粘鋼工藝在橋梁加固工程中的應(yīng)用
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，公路運輸越來越顯示其在經(jīng)濟生活中的重要地位，公路的交通流量越來越大，軸載也越來越重，而以前所建橋梁由于種種原因（荷載等級低、使用達到設(shè)計年限等）已不能適應(yīng)當(dāng)前的要求，個別的橋梁已被列入危橋范圍，嚴重影響交通及經(jīng)濟的正常發(fā)展和人民生活的安全，對部分橋梁必須進行加固，粘鋼工藝及方法不失為方便、快速、經(jīng)濟的方法之一。
1 粘鋼工藝簡介
1.1 粘鋼加固的方法就是在（鋼筋）混凝土構(gòu)件表面用特制的結(jié)構(gòu)膠粘帖鋼板，以提高構(gòu)件承載能力及耐久性等功能的一種結(jié)構(gòu)加固方法。此方法在建筑結(jié)構(gòu)加固工程中應(yīng)用較多，近年來在橋梁加固工程中也逐漸得到應(yīng)用。粘鋼加固的方法具有如下的特點：
①施工工藝簡單，施工速度快，對交通影響較小，同時對結(jié)構(gòu)物的外形幾何尺寸改變較少或不改變外形幾何尺寸。
②施工時產(chǎn)生的污染和噪音較小，對生產(chǎn)和生活基本沒有影響。
③此方法能適用于多種橋梁結(jié)構(gòu)及不同的結(jié)構(gòu)部位。
1.2 相對于建筑結(jié)構(gòu)加固工程而言，粘鋼加固的方法在橋梁加固工程中具有特殊的區(qū)別于建筑結(jié)構(gòu)加固工程的特點：
①在建筑結(jié)構(gòu)使用過程中，一般而言，結(jié)構(gòu)所承受的荷載以靜荷載占主要部分，動荷載占的比重較小，即使動荷載占的比重較大，也是瞬時的或者應(yīng)力變化幅度較小（如高層建筑的風(fēng)載等），結(jié)構(gòu)膠粘劑疲勞破壞的可能性很小。但在橋梁加固過程中，橋梁結(jié)構(gòu)除主要承受恒載外，承受的汽車、日（年）溫度（周期性）動荷載也占相當(dāng)大的比重，這也是粘鋼加固的方法在橋梁加固工程中應(yīng)用較少的原因之一。
②粘鋼加固的方法對結(jié)構(gòu)的環(huán)境有一定的要求，一般適用于環(huán)境溫度不超過60℃，相對濕度小于70%的環(huán)境空間。橋梁工程結(jié)構(gòu)物一般在野外，環(huán)境比較惡劣，一般需要采取防腐蝕等保護措施。
③建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件卸載比較容易，橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件卸載個別橋梁及構(gòu)件非常困難，甚至需要經(jīng)過復(fù)雜的結(jié)構(gòu)計算。
④粘鋼加固的方法對結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級有一定的要求，早期修建的橋梁結(jié)構(gòu)有的構(gòu)件混凝土強度等級偏低。
2 粘鋼加固材料ＥＹ其主要技術(shù)指標(biāo)
粘鋼加固的方法本身在橋梁加固過程中所用的主要材料有鋼板、膠粘劑，輔助的材料有（膨脹）螺栓等。
2.1 鋼板
鋼板一般選用Ａ3鋼板，工業(yè)中常用的3號鋼或者16Ｍｎｑ鋼板均可，厚度一般在2ｍｍ-6ｍｍ之間，可根據(jù)工程實際需要設(shè)計確定，特殊情況時可適當(dāng)加厚，材料的各項性能指標(biāo)應(yīng)符合相應(yīng)行業(yè)及有關(guān)規(guī)范的要求
2.2 膠粘劑
膠粘劑目前種類很多，各種膠粘劑的各項性能指標(biāo)可查閱相關(guān)書籍或者直接向有關(guān)企業(yè)索取。在橋梁加固工程中應(yīng)根據(jù)工程的不同特點和部位選擇不同品種的膠粘劑。
