曹發(fā)寧

摘 要：隨著交通建設的不斷發(fā)展，運營中的橋梁工程因為交通運輸量很大，施工質量差，車輛超載等原因的影響，容易出現(xiàn)一些早期病害，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有交通運輸量的需要，需要對其進行加固處理。舊橋加固、維修改造是一項技術上可行、經(jīng)濟上合理的施工措施，通過對舊橋加固和維修利用，降低工程造價，使舊橋盡可能地發(fā)揮作用。粘貼鋼板法是一種常用的加固補強方法，本文對其加固的原理及優(yōu)點進行了總結，并結合工程實際，對其加固施工方法和施工工藝進行了分析，并提出了注意事項和施工效果評價方法，從而更好的提高粘貼鋼板加固橋梁施工質量。

關鍵詞：粘貼；鋼板；加固；橋梁；施工

中圖分類號：U445.72 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）19-0136-02

1 粘貼鋼板原理

粘貼鋼板法作為一種常見的加固方法，在橋梁工程中有著廣泛的應用。粘貼鋼板是橋梁加固中常用的被動加固方法，通過采用建筑結構膠或環(huán)氧樹脂，將鋼板和這些中間材料粘貼到橋梁結構比較薄弱的地方，從而一起和橋梁結構承受外部荷載的作用，一起提高橋梁結構的承載力和剛度，從而改善了橋梁結構的受力情況，避免了橋梁裂縫的出現(xiàn)。相關研究表明，粘貼鋼板加固鋼筋混凝土梁發(fā)生適筋梁破壞時，鋼板屈服和受拉鋼筋，受壓區(qū)混凝土達到極限壓應變。一般情況下，粘貼4-8mm鋼板對橋梁結構承載力和剛度的提高效果要好于粘貼2-3層碳纖維布的情況，該加固方法可發(fā)揮材料的高強度作用，對構件受壓區(qū)混凝土、受拉區(qū)鋼筋拉應力改善明顯。粘貼鋼板加固適用于提高梁的承載力和整體剛度。同時，采用粘貼鋼板法加固設計時，還須作出如下假定：鋼板的拉應變按平截面假定確定；鋼板的應力取拉應變與彈性橫量的乘積；鋼板的滯后應變應按加固前的初始受力情況確定；鋼板與混凝土之間不發(fā)生粘結剝離破壞。

實際上，加固規(guī)范在增大截面加固法里直接介紹的相對界限受壓區(qū)高度是第二界限破壞時的相對界限受壓區(qū)高度，在粘貼鋼板加固法里直接介紹的相對界限受壓區(qū)高度是第一界限破壞時的相對界限受壓區(qū)高度，并且還考慮了工程實際應用在理論計算值基礎上作了適當調整。此外，加固規(guī)范還通過在增大截面加固法里介紹原受拉鋼筋應力給出了第一界限破壞的臨界條件，在粘貼鋼板加固法里通過介紹鋼板抗拉強度折減系數(shù)取值方法間接從而介紹了第二界限破壞的臨界條件。

2 工程概況

由定西公路管理局管養(yǎng)的G30連霍高速天定段SK1581 +160景家店中橋（上行線）為3-20米鋼筋混凝土T梁橋，橋梁全長65.28米，橋梁全寬12.0米。經(jīng)技術論證，在修建連霍高速天定段時，將此橋維修加固，利用原有天巉公路（G310）舊橋。

3 粘貼鋼板加固施工

3.1 混凝土表面處理

首先應對混凝土表面的裂縫進行處理，對于出現(xiàn)生銹的鋼筋進行除銹，對于裂縫進行修補，確保粘貼鋼板的表面干凈、整潔。

3.2 鋼板加工處理

（1）對于鋼板的尺寸應該提前確定好，做好鋼板的放樣，下料的切割方法有很多種，可以采用全自動或者半自動機械設備對其進行切割，應該確保切割表面的光滑，并且沒有毛刺和缺口。（2）對于鋼板的粘合面應該對其進行打磨，打出一定的粗糙度，對于打磨的紋路也有要求，應該與鋼板的受力方向垂直。（3）應該按照設計圖上面錨栓孔位置進行膨脹螺絲的安裝，必要的時候可以稍微移動一下位置，避免打到了混凝土里面的鋼筋。（4）最后將鋼板粘貼在混凝土的表面，并且用錨栓進行固定，再焊接成一個整體。

