋼板補(bǔ)膠，重新粘貼。

4.6固定和加壓

鋼板粘貼完畢后，立即用專(zhuān)用的U型夾具夾緊或用木桿頂起，保持壓力在0.05 ~ 0.1 MPa，使膠液剛好從鋼板側(cè)縫擠出。如果用膨脹螺栓固定，膨脹螺栓通常是鋼板的長(zhǎng)久性附加錨，其埋孔應(yīng)在涂膠前與鋼板一起鉆孔。4.7凝固

環(huán)氧膠黏劑可在室溫下凝固并保持在20℃以上，夾具或支架可在24小時(shí)內(nèi)拆除。溫度低于15℃時(shí)，應(yīng)采用人工加熱，一般采用紅外線(xiàn)燈加熱。凝固過(guò)程當(dāng)中不得對(duì)鋼板造成干擾

5.施工措施

(1)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20；

(2)鋼板厚度應(yīng)為2 ~ 6 mm，一般為4mm；

(3)粘結(jié)鋼板的錨固長(zhǎng)度不得小于200t(t為鋼板厚度)或小于60mm對(duì)于拉伸區(qū)域；對(duì)于壓縮區(qū)，不應(yīng)小于160噸和480毫米；；對(duì)于大跨度結(jié)構(gòu)或可能承受重復(fù)荷載的結(jié)構(gòu)，應(yīng)在錨固區(qū)增加額外的錨固措施，如U形環(huán)板或螺栓；

(4)鋼板及其相鄰混凝土表層應(yīng)密封、防水和防腐。如采用M15水泥砂漿抹灰，其厚度梁不小于20毫米，板不小于15毫米。

6.摘要

(1)由于其重量輕，操作方便，易于控制工程質(zhì)量；

(2)由于鋼板抗拉、抗壓強(qiáng)度高，粘貼鋼板主要承受活載，受彎、受剪、受拉構(gòu)件的結(jié)構(gòu)加固效果優(yōu)于加大混凝土截面；

(3)接頭表層處理和鉆螺栓孔對(duì)原有結(jié)構(gòu)有一定的破壞，因此應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，盡量減少破壞。

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