3 粘鋼加固方法的設(shè)計理論
粘鋼加固方法的設(shè)計理論在有關(guān)規(guī)范及書籍中均有介紹，針對橋梁加固工程應(yīng)注意如下幾點：
①由于粘鋼加固的破壞要求發(fā)生在混凝土上，因此粘帖鋼板所分擔(dān)的荷載應(yīng)有一限值，且應(yīng)考慮與結(jié)構(gòu)中原承載部分（鋼筋）共同受力。
②橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何尺寸比較大，計算中必須全面、正確地計算荷載及鋼板的各項取值。
③必要情況下，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁加固時，如果粘鋼加固的范圍較大或者跨越不同的結(jié)構(gòu)體系，尚應(yīng)考慮混凝土收縮等的影響。
④粘鋼加固時如對原結(jié)構(gòu)有破壞，應(yīng)對結(jié)構(gòu)整體和局部構(gòu)件進行強度及穩(wěn)定驗算。
4 粘鋼加固方法的施工工藝
4.1 粘鋼加固方法的施工工藝由如下主要工序組成：
①混凝土和切割好的鋼板表面處理。
②被加固構(gòu)件卸荷。
③粘膠劑配制并涂敷膠。
④固定鋼板并加壓、固化。
⑤卸支撐檢驗。
⑥防腐處理。
對于以上的工序，專業(yè)的施工隊伍均能掌握。
4.2 針對橋梁工程應(yīng)注意如下幾點：
①橋梁加固工程中結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何尺寸較大，因此在混凝土表面處理過程中應(yīng)嚴格保證構(gòu)件表面平整，并且構(gòu)件表面鑿毛凹凸程度應(yīng)盡量一致，如掛梁的牛腿部位等，構(gòu)件表面鑿毛選用一字形刀刃式鑿具較合適。
②橋梁粘鋼加固的范圍一般較大，多采用5ｃｍ-15ｃｍ的長鋼板條，切割鋼板時必須采取措施保證鋼板條整齊、無毛刺、反口、缺肉及翹曲等缺陷，必要時優(yōu)先采用精密切割或者自動、半自動切割，實際操作時順鋼板長條方向間斷切割的方法能比較有效地防止翹曲的發(fā)生。鋼板條加壓后（采用膨脹螺栓等方式）必須使鋼板條保持平整，防止初變形，當(dāng)鋼板條不平整時，宜重新鑿毛修整混凝土表面，盡量避免用膠粘劑找平。
5 粘鋼加固方法中混凝土被加固構(gòu)件的卸荷
在橋梁粘鋼加固設(shè)計施工中，混凝土被加固構(gòu)件卸荷設(shè)計及施工技術(shù)相應(yīng)于建筑結(jié)構(gòu)工程占有更加重要的地位，必須引起高度重視。卸荷的目標(biāo)應(yīng)使粘帖鋼板無論是臨時措施還是永久受力構(gòu)件均應(yīng)達到設(shè)計目的，同時保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。橋梁工程卸荷常用方法如以下所示：
5.1 牛腿部位
牛腿部位卸荷常用方法如下圖，圖中Ａ值為安全距離。圖一方式適用于橋下有水等情形，圖二方式適用于橋下凈空較抵、交通流量較小等方便搭支架的情形。
5.2 簡支梁結(jié)構(gòu)
簡支梁卸荷一般在梁板跨中設(shè)一個支點，施工時要在支頂點設(shè)置承托，條件不具備時也可設(shè)置兩個支點，但由于采用兩個支點時設(shè)備一次投入多，對于寬橋尤其如此，設(shè)計施工技術(shù)要求比較高，應(yīng)盡量避免使用。
5.3 連續(xù)梁及懸臂構(gòu)件
