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摘要:随着经济交通的发展，已建桥梁中一些已经严重受损或轻微受损，对于轻微受损的桥梁我们采取加固措施，使桥梁发挥正常功能。本文简单介绍了粘结钢板法加固桥梁的原理，粘结钢板法的计算原理，以及在工程中的应用。
关键词：粘结钢板；桥梁；加固
1 问题的提出
随着我国经济发展和交通需求增长，一些旧桥随着运营时间的推移，开始陈旧老化，承载能力降低，因此对桥梁的检测与加固已尤为重要。采用粘结钢板法对旧的承载力不足的桥梁进行加固，可以在不破坏被加固的原构件的尺寸的前提下，很好的提高主梁的承载力。而且采用这样的加固方法，施工工艺简单，施工质量较容易控制，施工期短。最重要的是在施工过程中不必要对加固的桥梁进行封车处理，基本上不会影响的交通。
2 粘结钢板法机理
粘结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，粘钢所占空间小，不减小桥梁净空，加固施工周期短，消耗材料少，粘钢加固部位、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。所以，贴钢法是常用的旧桥加固技术。
3 粘结钢板的计算方法
3.1受弯构件计算
受弯构件截面强度不足时在受拉区加固，可采取在受拉区表面粘结钢板方法，如下图1所示，此时，按截面受弯承载力计算，可按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》规定进行，其受压区高度和截面受弯承载力可按下式确定：
图1受拉区粘贴钢板示意图
粘结钢板法计算公式：
截面承载力计算公式：
式中： —原构件纵向钢筋抗拉强度设计值；
—原构件纵向受拉钢筋截面面积;
—加固钢板抗拉强度设计值：
—加固钢板截面面积;
—原构件纵向受压钢筋抗压强度设计值：
—原构件纵向受压钢筋截面面积：
—混凝土受压区高度：
—原构件的宽度:
—原构件的有效高度：
—原构件的受压区保护层厚度;
0.9—考虑加固钢板的应力滞后、以及撕脱力影响等强度的折减系数。
3.2钢板锚固长度计算
1.受拉钢板在其加固点以外的锚固粘结长度L1的确定：
式中：—受拉加固钢板厚度;
—被粘结混凝土抗剪强度设计值。
公式中数值2为锚固区剪应力分布不均匀系数，近似按三角形考虑。
2.若钢板粘结长度无法满足以上要求，可在钢板的端部锚固区粘结U型箍板（如图2所示）此时锚固区的长度应满足下列规定：
图2钢板端部粘结U型箍板示意图
当时
当时
式中：—每端箍板数量；
—箍板宽度；
—箍板单肢的梁侧混凝土的粘结长度；
—钢与钢粘结抗剪强度设计值。
3.3斜截面用粘结钢板加固计算
当构件斜截面受剪承载力不足时，可按图3所示方法粘结并联U型箍板进行加固。此时斜截面受剪承载力按下式计算:
同时，必须满足以下条件：
式中：—斜截面剪力设计值；
—原构件斜截面受剪承载力设计值；
—单肢箍板截面面积；
—箍板轴线间距。
图3 斜截面粘结并联U型箍板示意图
3.4粘结钢板法施工与验收
3.4.1粘贴钢板施工注意点
(1)待粘结部位的混凝土表面应清凿平顺、坚硬干净；
(2)钢板除锈要彻底，且表面应有一定的粗糙度；
(3)慎重选择胶粘材料，配胶要精确。施工时开始固化的胶不得再用；
(4)粘贴时注意环氧砂浆饱满。—般在混凝土表面及钢板表面分别涂刷—层均匀的环氧砂浆薄层，合计层厚约2mm，然后加压使之密贴并使之固定(粘结剂固化前应有措施使钢板固定并夹紧)；
(5)粘贴前在混凝土上钻孔并安装锚固螺栓(兼作固定件和压紧件)，要求埋设牢固，具有可靠的抗拔力，以保持粘贴钢板时有效地加压，同时还可帮助钢板克服剪切，有利于粘结的耐久作用。
