论文部分内容阅读
摘要：粘贴钢板补强法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和施工速度快等优点，本文讨论了粘贴钢板加固法加固桥梁的施工技术问题。
关键词：粘贴钢板补强法；加固；桥梁；技术
国民经济的快速发展与交通建设的发展是密不可分的，随着交通建设的不断发展，交通运输量大幅度提高，行车密度及车辆载重越来越大，损坏的桥梁座数逐年增多。加强桥梁养护管理，对现有缺陷的桥梁进行安全评估，进而及时采取措施进行加固补强，是一项十分重要的工作。桥梁上部结构加固技术有很多，如增加钢筋加固法、加大截面加固法、粘贴钢板加固法和锚喷混凝土加固法等，本文讨论了粘贴钢板加固法加固桥梁的施工技术问题。
钢板粘贴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。
这种方法具有以下优点：（1）不需要破坏被加固的原有结构物；（2）加固工程质量要求很高，但施工时并不要求高级的专门技术人员操作；（3）加固工程几乎不增大原结构物的尺寸；（4）能在短期内完成加固工程；（5）几乎可以不改变具有历史价值建筑的原有艺术特点。
因此在实际工程中得到了广泛的应用。
1.粘贴钢板加固设计
（1）一般将钢板粘贴在被加固梁的受力部位的外边缘，以便充分发挥粘贴钢板的强度与作用，同时封闭粘贴部位的裂缝和缺陷，约束混凝土变形，从而有效地发挥粘贴钢板梁的抗弯、抗剪等性能。
（2）为了提高梁的抗弯能力，一般在其受拉缘表面粘贴钢板，使钢板与梁形成整体来受力，此时以钢板与混凝土黏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，黏结处混凝土不出现剪切破坏。
（3）当梁的主拉应力区斜筋不足，为了加固和增加梁的抗剪切强度时，可将钢板粘贴在梁体的侧面，并垂直于剪切裂缝的方向斜向粘贴（斜度一般为45°～60°），以承受主拉应力。
（4）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，但此钢板仅承受原梁承受不了的那部分活载。
（5）在构造设计时，加固用的前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。用于抗彎能力补强的钢板尺寸应尽可能薄而宽，厚度一般为4～6 mm，较薄的钢板有足够的弹性来适应梁体表面形状。用于抗剪能力提高的钢板厚度宜厚点，可依设计而定，一般采用10～15 mm。
（6）设计钢板长度时，应将钢板的两端延伸到低应力区，以减少钢板锚园端的黏结应力集中，防止黏结部位的混凝土出现裂缝或粘贴钢板被拉脱现象的发生。
（7）如何确保钢板和被加固的梁体形成整体受力是加固成功与否的关键。所以，在进行补强设计时，除应考虑钢板具有足够的锚固长度、黏结剂具有足够的黏结强度和耐久性外，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黏结力满足抗拉或抗剪强度的需要。
2.对材料与构造的要求
（1）加固所用的黏结剂，必须黏结强度高、耐久性好、具有一定弹性。
（2）加固使用的钢板，一般以Q235B或16Mnq钢为宜。钢板尺寸、连接螺栓及焊缝的设计均应按现行的公路桥涵设计规范和其他相关标准执行。
（3）黏钢加固结合面的黏结强度，除黏结剂本身强度应确保外，主要取决于被加固梁体的混凝土强度。因此，其混凝土强度等级不应低于C15。
（4）对于受压区黏钢加固，当采用梁侧黏钢板时，钢板宽度不宜大于梁高的1/3。
（5）黏结钢板在加固区外的锚固长度，除满足计算值外，尚应保证一定的构造要求：对于受拉区，不得小于200 （ 为钢板厚度），亦不得小于600 mm；对于受压区，不得小于160 ，亦不得小于480 mm；同时，锚固区尚宜增设U形箍板或螺栓等附加锚固措施。
（6）为防止钢板锈蚀，延缓黏结剂的老化，钢板表面应作密封防水防腐蚀处理。
3.粘贴钢板施工时应注意的问题：
粘贴钢板施工应注意以下几点：
①待黏结部位的混凝土表面应清凿平顺、坚硬干净。钢板除锈要彻底，且表面应有一定的粗糙度。
②慎重选择胶黏材料，配合比要准确。
③粘贴前在梁体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力，有利于粘贴的耐久作用。
④粘贴时应注意粘贴料的饱满。
⑤对钢板外表应进行防锈处理和被加固部位梁体的外观处理。
4.有关安全措施
黏结剂配制必须遵守以下安全规定：
①配制黏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，必须保持通风良好。
③操作人员应穿工作服，戴防护口罩和手套。
④工作场所应配备各种必要的灭火器以备救护。
5.质量检查：
粘贴钢板的质量是否达到要求，可以进行以下几方面的检查。
①粘贴钢板完毕并撤除临时固定设备后，应用小锤轻轻敲击黏结钢板，从音响判断黏结效果或用超声波法探测黏结密实度。如锚固区黏结面积少于90%，非锚固区黏结面积少于70%，则此黏结件无效，应剥下重新黏结。
②对一些特别重要的桥梁，也可做荷载试验。但一般仅做标准使用荷载试验。其变形（挠度）和裂缝开展应满足设计使用要求。
参考文献：
[1]周先雁，王解军，桥梁工程（第二版），[M].北京：北京大学出版社，2012
[2]李自林，桥梁工程，[M]武汉：华中科技大学出版社，2008
作者简介：
