1.前言

隨著(zhù)交通運輸量大幅度增長(cháng)，行車(chē)密度及車(chē)輛載重越來(lái)越大，現有城市橋梁中的相當一部分已經(jīng)不能滿(mǎn)足使用上的要求。橋梁的陳舊、老化、承載力不足等問(wèn)題已經(jīng)引起人們的高度關(guān)注。各種各樣的加固補強方法紛至沓來(lái)， 其中，粘貼鋼板法加固橋梁是一項技術(shù)性強、要求高、行之有效的橋梁加固補強方法，但缺少系統的工藝流程，急需一套完整的施工工法。

如何對鋼筋混凝土梁負彎矩承載力不足引起的構件開(kāi)裂進(jìn)行快捷、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟、可靠地加固目前尚未有很好的解決辦法。本工法從橋梁粘貼鋼板的設計出發(fā)，并對材料的選用， 工藝流程、施工要點(diǎn)進(jìn)行了闡述，分析了施工中應注意的問(wèn)題， 提供了一套橋梁底部粘貼鋼板加固橋梁系統的方法， 具有施工周期短，造價(jià)低，對交通、環(huán)境影響小的特點(diǎn)， 具有極大的推廣應用價(jià)值。

2.工法特點(diǎn)

2.1 本工法通過(guò)借助鋼板的高強度、高韌性，能有效提高橋梁彎拉承載力，減小其自身?yè)隙取?/p>

2.2 本工法不會(huì )破壞加固結構的外形，不影響橋架凈空，橋梁自重增加很小。

2.3 采用本工法加固部位，范圍與強度視設計構造需要可靈活設置。

2.4 可以有效封閉混凝土結構裂縫，延長(cháng)結構使用壽命。

2.5 對原結構加固效果顯著(zhù)，堅固耐用。

2.6 節約加固材料，節省加固費用， 經(jīng)濟效益高。

2.7 本工法相對簡(jiǎn)便，施工質(zhì)量容易得到保證，且具有施工周期短、進(jìn)度快、耗材少、投資小、不中斷交通等特點(diǎn)。

3.適用范圍

3.1本工法適用鋼筋混凝土受彎、受壓、受拉構件的加固。要求受彎構件自身險等級強度不得低于C20 ， 受壓構件自身股強度等級不得低于C15。

3.2 適用于因設計或施工不當、使用功能改變等引起的承受靜荷載作用的梁支座處負彎矩承載力不足的構件。

4.工藝原理

4.1 將鋼板采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口改性環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)膠黏劑粘結于混凝土構件的表面，使鋼板與混凝土形成統一的整體共同工作，利用鋼板良好的抗拉強度達到增強構件承載能力及剛度的目的。

4.2 為使鋼板與原混凝土大梁更好的一體受力，采用植化學(xué)錨栓的方法使之更好的結合，用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口改性環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)槍式植筋膠將化學(xué)錨拴植入梁內，化學(xué)錨拴外露端頭加螺母進(jìn)行緊固，加強梁的整體性，提高梁的負彎矩承載能力。

5.施工工藝流程及操作特點(diǎn)

5.1施工工藝流程

施工工藝流程圖

5.2 操作要點(diǎn)

5.2.1 梁底粘貼鋼板加固設計方案

梁底粘貼鋼板加固工藝，主要靠錨栓等構造措施將鋼板錨固于梁底，使之與被加固梁體形成整體，以增加被加固梁的抗彎剛度，提高其抗彎、抗剪、抗拉性能，使結構撓度減小，并抑制裂縫的發(fā)展。

在本方案中，采用帶狀鋼板、用錨栓錨固于梁肋下方，鋼板厚度采用8mm，每條寬度為250mm，空心板梁每條梁肋下錨固1條鋼板，箱梁每條梁肋下錨固2-3條鋼板，鋼板接長(cháng)通過(guò)焊接短鋼板實(shí)現，焊縫錯開(kāi)布置。下圖為空心板及箱梁梁底粘貼鋼板橫斷面布置形式。