(6)对钢板外表面进行防锈处理和被加固部位构件的外观处理。
3.4.2粘结剂施工必须遵守以下安全规定：
(1)配制粘结剂用的原料应密封贮存，远离火源，避免阳光直接照射；
(2)配制和使用场所，必须保护通风良好；
(3)操作人员应穿工作服，戴防护口罩和手套；
3.4.3工程质量及验收
(1)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结密实度。如锚固区粘结面积少于90％，非锚固区粘结面积少于70％，則此粘结件无效，应剥下重新粘结。
(2)对于重大工程，为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，即将卸去的荷载重新全部加上，其结构的变形和裂缝开展应满足设计使用要求。
4工程应用
4.1工程概况
某三座分离式立交桥上部构造，原设计均为单跨标准跨径8m的普通钢筋混凝土空心板，单板宽1.25m，双圆孔空心（D=36cm），板高52cm，、这三座分离式立交桥，原设计为预制安装施工的普通钢筋混凝土单片双圆孔空心板桥，板与板之间通过绞接和现浇桥面铺装调整横向分布。但实际施工时将半幅路宽12.5m的10片空心板改为一次性整体现浇，而断面尺寸和配筋等均未按现浇整体板作相应改变，也未采取保证原结构(包括配筋)不变的隔离等措施。致使上部结构由单向板变为整体双向板(长宽比（0．64:1），受横向弯矩的作用，在板下缘最薄弱的空心处出现纵向结构受力裂缝。
4.2加固处理的原则
上述三桥，标准跨径仅为8m，但桥宽为12．5m，长宽比仅为0．64，现浇形成的整体板梁的受力特性已是双向异性板。在营运阶段，当作用活载后，将产生双向翘曲，在梁底的横向和纵向将同时产生拉应力。原空心板配置的纵向主筋，设计考虑能够承担单向绞接板时的拉应力；但横向仅按构造要求配置的钢筋却难以承受双向整体板的横向拉应力。所以，产生纵向裂缝，且在横向截面最薄弱处（空心板挖空的底缘）开裂。i
鉴于现在已无法使受力结构恢复到原设计状态，因此，加固处理应按“双向板”受力模式进行，即增加整体板的横向抗拉能力。
4.3加固施工要求及要点
(1)分别在梁底跨中、四分点和八分点处横向凿出深10mm、宽210mm的五条通长凹槽。在凿槽时，应注意槽口表面的平整、顺直，且凿完后用砂轮机打磨乎整并用钢丝刷刷干净灰尘，以保证粘贴质量；
(2)为确保钢带同梁体的粘贴紧密，间隔一定距离在梁底钻孔布置膨胀螺栓，将钢带紧固在梁底。钻孔时，应错开梁体的钢筋位置；
(3)钢带粘贴完成后，再用环氧砂浆压浆修补和封闭裂缝；
(4)用高标号水泥砂浆填满槽口，然后对梁底表面进行涂装处理;
(5)在粘贴钢带时，注意对桥面进行交通管制，禁止重车通行。
上述三座分离式立交桥的普通钢筋混凝土空心板纵向裂缝病害，经横向凿槽粘贴钢板加固处理后，经半年通车营运，加固效果达到理想要求，且桥下净空和外观均未受影响。
5结论
应用粘结钢板法对桥梁进行加固，不需要破坏被加固的原结构的尺寸，施工工艺简单，施工质量较容易控制，能约束混凝土变形，封闭粘贴部混凝土的裂缝和缺陷，有效的提高了加固构件的刚度和抗裂性，显著减小了荷载产生的挠度，对提高普通钢筋混凝土构件耐久性有重要的意义。但是当采用粘结钢板法对桥梁进行加固时，一定要保证钢板与原构件的粘结，使粘结的钢板充分发挥它的抗拉作用。其次还应该注意保证钢板与混凝土的粘结面具有足够的抗剪强度，也就是说一定要保证锚固螺栓的强度。粘结钢板由于重量轻, 操作便利, 易于控制工程质量，建议推广运用。
参考文献:
[1] 叶见曙、赖国麟、旧桥改造技术深入研究的建议、全国旧桥检测、评价与加固技术交流会.1991年9月
[2] 周建廷. 桥梁加固机理及加固准则探讨[J] . 重庆交通学院学报, 2001.
