·“土木交通”微信公众平台上线啦![2016-01-08]
·重要通知[2015-07-01]
·公司微信公众平台正式上线啦![2014-11-14]
您现在的位置: 首页>> 技术交流
技术交流

桥梁加固之粘贴钢板加固法

时间:2016-06-24 访问人数:

 

一、粘贴钢板加固法原理

 粘贴钢板加固补强法是:采用环氧树脂系列粘接剂,将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物的受拉区域薄弱部位,使之与结构物形成整体,用以代替需增设的补强钢筋,通过钢板与补强结构的共同作用,提高其刚度,限制裂缝开展,改善钢筋及混凝土的应力状态,提高梁的承载能力,以达到补强效果一种加固方法。

二、适用条件  锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位,使其与结构形成整体,以钢板代替增设的补强钢筋。    

三、优点与缺点

(1)技术先进,性能良好。 将强度高的钢板粘贴于被加固的钢筋混凝土梁受力部位,不仅能保证混凝土和钢板作为一个新的整体共同受力,而且能最充分地发挥粘钢地强度,封闭粘贴部位加固构件的裂缝,约束混凝土变形,从而有效地提高加固构件的刚度与抗裂性;同时可以任意地依设计需要与可能而粘贴,有效地发挥粘钢构件地抗弯、抗剪、抗压地性能,其受力均匀,不会在混凝土中产生应力集中现象。

(2)所占空间小,不影响被加固结构外观和使用空间。 由于加固体大都是一层3~4mm 厚钢板粘贴于相对体形或厚度大得多地结构上,因此, 加固体所占空间小,基本上不影响外观。加固施工所需空间,也可视净空要求,采用支顶、 活动卡和锚栓加压粘贴。

(3)加固施工周期短。 由清理、修补加固构件表面,将钢板粘贴于构件上,到加压固化,大约1~2 天时间, 比其它的加固法可大大节省施工时间。

(4)材料消耗小。 钢材可按计算的需要量粘贴于构件的加固部位,并和原构件共同协调受力。

(5)工艺简便。 粘钢加固工序为被加固构件表面清理和修补、刚把那除锈、拌胶粘贴、加压固化、钢板 外露面图刷防锈漆等,施工工艺简便,只要认真细致,每道工序较容易达到操作规程要求。 

同时,具有不需要破坏被加固的原有结构物;加固工程几乎不增大原结构物的尺寸;几乎可以不改变具有历史价值建筑的原有艺术特点。

该方法的不足之处是粘贴钢板的受力存在应力滞后现象,且施工时原结构的荷载越大,应力滞后越多;粘结剂的质量及耐久性是影响加固效果的主要因素,并且受施工质量的影响显著。

四、 适用范围

粘贴钢板加固的常用形式有:板梁桥或T梁桥梁底粘贴纵向钢板加固、箱梁或T梁(或工字梁)梁腹粘贴斜向钢板加固、悬臂梁牛腿或挂梁端部粘贴钢板加固、拱桥拱圈粘贴钢板加固等。为保证钢板与被加固的构建形成整体,钢板必须有足够的锚固长度,粘结剂具有足够的粘结强度和耐久性。为避免钢板脱胶拉开,端部可用加紧螺栓固定,但必须注意不要对构建截面造成不必要的损伤。具体如下:

(1) 适用于受弯及受拉构件;

(2) 适应外部环境温度不高于60、相对湿度不大于70%及无化学腐蚀地区的桥梁结构中;

(3) 使用成熟的建筑结构胶,慎重对待新胶种;

(4) 试验表明粘结抗剪、抗拉强度大于混凝土的抗剪、抗拉强度,破坏发生在混凝土上而不在胶层上,钢板与混凝土的粘结强度完全取决于混凝土本身的强度,构件混凝土强度不能过低,否则不能发挥钢板和胶粘剂的作用。

五、材料要求

(1) 胶粘剂   弹性模量高、线膨胀系数小、比较有韧性,耐久性好。

(2) 加固用钢板   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,应按现行钢结构设计规范规定采用。 