箱梁橫斷面圖

5.2.2 混凝土和鋼板表面處理

（1）鋼板表面除銹至發(fā)光，再作粗糙處理，紋路與受力方向垂直，然后用酒精或丙酮棉沙清洗鋼表面除油。

（2）打磨混凝土表面除去表面浮漿層，找平?jīng)_洗烘干。

（3）混凝土表面裂縫處理：在進(jìn)行錨固鋼板前，先進(jìn)行裂縫封閉或灌封工作，處理完成且達到養護時(shí)間后，再清理粘貼鋼板的混凝土區域。

（4）混凝土表面清理：清理粘貼鋼板的混凝土區域，去除油污等異物，打磨凸角，根據設計圖紙的要求并結合現場(chǎng)測量定位，在需粘貼鋼板加固混凝土表面放出鋼板位置大樣，鑿除需粘貼鋼板區混凝土表面3～5mm厚的表層砂漿，使堅實(shí)的混凝土石外露，并形成平整的粗糙面，表面不平處應用尖鑿輕鑿整平,再用鋼絲輪清除表面浮漿，剔除表層疏松物，最后用無(wú)油壓縮空氣吹除表面粉塵或清水沖洗干凈，待完全干燥后用脫脂棉沾丙酮擦拭表面。

（5）混凝土結合面表面處理：用斬斧在結合面上依次輕斬混凝土表面，斬斧紋路應與受力方向垂直，除去表層0.2～0.3cm以露出砂石新面，并除去粉粒（用無(wú)油壓縮空氣吹除或用毛刷掃除表面粉粒）；用無(wú)油棉絲蘸丙酮擦拭混凝土粘合面，除去油污；保持混凝土粘合面干燥清潔狀態(tài)。

（6）鋼板粘合面表面處理：鋼板粘合面必須進(jìn)行除銹和粗糙處理；鋼板粘合面可用噴砂或平砂輪打磨除銹,直至出現金屬光澤，鋼板粘合面有一定粗糙度，打磨紋路應與鋼板受力方向垂直。

鋼板處理

鋼板處理

5.2.3 放線(xiàn)、驗線(xiàn)

（1）根據施工圖紙放出鋼板板粘貼位置大樣并彈出輪廓線(xiàn)。

（2）現場(chǎng)技術(shù)員復核放線(xiàn)無(wú)誤后方可進(jìn)行下一步工序的施工。

5.2.4 植入錨栓

（1）鉆孔

錨栓為M10化學(xué)錨栓，鉆孔直徑為12mm，孔深10cm。在需安裝錨固錨栓的位置用記號筆標作出記號；用鋼筋探測儀檢查錨栓鉆孔部位的原混凝土鋼筋位置，以確定鉆孔位置；用沖擊鉆鉆孔，錨栓的鉆孔直徑參照相關(guān)的性能指標。標尺設定為設計孔深；初鉆時(shí)要慢，待鉆頭定位穩定后，再全速鉆進(jìn)；鉆孔時(shí)應盡量減少鉆孔時(shí)的振動(dòng)，防止造成蹦邊破壞；成孔應垂直于橋梁結構平面，鉆孔中若遇到鋼筋是主筋時(shí)，進(jìn)行整復橫向調整。

（2）清孔

錨栓孔鉆到設計深度后，用刷子刷落孔壁灰渣；將氣筒導管插入孔底，來(lái)回打氣吹出灰渣；成孔后，必須等孔內干燥，再用上述方法清孔，并保持孔內干凈、干燥；按上述工序需進(jìn)行刷孔及吹孔各三遍,直至孔內清潔干燥為止。

清孔

（3）注膠

應將注射式化學(xué)錨栓的注射管插入孔底進(jìn)行注射，以便空氣排出。由孔底往外均勻注入膠黏劑至孔深的2/3；以孔口有膠黏劑溢出作為目測檢驗注膠合格的標志；每使用一支新膠時(shí)，前三次打出來(lái)的膠不能使用，確保錨固劑與凝固劑充分混合。

（4）植栓

錨栓表面的鐵銹應清除干凈，采用鋼絲刷或丙酮進(jìn)行清洗處理。將錨栓緩慢的旋入到孔底，并在錨栓到位時(shí)調整好方向，去除孔外多余膠料。

（5）養護

化學(xué)錨栓在固化時(shí)間內嚴禁擾動(dòng)，以免影響其黏結性能。

5.2.5 鋼板制作

鋼板下料長(cháng)度以滿(mǎn)足其實(shí)際平曲線(xiàn)半徑的最大長(cháng)度為宜，盡量減少鋼板焊接。鋼板焊接采用剖口焊，焊縫與受力方向應成90°,多條鋼板焊縫接頭不宜設置在同一斷面；鋼板焊接應在錨固安全前進(jìn)行。

5.2.6 鋼板配套鉆孔及安裝

依據現場(chǎng)錨栓的實(shí)際孔位，進(jìn)行鋼板配套鉆孔，然后對鋼板的粘貼面用磨光砂輪機或鋼絲刷磨機進(jìn)行除銹和粗糙處理，打磨粗糙度越大越好，打磨紋路應與鋼板受力方向垂直。最后用脫脂棉沾丙酮將鋼板表面擦拭干凈。