董明荣，男，1966年3月出生，藉贯：浙江绍兴，工作单位：绍兴市市政公用工程质量安全监督站，高级工程师职称，研究方向：工程质量安全监督。
关键词：粘贴钢板补强法；加固；桥梁；技术
国民经济的快速发展与交通建设的发展是密不可分的，随着交通建设的不断发展，交通运输量大幅度提高，行车密度及车辆载重越来越大，损坏的桥梁座数逐年增多。加强桥梁养护管理，对现有缺陷的桥梁进行安全评估，进而及时采取措施进行加固补强，是一项十分重要的工作。桥梁上部结构加固技术有很多，如增加钢筋加固法、加大截面加固法、粘贴钢板加固法和锚喷混凝土加固法等，本文讨论了粘贴钢板加固法加固桥梁的施工技术问题。
钢板粘贴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。
这种方法具有以下优点：（1）不需要破坏被加固的原有结构物；（2）加固工程质量要求很高，但施工时并不要求高级的专门技术人员操作；（3）加固工程几乎不增大原结构物的尺寸；（4）能在短期内完成加固工程；（5）几乎可以不改变具有历史价值建筑的原有艺术特点。
因此在实际工程中得到了广泛的应用。
1.粘贴钢板加固设计
（1）一般将钢板粘贴在被加固梁的受力部位的外边缘，以便充分发挥粘贴钢板的强度与作用，同时封闭粘贴部位的裂缝和缺陷，约束混凝土变形，从而有效地发挥粘贴钢板梁的抗弯、抗剪等性能。
（2）为了提高梁的抗弯能力，一般在其受拉缘表面粘贴钢板，使钢板与梁形成整体来受力，此时以钢板与混凝土黏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，黏结处混凝土不出现剪切破坏。
（3）当梁的主拉应力区斜筋不足，为了加固和增加梁的抗剪切强度时，可将钢板粘贴在梁体的侧面，并垂直于剪切裂缝的方向斜向粘贴（斜度一般为45°～60°），以承受主拉应力。
（4）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，但此钢板仅承受原梁承受不了的那部分活载。
（5）在构造设计时，加固用的前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。用于抗彎能力补强的钢板尺寸应尽可能薄而宽，厚度一般为4～6 mm，较薄的钢板有足够的弹性来适应梁体表面形状。用于抗剪能力提高的钢板厚度宜厚点，可依设计而定，一般采用10～15 mm。
（6）设计钢板长度时，应将钢板的两端延伸到低应力区，以减少钢板锚园端的黏结应力集中，防止黏结部位的混凝土出现裂缝或粘贴钢板被拉脱现象的发生。
（7）如何确保钢板和被加固的梁体形成整体受力是加固成功与否的关键。所以，在进行补强设计时，除应考虑钢板具有足够的锚固长度、黏结剂具有足够的黏结强度和耐久性外，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黏结力满足抗拉或抗剪强度的需要。
2.对材料与构造的要求
（1）加固所用的黏结剂，必须黏结强度高、耐久性好、具有一定弹性。
（2）加固使用的钢板，一般以Q235B或16Mnq钢为宜。钢板尺寸、连接螺栓及焊缝的设计均应按现行的公路桥涵设计规范和其他相关标准执行。
（3）黏钢加固结合面的黏结强度，除黏结剂本身强度应确保外，主要取决于被加固梁体的混凝土强度。因此，其混凝土强度等级不应低于C15。
（4）对于受压区黏钢加固，当采用梁侧黏钢板时，钢板宽度不宜大于梁高的1/3。
（5）黏结钢板在加固区外的锚固长度，除满足计算值外，尚应保证一定的构造要求：对于受拉区，不得小于200 （ 为钢板厚度），亦不得小于600 mm；对于受压区，不得小于160 ，亦不得小于480 mm；同时，锚固区尚宜增设U形箍板或螺栓等附加锚固措施。
（6）为防止钢板锈蚀，延缓黏结剂的老化，钢板表面应作密封防水防腐蚀处理。
3.粘贴钢板施工时应注意的问题：
粘贴钢板施工应注意以下几点：
①待黏结部位的混凝土表面应清凿平顺、坚硬干净。钢板除锈要彻底，且表面应有一定的粗糙度。
②慎重选择胶黏材料，配合比要准确。
③粘贴前在梁体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力，有利于粘贴的耐久作用。
④粘贴时应注意粘贴料的饱满。
⑤对钢板外表应进行防锈处理和被加固部位梁体的外观处理。
4.有关安全措施
黏结剂配制必须遵守以下安全规定：
①配制黏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，必须保持通风良好。
③操作人员应穿工作服，戴防护口罩和手套。
④工作场所应配备各种必要的灭火器以备救护。
5.质量检查：
粘贴钢板的质量是否达到要求，可以进行以下几方面的检查。
①粘贴钢板完毕并撤除临时固定设备后，应用小锤轻轻敲击黏结钢板，从音响判断黏结效果或用超声波法探测黏结密实度。如锚固区黏结面积少于90%，非锚固区黏结面积少于70%，则此黏结件无效，应剥下重新黏结。
②对一些特别重要的桥梁，也可做荷载试验。但一般仅做标准使用荷载试验。其变形（挠度）和裂缝开展应满足设计使用要求。
参考文献：
[1]周先雁，王解军，桥梁工程（第二版），[M].北京：北京大学出版社，2012
[2]李自林，桥梁工程，[M]武汉：华中科技大学出版社，2008
作者简介：
董明荣，男，1966年3月出生，藉贯：浙江绍兴，工作单位：绍兴市市政公用工程质量安全监督站，高级工程师职称，研究方向：工程质量安全监督。