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如何有效提高橋梁粘鋼加固的效果?

2021 / 07 / 19
青海瑪多“5·22”地震造成多處公路、橋梁受損,據(jù)了解,由于大橋距地面不高,不少梁板掉落以后受損程度小,沒出現(xiàn)橫向開裂,橋體整體連接沒有破壞。

常規(guī)橋梁結構加固方法有粘貼碳纖維復合材加固法、粘貼鋼板加固法、增大截面加固法、體外預應力加固法,本次我們主要介紹粘貼鋼板加固法。


粘貼鋼板加固法原理


粘貼鋼板加固法是采用環(huán)氧樹脂膠粘劑,將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結構物的薄弱部位,使二者形成一個整體,通過鋼板與補強結構的共同作用,提高其剛度,限制裂縫繼續(xù)開展,以達到補強效果的一種加固方法。


粘鋼法的優(yōu)點與缺點


優(yōu)點


1、加固效果顯著。

將強度高的鋼板粘貼于被加固的鋼筋混凝土薄弱部位,使混凝土和鋼板形成新的整體,共同受力,可充分地發(fā)揮鋼板的強度,封閉粘貼部位的裂縫,約束混凝土變形,從而有效地提高加固構件的剛度與抗裂性。


2、所占空間小,對加固結構外觀和使用空間影響極小。

粘貼鋼板所占空間小、幾乎不增加構件的斷面尺寸和重量、不影響建筑物的使用凈空間、不影響構件的外觀。


3、加固工藝簡單,施工方便。

只需對被加固構件的表面進行處理,用膠粘劑將鋼板與之牢固地粘結成一個整體,就能使鋼板與原構件很好地共同工作,且不需特殊設備,所需勞動力少,易于操作。


4、良好的經(jīng)濟效益。
由于施工快,避免或減少加固施工對建筑使用的影響。節(jié)約加固材料,降低造價,經(jīng)濟效益較高。與傳統(tǒng)的鋼筋混土加固方法相比一般可節(jié)約10%—20%的造價。


缺點


1、粘貼鋼板的受力存在應力滯后現(xiàn)象,且施工時原結構的荷載越大,應力滯后越多。

2、膠粘劑的質量及耐久性是影響加固效果的主要因素,并且受施工質量的影響顯著。

如何提高粘鋼加固的效果


影響粘鋼加固效果的因素有很多,主要還是從材料的選用,施工技術等方面來優(yōu)化,本次我們總結了以下5點:


一、表面處理


加固構件的粘接面處理及鋼板粘接面處理尤為重要,基面處理不到位會導致粘接效果差,嚴重時可產(chǎn)生粘接剝離。


1、加固構件局部破損需先進行鑿毛,然后用不低于原混凝土強度等級的細石混凝土修補后再進行加固。


2、舊混凝土基面處理(有油垢污物):用硬毛刷蘸高效洗滌劑除去表面的油垢污物,清水清洗,再對粘接面進行打磨,除去2~3mm厚表層,并進行干燥處理。


3、對濕度較大的混凝土需進行干燥處理,待完全干燥即可。


二、鋼板選擇


1、采用直接涂膠粘貼的鋼板厚度不應大于5mm;鋼板厚度大于5mm,應采用低壓注膠粘結。


2、對鋼筋混凝土受彎構件進行正截面加固時,鋼板宜采用條帶粘貼,鋼板的寬厚比不應小于30。


三、粘鋼膠質量


粘鋼膠品質的優(yōu)劣往往決定了加固效果的好壞,因此在選擇優(yōu)質粘鋼膠時我們需要關注以下幾點:


1、選擇優(yōu)質的粘鋼膠,根據(jù)GB 50728-2011《工程結構加固材料安全性鑒定技術規(guī)范》3.0.1明確要求:凡涉及工程安全的工程結構加固材料及制品,必須按本規(guī)范的要求通過安全性鑒定。


根據(jù)粘鋼膠檢測報告我們可清晰看到,根據(jù)GB50728-2011規(guī)定,抗拉強度要求30MPa以上,而卡本實測值是44MPa以上,超過國標要求14MPa(超過46.7%)。鋼對鋼拉伸抗剪強度,國標規(guī)定15MPa,卡本實測值是21MPa,超過國標40%。鋼對鋼拉伸抗剪強度根據(jù)GB/T7124-2008測試。T沖擊剝離長度,是衡量結構膠韌性的重要指標。可作為抗震設防區(qū)建筑加固評定結構膠粘劑的標準。簡單說,剝離長度越小,表示結構膠韌性越好,抗震性能越好。


可以看到,卡本粘鋼膠多項檢驗項目不僅符合國家標準,還遠超國家標準!


2、選用合適的膠粘劑,如遇一些特殊施工環(huán)境,就要選擇定制化產(chǎn)品。例如高溫環(huán)境進行粘鋼加固,就需要選擇特制耐高溫結構膠進行施工,不能仍然使用常規(guī)膠粘劑,否則就會造成粘接失效,影響工程質量。

卡本耐高溫結構膠擁有獨有的專利配方設計,在性能滿足國標要求的情況下,可以滿足膠體在25℃—125℃內正常固化,強度發(fā)展。


四、U形箍和壓條設置


以下內容整理自 JTG/T J22-2008《公路橋梁加固設計規(guī)范》。


當粘貼的鋼板延伸至支座邊緣仍不滿足第6.2.5條延伸長度的要求時,需采取下列錨固措施:


1、對梁
應在延伸長度范圍內均勻設置U形箍,且應在端部設置一道加強箍。U形箍應伸至梁翼緣板底面。U形箍寬度,對端箍不應小于200mm;對中間箍不應小于受彎加固鋼板寬度的1/2,且不應小于100mm。U形箍的厚度不應小于受彎加固鋼板厚度的1/2。U形箍的上端應設置縱向鋼壓條;壓條下面的空隙應加膠粘鋼墊塊填平。


2、對板

應在延伸長度范圍內通常設置垂直于受力鋼板方向的壓條。壓條應在延伸長度范圍內均勻布置,且應在延伸長度的端部設置一道。鋼壓條的寬度不應小于受彎加固鋼板寬度的3/5 ,鋼壓條的厚度不應小于受彎加固鋼板厚度的1/2。


五、錨栓安裝


GB 50550-2010 《建筑結構加固工程施工質量驗收規(guī)范》中明確規(guī)定,粘鋼加固的錨栓應采用化學錨栓,不得采用膨脹螺栓。


直接涂膠粘貼鋼板宜使用錨固螺栓,錨固深度不應小于6.5倍錨栓直徑。錨栓布置的間距應滿足下列要求:


1、錨栓中心最大間距為24倍鋼板厚度;最小間距為3倍錨栓孔徑。


2、錨栓中心距鋼板邊緣最大距離為8倍鋼板厚度或120mm中的較小者。最小距離為2倍錨栓孔徑。


3、如果錨栓只用于鋼板定位或粘貼加壓時,不受上述限制。



六、施工單位的選擇


雖然粘鋼加固是一種傳統(tǒng)的加固方法,但是對于施工工藝的掌握要求卻很高。如果是經(jīng)驗豐富的施工單位,那就可以做到保證工程的質量,提高施工效率。

提高粘鋼加固的效果,需要選用優(yōu)質的、適合的膠粘劑、鋼板、錨栓等材料,以及選派專業(yè)的施工人員,且嚴格按照施工指導規(guī)范施工,才能達到更加理想的加固效果。