鋼板打孔示意圖

鋼板臨時(shí)固定

化學(xué)錨固固定

鋼板焊接

焊縫無(wú)損探傷

5.2.7 封邊將注入咀粘結在鋼板的低端，在鋼板邊緣插入排氣管，在螺栓頭上罩上蓋碗，然后用鋼板封邊膠封閉鋼板邊緣，完成封邊并留出排氣孔。注入咀布置間距為2～3m。

鋼板封邊

5.2.8 鋼板灌膠

將粘鋼灌注膠從注入咀灌注到鋼板和混凝土的空隙中，灌注工作持續到所有排氣管均有膠液流出。在灌注過(guò)程中，用橡皮錘敲打鋼板以確認是否灌注密實(shí)。要求灌漿之前先通氣試壓，以0.2～0.4Mpa的壓力將粘鋼灌注膠從注入咀壓入， 當排氣孔出現漿液后停止加壓，以鋼板縫邊膠堵孔，再以較低壓力維持10分鐘以上。為使鋼板與混凝土粘結牢固，灌膠厚度為3~5mm。

灌膠

檢測

5.2.9 鋼板防腐、養護

鍍鋅防腐

梁底涂裝

5.2.10 梁底粘貼鋼板加固施工注意事項

（1）盡量減少鋼板焊接，鋼板焊接應在錨固安全前進(jìn)行。

（2）由于清潔劑丙酮是易燃物質(zhì)，應由專(zhuān)人管理，使用時(shí)應嚴格禁止操作者吸煙，以防失火；

（3）施工中應避免鋼板彎折，鋼板為導電材質(zhì)，施工鋼板時(shí)應注意遠離電氣設備和電源，或采取可靠的防護措施；

（4）空壓機壓力不要過(guò)大，應保持平穩3-4kg壓力。

（5）鋼板與混凝土間的間隙應小，以1~2mm為宜。

（6）現場(chǎng)施工工作人員應采取相應的勞動(dòng)保護措施，如佩戴口罩和手套等；

（7）鋼板配套成孔，采用臺鉆進(jìn)行打孔。

6.材料

6.1 材料

梁底加固鋼梁采用Q235C鋼，其化學(xué)成分和力學(xué)性能及產(chǎn)品質(zhì)量應符合國家標準《碳素結構鋼》GB/T700的要求。

鋼板錨栓、螺栓、螺母和墊圈碳素鋼及合金鋼錨栓，性能等級為6.8級。

材料表

6.1.1灌注鋼板用膠黏劑

采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口改性環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)膠黏劑；灌注鋼板用膠黏劑的性能符合《公路橋梁加固設計規范》（JTG/T J22-2008）粘貼鋼板或型鋼用膠黏劑的安全性檢驗合格指標的A級膠要求。各項設計指標要求如下：

設計技術(shù)指標

6.1.2化學(xué)錨栓用膠

為減小加固期間對交通的影響，本工程化學(xué)錨栓用膠采用改性乙烯基類(lèi)，符合《混凝土結構加固設計規范》GB／50367-2013中錨固型快固結構膠安全性能鑒定標準的要求?；瘜W(xué)錨栓錨固用膠主要設計指標要求如下：

化學(xué)錨栓錨固用膠主要設計指標

化學(xué)錨栓錨固用膠主要設計指標

7.效益分析

7.1 本工法研究的鋼筋混凝土梁負彎矩結構加固法，具有基本不增加被加固構件斷面尺寸和重量，不改變構件外形和使用空間，施工簡(jiǎn)便、快捷，施工速度快，可避免或減少停用時(shí)間，可以有效封閉混凝土結構裂縫，延長(cháng)結構使用壽命，對原結構加固效果顯著(zhù)，堅固耐用，節約加固材料，節省加固費用，經(jīng)濟效益高等優(yōu)點(diǎn)。

7.2本工法的研究與應用在加固工程質(zhì)量、施工工期、工程成本等方面取得了良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益，同時(shí)也為提高梁負彎矩承載力不足的加固提供了一種便捷、有效、可靠的方法。有利于保證工程質(zhì)量、縮短工期、節能增效，此技術(shù)的應用增加了結構加固工程的技術(shù)含量，改善了職工的勞動(dòng)條件，安全生產(chǎn)得到了有效保證。優(yōu)質(zhì)的施工加固質(zhì)量為業(yè)主的安全使用、穩定生活和生產(chǎn)提供了可靠的保證。