連續(xù)梁及懸臂結(jié)構(gòu)構(gòu)件卸荷比較復(fù)雜，工程實踐中經(jīng)常遇到的有箱梁懸臂卸荷及橋墩上橋梁橫、縱橋向墩頂卸荷等，方法分別如下示意圖所示：總之，橋梁工程采用粘鋼加固時結(jié)構(gòu)構(gòu)件卸荷必須針對實際情況采取合適的方法安全、科學(xué)地進行，尤其要對支架頂力、梁體變形等進行周密、準(zhǔn)確的計算。當(dāng)橋梁有縱、橫向預(yù)應(yīng)力時，更應(yīng)注意安全。（）
1 粘鋼工藝簡介
1.1 粘鋼加固的方法就是在（鋼筋）混凝土構(gòu)件表面用特制的結(jié)構(gòu)膠粘帖鋼板，以提高構(gòu)件承載能力及耐久性等功能的一種結(jié)構(gòu)加固方法。此方法在建筑結(jié)構(gòu)加固工程中應(yīng)用較多，近年來在橋梁加固工程中也逐漸得到應(yīng)用。粘鋼加固的方法具有如下的特點：
①施工工藝簡單，施工速度快，對交通影響較小，同時對結(jié)構(gòu)物的外形幾何尺寸改變較少或不改變外形幾何尺寸。
②施工時產(chǎn)生的污染和噪音較小，對生產(chǎn)和生活基本沒有影響。
③此方法能適用于多種橋梁結(jié)構(gòu)及不同的結(jié)構(gòu)部位。
1.2 相對于建筑結(jié)構(gòu)加固工程而言，粘鋼加固的方法在橋梁加固工程中具有特殊的區(qū)別于建筑結(jié)構(gòu)加固工程的特點：
①在建筑結(jié)構(gòu)使用過程中，一般而言，結(jié)構(gòu)所承受的荷載以靜荷載占主要部分，動荷載占的比重較小，即使動荷載占的比重較大，也是瞬時的或者應(yīng)力變化幅度較小（如高層建筑的風(fēng)載等），結(jié)構(gòu)膠粘劑疲勞破壞的可能性很小。但在橋梁加固過程中，橋梁結(jié)構(gòu)除主要承受恒載外，承受的汽車、日（年）溫度（周期性）動荷載也占相當(dāng)大的比重，這也是粘鋼加固的方法在橋梁加固工程中應(yīng)用較少的原因之一。
②粘鋼加固的方法對結(jié)構(gòu)的環(huán)境有一定的要求，一般適用于環(huán)境溫度不超過60℃，相對濕度小于70%的環(huán)境空間。橋梁工程結(jié)構(gòu)物一般在野外，環(huán)境比較惡劣，一般需要采取防腐蝕等保護措施。
③建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件卸載比較容易，橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件卸載個別橋梁及構(gòu)件非常困難，甚至需要經(jīng)過復(fù)雜的結(jié)構(gòu)計算。
④粘鋼加固的方法對結(jié)構(gòu)的混凝土強度等級有一定的要求，早期修建的橋梁結(jié)構(gòu)有的構(gòu)件混凝土強度等級偏低。
2 粘鋼加固材料ＥＹ其主要技術(shù)指標(biāo)
粘鋼加固的方法本身在橋梁加固過程中所用的主要材料有鋼板、膠粘劑，輔助的材料有（膨脹）螺栓等。
2.1 鋼板
鋼板一般選用Ａ3鋼板，工業(yè)中常用的3號鋼或者16Ｍｎｑ鋼板均可，厚度一般在2ｍｍ-6ｍｍ之間，可根據(jù)工程實際需要設(shè)計確定，特殊情況時可適當(dāng)加厚，材料的各項性能指標(biāo)應(yīng)符合相應(yīng)行業(yè)及有關(guān)規(guī)范的要求
2.2 膠粘劑
膠粘劑目前種類很多，各種膠粘劑的各項性能指標(biāo)可查閱相關(guān)書籍或者直接向有關(guān)企業(yè)索取。在橋梁加固工程中應(yīng)根據(jù)工程的不同特點和部位選擇不同品種的膠粘劑。
3 粘鋼加固方法的設(shè)計理論
粘鋼加固方法的設(shè)計理論在有關(guān)規(guī)范及書籍中均有介紹，針對橋梁加固工程應(yīng)注意如下幾點：