六、施工要点 粘钢加固施工应按规范规定的工艺流程进行。

(1) 表面处理  表面处理包括加固构件结合面处理和钢板贴合面处理,是粘钢加固施工过程最关键的工 序,应认真进行。对于混凝土构件结合面应根据构件表面的新旧程度、坚实程度、干湿程度, 分别按以下四种情况处理: 对很旧很脏的混凝土构件的粘合面,应先用硬毛刷沾高效洗涤剂,刷除表面油垢污物 后用冷水冲洗,再对粘合面进行打磨、除去2~3mm 厚表层,直至完全露出新鲜面,并用压 缩空气除去粉尘。处理后,若表面严重凹凸不平,可用环氧树脂砂浆修补。 如果混凝土表面不是很脏很旧,则可直接对粘合面进行打磨,去掉1~2 mm 厚表层, 用压缩空气除去粉尘,用棉花沾丙酮擦试表面。 对于新混凝土粘合面,先用角磨机将粘合面磨平,再用钢丝刷将表面松散浮渣刷去, 用棉花沾丙酮擦试表面。 对于龄期在3 个月以内,或湿度较大的混凝土构件,粘钢前尚须进行人工干燥处理。 胶粘剂配制 加固构件卸载 90 。对于钢板粘合面,应根据钢板锈蚀程度,分别按以下两种方法处理: 如钢板未生锈或轻微锈蚀,可用喷砂、砂布或平砂轮打磨,直至出现金属光泽。打 磨粗糙度越大越好,打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直。然后用脱脂棉花沾丙酮擦拭干净。 如钢板锈蚀严重,须先用适度盐酸浸泡 20min,使锈层脱落,再用石灰水冲洗,中 和酸离子、最后用平砂轮打磨出纹道,再用丙酮擦试干净。

(2)卸荷。 为了减轻粘贴钢板的应力、应变滞后现象,粘贴钢板及胶液固化期间应封闭交通。

(3)配胶。 目前结构加固用胶粘剂中最常用的是环氧类粘结剂。环氧类粘结剂分为甲、乙两组分, 使用前应进行现场质量检验,合格后方能使用。使用时将甲、乙两组分别按说明规定混合在 一起,用转速为100~300r/min 的轴式搅拌器搅拌,至色泽均匀为止。容器内不得有油污, 搅拌时应避免水进入容器,并按同一方向进行搅拌,以免带入空气形成气泡,降低粘结性能。

(4)粘贴。 粘结剂配制好后,用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板上,厚度 1~3mm 中间厚边缘薄。然后将钢板贴于预定位置,若是立面粘贴,为防止流淌,可加一层脱蜡玻璃 丝布。粘好钢板后,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,否则应 剥下钢板补胶,重新粘贴。

(5)固定与加压。 钢板粘贴好后立即用特制 U 型夹具夹紧或用木杆顶撑,压力保持为 0.05~0.1MPa,以 使胶液刚从钢板边缝挤出为度。若用膨胀螺栓固定,膨胀螺栓一般是钢板的永久附加锚固, 其埋设孔洞应与钢板一道于涂胶前钻成。

(6)固化。 环氧类粘结剂在常温下固化,保持在20℃以上,24h 即可拆除夹具或支撑,若低于15℃, 应采用人工加温,一般用红外线灯加热。固化期间不得对钢板有任何扰动。

(7)检验。 撤除临时固定设备后,应用小锤轻轻敲击粘结钢板,从音响判断粘接效果或用超声波法 探测粘贴密度。如锚固区粘结面积少于90%,非锚固区粘结面积少于70%,则此粘结件无效,应剥下重新粘结。 对于重大工程,为了真实检验其加固效果,尚需抽样进行荷载试验,一般仅作标准使用荷载试验,即在标准荷载作用下,加固结构的变形和裂缝开展应满足设计的使用要求。

 (8)防腐处理。 粘钢加固的钢板,应按设计要求进行防腐处理。可在钢板表面粉刷水泥砂浆保护,如钢 板面积较大,为了有利于砂浆粘贴,可粘一层铅丝网或点粘一层豆石。并在抹灰时涂刷一道 混凝土界面剂。水泥砂浆的厚度:对于梁不应小于20 ㎜,对于板不应小于15 ㎜。