3.3 配制膠黏劑

對于膠黏劑，盡量采取成品材料，這樣有利于膠黏劑的質量。

3.4 粘貼鋼板

用抹刀將膠粘劑同時涂抹在已處理好的混凝土表面和鋼板貼合面。對于黏貼劑的涂抹，應該從中間到兩邊進行，并且從鋼板的位置沿著貼面進行輕敲處理。通過聲音來確定是否有空洞的情況，如果有空洞的情況，應該進場重新粘貼。鋼板粘貼密實后，用錨栓固定，通過加墊片、緊固螺母，交替擰緊各加壓錨栓緊（擰緊次序應按由內向外、由中間向兩邊進行），加壓固定的壓力以≥0.5MPa為宜，使多余的膠粘劑沿板縫及螺栓孔擠出。采用壓力注膠黏結，先用封邊膠將鋼板周圍封閉，留出排氣孔，在鋼板低端黏貼注漿嘴并通氣試漏后，以不小于0.1MPa的壓力壓入膠黏劑，當排氣孔出現(xiàn)漿液后停止加壓，并用封邊膠封堵，再以較低壓力維持10min以上。同時應不斷輕敲鋼板檢查鋼板下膠粘劑飽滿度，若發(fā)現(xiàn)膠粘劑不足，應及時松開錨栓，從鋼板側面把膠粘劑填塞到空隙處，使鋼板平整密貼。

3.5 加壓固定

鋼板粘貼好，從剩余鋼板預留孔打入并安裝錨栓，輪流擰緊錨栓加以固定，并適當加壓，持續(xù)24h，使鋼板和混凝土表面壓實。

3.6 檢驗

撤除臨時固定設備后，應用小錘輕輕敲擊鋼板，從音響判斷黏貼效果或用超聲波探測粘貼密實度。如黏結面積小于90%此構件黏貼無效，應剝下重新粘貼。施工前對化學錨栓進行現(xiàn)場抗拔破壞試驗，數(shù)量不少于6根，破壞力大于40kN，抗拉力達到如下要求，抗拉力設計值為24kN，按照3%的比例進行抽檢且每批次不小于5件。在整個操作過程中，施工人員必須按每個步驟嚴格操作。另外為了保證施工質量，粘貼工作在夜間進行，灌漿的飽滿度達90%以上。

3.7 防腐處理

在鋼板粘貼完以后，需要對其進行防腐處理，一般是采用防腐涂料對鋼板整個外露的地方進行涂抹，再粘貼一層鉛絲網(wǎng)，后采用聚合物砂漿對其進行抹面，從而提高鋼板的防腐效果。

4 注意事項

粘貼鋼板加固時應卸除荷載，橋面不能有活載。粘貼鋼板加固時混凝土表面含水率不宜大于4%。鋼板與梁孔的對應，鋼板上的錨栓眼與梁底孔應對應，鋼板與混凝土梁都是剛性，不得有誤差，鉆頭應盡可能的大，鋼板的位置要保證不變，才能保證錨栓的的位置與鋼板上的錨栓孔的位置盡可能的一致，保證鋼板的順利恰當安裝。粘貼鋼板灌注完成24h后應檢測其粘貼灌注膠是否飽滿，可以尖嘴鐵錘敲擊鋼板表面，聲音清脆均勻即灌注膠飽滿，若為沉悶的響聲即為不飽滿，有氣泡，應進行補灌處理。

5 粘貼鋼板法施工效果

5.1 外觀評價

經(jīng)過現(xiàn)場專家的檢測，該橋梁加固后，外觀部分良好，而且在后續(xù)的使用過程中，沒有出現(xiàn)明顯的裂縫、麻面等病害，因此，該橋梁加固方法和施工工藝具有良好的效果。

5.2 無損檢測

無損檢測結果顯示，該橋維修加固部分平整度以及變異系數(shù)均符合預期要求，應用超聲-回彈綜合法測量維修加固區(qū)域混凝土強度等級符合設計要求。

5.3 荷載試驗

對該橋進行外觀檢查、無損檢測、荷載試驗等，外觀檢查和橋梁技術狀況評定結果表明，該橋現(xiàn)階段總體技術狀況等級評定為2類；荷載試驗結果表明，該橋目前滿足公路-Ⅱ級荷載等級的通行要求；結構檢算結果表明，該橋主梁抗彎及抗剪承載能力滿足公路-Ⅱ級荷載要求，說明橋梁結構整體荷載可靠且穩(wěn)定。

5.4 有限元結果分析

加固梁有限元結果分析。經(jīng)過模擬計算，P=31.2kN時加固梁的豎向位移圖及原混凝土的Mises等效應力圖分別如圖1所示。

通過上面的分析可知，P=31.2kN時粘貼鋼板加固梁的豎向最大位移為2.802mm。P=31.2kN時粘貼鋼板加固梁的原混凝土最大Mises等效應力為25.5Mpa。新增鋼板的抗拉強度得到了充分利用，但也不得不忽視的是其應力值已經(jīng)比較接近抗拉強度。

6 結語

粘貼鋼板加固法是通過膠粘劑將鋼板粘貼在構件表面使兩者共同工作的一種方法，鋼板的作用類似于受拉鋼筋，因此可采用鋼筋混凝土梁的受彎理論來分析。該法施工方便、加固效果較好，但是由于沒有混凝土的包裹，因而在設計和使用時要考慮鋼板和膠粘劑的抗火能力、鋼板的抗腐蝕能力以及鋼板與混凝土的粘結能力。該橋梁加固項目竣工通車后，在大交通量和重載交通作用下，目前橋梁運營效果和使用狀況良好，證明該加固方法都達到了預期的加固效果。

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