[3] 张树仁.桥梁加固薄弱受弯构件承载力极限状态计算.公路交通科技.2004.6.21：64～68.
关键词：粘结钢板；桥梁；加固
1 问题的提出
随着我国经济发展和交通需求增长，一些旧桥随着运营时间的推移，开始陈旧老化，承载能力降低，因此对桥梁的检测与加固已尤为重要。采用粘结钢板法对旧的承载力不足的桥梁进行加固，可以在不破坏被加固的原构件的尺寸的前提下，很好的提高主梁的承载力。而且采用这样的加固方法，施工工艺简单，施工质量较容易控制，施工期短。最重要的是在施工过程中不必要对加固的桥梁进行封车处理，基本上不会影响的交通。
2 粘结钢板法机理
粘结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，粘钢所占空间小，不减小桥梁净空，加固施工周期短，消耗材料少，粘钢加固部位、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。所以，贴钢法是常用的旧桥加固技术。
3 粘结钢板的计算方法
3.1受弯构件计算
受弯构件截面强度不足时在受拉区加固，可采取在受拉区表面粘结钢板方法，如下图1所示，此时，按截面受弯承载力计算，可按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》规定进行，其受压区高度和截面受弯承载力可按下式确定：
图1受拉区粘贴钢板示意图
粘结钢板法计算公式：
截面承载力计算公式：
式中： —原构件纵向钢筋抗拉强度设计值；
—原构件纵向受拉钢筋截面面积;
—加固钢板抗拉强度设计值：
—加固钢板截面面积;
—原构件纵向受压钢筋抗压强度设计值：
—原构件纵向受压钢筋截面面积：
—混凝土受压区高度：
—原构件的宽度:
—原构件的有效高度：
—原构件的受压区保护层厚度;
0.9—考虑加固钢板的应力滞后、以及撕脱力影响等强度的折减系数。
3.2钢板锚固长度计算
1.受拉钢板在其加固点以外的锚固粘结长度L1的确定：
式中：—受拉加固钢板厚度;
—被粘结混凝土抗剪强度设计值。
公式中数值2为锚固区剪应力分布不均匀系数，近似按三角形考虑。
2.若钢板粘结长度无法满足以上要求，可在钢板的端部锚固区粘结U型箍板（如图2所示）此时锚固区的长度应满足下列规定：
图2钢板端部粘结U型箍板示意图
当时
当时
式中：—每端箍板数量；
—箍板宽度；
—箍板单肢的梁侧混凝土的粘结长度；
—钢与钢粘结抗剪强度设计值。
3.3斜截面用粘结钢板加固计算
当构件斜截面受剪承载力不足时，可按图3所示方法粘结并联U型箍板进行加固。此时斜截面受剪承载力按下式计算:
同时，必须满足以下条件：
式中：—斜截面剪力设计值；
—原构件斜截面受剪承载力设计值；
—单肢箍板截面面积；
—箍板轴线间距。
图3 斜截面粘结并联U型箍板示意图
3.4粘结钢板法施工与验收
3.4.1粘贴钢板施工注意点
(1)待粘结部位的混凝土表面应清凿平顺、坚硬干净；
(2)钢板除锈要彻底，且表面应有一定的粗糙度；
(3)慎重选择胶粘材料，配胶要精确。施工时开始固化的胶不得再用；
(4)粘贴时注意环氧砂浆饱满。—般在混凝土表面及钢板表面分别涂刷—层均匀的环氧砂浆薄层，合计层厚约2mm，然后加压使之密贴并使之固定(粘结剂固化前应有措施使钢板固定并夹紧)；
(5)粘贴前在混凝土上钻孔并安装锚固螺栓(兼作固定件和压紧件)，要求埋设牢固，具有可靠的抗拔力，以保持粘贴钢板时有效地加压，同时还可帮助钢板克服剪切，有利于粘结的耐久作用。
(6)对钢板外表面进行防锈处理和被加固部位构件的外观处理。
3.4.2粘结剂施工必须遵守以下安全规定：
(1)配制粘结剂用的原料应密封贮存，远离火源，避免阳光直接照射；
