桥跨结构加固-粘贴钢板加固法

1.特点及适用条件

主梁承载力不足，或纵向主筋出现严重的锈蚀，或梁板桥的主梁出现严重横裂缝，可用粘结剂及锚栓将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉缘或薄弱部位，使其与结构形成整体，以钢板代替增设的补强钢筋，提高桥梁的承载能力。粘钢加固适用于受弯、受剪和受拉构件，适用的环境温度在-20℃～60℃范围内，相对湿度不大于70%及无化学腐蚀地区。

2.附加影响

（1）须对结合面进行处理，并钻埋螺栓孔，对原结构产生损伤。

（2）钢板需作防腐处理，增加了日后养护的费用。

3.力学特点

在适筋范围内，随着荷载的增加，原梁中钢筋屈服，钢板随着也达到屈服，随即混凝土被压碎而破坏。

对粘钢加固受弯构件，破坏前外贴钢板与混凝土之间具有较好的粘贴性能，可以保证钢板与被加固构件间的共同工作，并保证钢板达到屈服强度。但是，进入破坏阶段后，多数构件钢板与混凝土之间发生局部剥离，沿板与混凝土交界面，出现较长的顺筋裂缝，混凝土被撕裂，因此导致构件破坏。对粘钢加固受剪构件，构件的破坏类似于普通钢筋混凝土受剪构件，首先出现斜裂缝，然后裂缝不断发展，钢板应力明显增大，最后构件产生破坏。但是，在构件受力过程的后期，明显可以观察到锚固端的局部损伤，甚至剥离。

4.施工工序

4.1 加固构件结合面处理

（1）对很旧很脏的混凝土构件的粘合面，应先用硬毛刷沾高效洗涤剂，刷除表面油垢污物后用冷水冲洗，再对粘合面进行打磨、除去2～3mm厚表层，直至完全露出新鲜面，并用压缩空气除去粉尘。处理后，若表面严重凹凸不平，可用环氧树脂砂浆修补。

（2）如果混凝土表面不是很脏很旧，则可直接对粘合面进行打磨，去掉1～2mm厚表层，用压缩空气除去粉尘，用棉花沾丙酮擦试表面

（3）对于新混凝土粘合面，先用角磨机将粘合面磨平，再用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，用棉花沾丙酮擦试表面。

（4）对于龄期在3个月以内，或湿度较大的混凝土构件，粘钢前尚须进行人工干燥处理。

4.2 钢板粘合面处理

（1）如钢板未生锈或轻微锈蚀，可用喷砂、砂布或平砂轮打磨，直至出现金属光泽。打磨粗糙度越大越好，打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直。然后用脱脂棉花沾丙酮擦试干净。

（2）如钢板锈蚀严重，须先用适度盐酸浸泡20min，使锈层脱落，再用石灰水冲洗，中和酸离子，最后用平砂轮打磨出纹道，再用丙酮擦试干净。

4.3 卸荷

为了减轻粘贴钢板的应力、应变滞后现象，粘贴钢板及胶液固化期间应封闭交通。

4.4 配胶

粘结剂中最常用的是环氧类粘结剂。环氧类粘结剂分为甲、乙两组，使用前应进行现场质量检验，合格后方能使用。

4.5 粘贴

粘结剂配制好后，用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板上，厚度1～3mm，中间厚边缘薄。然后将钢板贴于预定位置，若是立面粘贴，为防止流淌，可加一层脱蜡玻璃丝布。粘好钢板后，用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板，如无空洞声，表示已粘贴密实，否则应剥下钢板补胶，重新粘贴。

4.6 固定与加压

钢板粘贴好后立即用特制U型夹具夹紧或用木杆顶撑，压力保持为0.05～0.1MPa，以使胶液刚从钢板边缝挤出为度。若用膨胀螺栓固定，膨胀螺栓一般是钢板的永久附加锚固，其埋设孔洞应与钢板一道于涂胶前钻成。4.7 固化

环氧类粘结剂在常温下固化，保持在20℃以上，24h即可拆除夹具或支撑，若低于15 ℃，应采用人工加温，一般用红外线灯加热。固化期间不得对钢板有任何扰动

5.构造措施

（1）混凝土强度等级不应低于C20；

（2）钢板厚度以2～6mm为宜，一般取4mm；

（3）粘接钢板的锚固长度对于受拉区不得小于200t(t为钢板厚度)，亦不得小于60mm；对于受压区，不得小于160t，亦不得小于480mm；对于大跨度结构或可能经受反复荷载的结构，锚固区尚宜增设U型箍板或螺栓等附加锚固措施；

（4）钢板及其邻接的混凝土表面，应进行密封防水防腐处理。如采用M15水泥砂浆抹面，其厚度对于梁不应小于20mm，对于板不应小于15mm。

6.总结

（1）粘贴钢板由于重量轻，操作便利，易于控制工程质量；

（2）钢板由于拉压强度均很高，加之粘贴后的钢板主要承受活载，对于受弯、受剪和受拉构件其补强效果优于加大混凝土截面；

（3）结合面处理和钻埋螺栓孔对原结构有一定损伤，因此施工过程中严格按照设计要求进行施工，将损伤程度降到最低。