①由于粘鋼加固的破壞要求發(fā)生在混凝土上，因此粘帖鋼板所分擔(dān)的荷載應(yīng)有一限值，且應(yīng)考慮與結(jié)構(gòu)中原承載部分（鋼筋）共同受力。
②橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何尺寸比較大，計算中必須全面、正確地計算荷載及鋼板的各項取值。
③必要情況下，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁加固時，如果粘鋼加固的范圍較大或者跨越不同的結(jié)構(gòu)體系，尚應(yīng)考慮混凝土收縮等的影響。
④粘鋼加固時如對原結(jié)構(gòu)有破壞，應(yīng)對結(jié)構(gòu)整體和局部構(gòu)件進行強度及穩(wěn)定驗算。
4 粘鋼加固方法的施工工藝
4.1 粘鋼加固方法的施工工藝由如下主要工序組成：
①混凝土和切割好的鋼板表面處理。
②被加固構(gòu)件卸荷。
③粘膠劑配制并涂敷膠。
④固定鋼板并加壓、固化。
⑤卸支撐檢驗。
⑥防腐處理。
對于以上的工序，專業(yè)的施工隊伍均能掌握。
4.2 針對橋梁工程應(yīng)注意如下幾點：
①橋梁加固工程中結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何尺寸較大，因此在混凝土表面處理過程中應(yīng)嚴格保證構(gòu)件表面平整，并且構(gòu)件表面鑿毛凹凸程度應(yīng)盡量一致，如掛梁的牛腿部位等，構(gòu)件表面鑿毛選用一字形刀刃式鑿具較合適。
②橋梁粘鋼加固的范圍一般較大，多采用5ｃｍ-15ｃｍ的長鋼板條，切割鋼板時必須采取措施保證鋼板條整齊、無毛刺、反口、缺肉及翹曲等缺陷，必要時優(yōu)先采用精密切割或者自動、半自動切割，實際操作時順鋼板長條方向間斷切割的方法能比較有效地防止翹曲的發(fā)生。鋼板條加壓后（采用膨脹螺栓等方式）必須使鋼板條保持平整，防止初變形，當(dāng)鋼板條不平整時，宜重新鑿毛修整混凝土表面，盡量避免用膠粘劑找平。
5 粘鋼加固方法中混凝土被加固構(gòu)件的卸荷
在橋梁粘鋼加固設(shè)計施工中，混凝土被加固構(gòu)件卸荷設(shè)計及施工技術(shù)相應(yīng)于建筑結(jié)構(gòu)工程占有更加重要的地位，必須引起高度重視。卸荷的目標(biāo)應(yīng)使粘帖鋼板無論是臨時措施還是永久受力構(gòu)件均應(yīng)達到設(shè)計目的，同時保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。橋梁工程卸荷常用方法如以下所示：
5.1 牛腿部位
牛腿部位卸荷常用方法如下圖，圖中Ａ值為安全距離。圖一方式適用于橋下有水等情形，圖二方式適用于橋下凈空較抵、交通流量較小等方便搭支架的情形。
5.2 簡支梁結(jié)構(gòu)
簡支梁卸荷一般在梁板跨中設(shè)一個支點，施工時要在支頂點設(shè)置承托，條件不具備時也可設(shè)置兩個支點，但由于采用兩個支點時設(shè)備一次投入多，對于寬橋尤其如此，設(shè)計施工技術(shù)要求比較高，應(yīng)盡量避免使用。
5.3 連續(xù)梁及懸臂構(gòu)件
連續(xù)梁及懸臂結(jié)構(gòu)構(gòu)件卸荷比較復(fù)雜，工程實踐中經(jīng)常遇到的有箱梁懸臂卸荷及橋墩上橋梁橫、縱橋向墩頂卸荷等，方法分別如下示意圖所示：總之，橋梁工程采用粘鋼加固時結(jié)構(gòu)構(gòu)件卸荷必須針對實際情況采取合適的方法安全、科學(xué)地進行，尤其要對支架頂力、梁體變形等進行周密、準(zhǔn)確的計算。當(dāng)橋梁有縱、橫向預(yù)應(yīng)力時，更應(yīng)注意安全。（）