(2)配制和使用场所，必须保护通风良好；
(3)操作人员应穿工作服，戴防护口罩和手套；
3.4.3工程质量及验收
(1)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结密实度。如锚固区粘结面积少于90％，非锚固区粘结面积少于70％，則此粘结件无效，应剥下重新粘结。
(2)对于重大工程，为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，即将卸去的荷载重新全部加上，其结构的变形和裂缝开展应满足设计使用要求。
4工程应用
4.1工程概况
某三座分离式立交桥上部构造，原设计均为单跨标准跨径8m的普通钢筋混凝土空心板，单板宽1.25m，双圆孔空心（D=36cm），板高52cm，、这三座分离式立交桥，原设计为预制安装施工的普通钢筋混凝土单片双圆孔空心板桥，板与板之间通过绞接和现浇桥面铺装调整横向分布。但实际施工时将半幅路宽12.5m的10片空心板改为一次性整体现浇，而断面尺寸和配筋等均未按现浇整体板作相应改变，也未采取保证原结构(包括配筋)不变的隔离等措施。致使上部结构由单向板变为整体双向板(长宽比（0．64:1），受横向弯矩的作用，在板下缘最薄弱的空心处出现纵向结构受力裂缝。
4.2加固处理的原则
上述三桥，标准跨径仅为8m，但桥宽为12．5m，长宽比仅为0．64，现浇形成的整体板梁的受力特性已是双向异性板。在营运阶段，当作用活载后，将产生双向翘曲，在梁底的横向和纵向将同时产生拉应力。原空心板配置的纵向主筋，设计考虑能够承担单向绞接板时的拉应力；但横向仅按构造要求配置的钢筋却难以承受双向整体板的横向拉应力。所以，产生纵向裂缝，且在横向截面最薄弱处（空心板挖空的底缘）开裂。i
鉴于现在已无法使受力结构恢复到原设计状态，因此，加固处理应按“双向板”受力模式进行，即增加整体板的横向抗拉能力。
4.3加固施工要求及要点
(1)分别在梁底跨中、四分点和八分点处横向凿出深10mm、宽210mm的五条通长凹槽。在凿槽时，应注意槽口表面的平整、顺直，且凿完后用砂轮机打磨乎整并用钢丝刷刷干净灰尘，以保证粘贴质量；
(2)为确保钢带同梁体的粘贴紧密，间隔一定距离在梁底钻孔布置膨胀螺栓，将钢带紧固在梁底。钻孔时，应错开梁体的钢筋位置；
(3)钢带粘贴完成后，再用环氧砂浆压浆修补和封闭裂缝；
(4)用高标号水泥砂浆填满槽口，然后对梁底表面进行涂装处理;
(5)在粘贴钢带时，注意对桥面进行交通管制，禁止重车通行。
上述三座分离式立交桥的普通钢筋混凝土空心板纵向裂缝病害，经横向凿槽粘贴钢板加固处理后，经半年通车营运，加固效果达到理想要求，且桥下净空和外观均未受影响。
5结论
应用粘结钢板法对桥梁进行加固，不需要破坏被加固的原结构的尺寸，施工工艺简单，施工质量较容易控制，能约束混凝土变形，封闭粘贴部混凝土的裂缝和缺陷，有效的提高了加固构件的刚度和抗裂性，显著减小了荷载产生的挠度，对提高普通钢筋混凝土构件耐久性有重要的意义。但是当采用粘结钢板法对桥梁进行加固时，一定要保证钢板与原构件的粘结，使粘结的钢板充分发挥它的抗拉作用。其次还应该注意保证钢板与混凝土的粘结面具有足够的抗剪强度，也就是说一定要保证锚固螺栓的强度。粘结钢板由于重量轻, 操作便利, 易于控制工程质量，建议推广运用。
参考文献:
[1] 叶见曙、赖国麟、旧桥改造技术深入研究的建议、全国旧桥检测、评价与加固技术交流会.1991年9月
[2] 周建廷. 桥梁加固机理及加固准则探讨[J] . 重庆交通学院学报, 2001.
[3] 张树仁.桥梁加固薄弱受弯构件承载力极限状态计算.公路交通科技.2004.6.21：64～68.