錨貼鋼板法在舊橋加固中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2010-01-14 共1頁
一 、前言
隨著我國社會主義建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，我國的公路建設(shè)也取得了很的進(jìn)展。但我國早期修建的一些橋梁運(yùn)營到目前已出現(xiàn)不同程度地老化、損壞，特別是60年代將相當(dāng)數(shù)量的臨時(shí)性、半永久性橋梁改造為永久性橋梁，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低、通過能力差（載重標(biāo)準(zhǔn)低、橋面寬度窄、多年運(yùn)營造成不同程度的損傷等，嚴(yán)重地限制了運(yùn)輸能力的提高。因此通過對舊橋的加固改造，可以節(jié)省投資，充分合理的利用原有結(jié)構(gòu)，使我國橋梁建設(shè)真正步入“養(yǎng)建并重”的可持續(xù)發(fā)展道路，共創(chuàng)和諧局面。
二 、工程概況
陜西咸陽地區(qū)某特橋引橋橋面寬凈11+2x0.5m防撞護(hù)欄，設(shè)計(jì)荷載為汽-20，掛-100.由于設(shè)計(jì)圖紙、施工及竣工資料的缺失，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，上部結(jié)構(gòu)為多孔13m鋼筋混凝上現(xiàn)澆板橋，板高60cm；下部結(jié)構(gòu)為樁柱式墩臺，墩粗1m，樁徑1.2m.
隨著我國改革開放的深入，經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，車流量越來越，超載的加長重車也屢見不鮮，對該橋的承載力和耐久性造成很影響。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)澆空心板底面出現(xiàn)多條橫向和縱向裂縫，裂縫寬度于規(guī)范限值0.25mm；板底面出現(xiàn)不同程度的滲水、表面風(fēng)化、碳化、剝落、露筋和鋼筋銹蝕。部分泄水管堵塞，導(dǎo)致雨水順墩柱流下，由于本地區(qū)地表為黃土，造成沖刷濕陷，樁基礎(chǔ)外露。
三 、加固思路
由于該特橋位于國道主干線，關(guān)系到西北地區(qū)人民群眾的生產(chǎn)生活，有關(guān)部門對此亦高度重視。
由于該橋的重要性，要求在不中斷交通或盡量少中斷交通的條件下進(jìn)行施工；受原有結(jié)構(gòu)物的制約，要求施工工藝簡便，占用空間小，不減小橋梁凈空；施工速度、工期等也受到限制。擊鼓措施除了封閉裂縫，改善排水外就是如何對板梁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)了。經(jīng)過有關(guān)人員和專家就多方案分析論證后最終確定了錨貼鋼板的加固方案。
貼鋼法是將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物受拉緣或薄弱部位，使之與結(jié)構(gòu)物形成共同體，以提高剛度，改善受力狀態(tài)，限制裂縫擴(kuò)展。60年代末70年代初法國和南非首先采用粘貼鋼板法對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行外部補(bǔ)強(qiáng)，隨后瑞典、日本、英國等其他國家也相繼采用。1975年日本曾采用粘貼技術(shù)對200多座由于重型交通劇增而承載力不足的橋梁進(jìn)行加固，取得了較好的效果。
加固設(shè)計(jì)時(shí)，鋼板作為鋼筋斷面來考慮，將鋼板換算成鋼筋，原有構(gòu)件承受恒載及部分活載，剩余部分由補(bǔ)強(qiáng)后的結(jié)構(gòu)與鋼板共同分擔(dān)，經(jīng)過計(jì)算分析，并考慮一定的安全儲備，確定鋼板用量。構(gòu)造上鋼板可按實(shí)際需要采用不同的形狀，用于抗彎能力補(bǔ)強(qiáng)的鋼板厚度取薄一些，獲得足夠的彈性來適應(yīng)構(gòu)件的表面形狀。鋼板的長度應(yīng)將鋼板的兩端延伸到低應(yīng)力區(qū)，以減少鋼板錨固端的粘結(jié)應(yīng)力集中，防止粘結(jié)部位構(gòu)件出現(xiàn)裂縫或枯貼鋼板被拉脫的現(xiàn)象發(fā)生。由于剪力滯的影響腹板區(qū)域受力較，故鋼板粘貼位于空心板腹板下緣，也可以避免在底板下部由于打入錨栓而削弱截面。
綜合分析之后確定在板底部受拉區(qū)表面粘貼22道10800x200x6mm鋼板，使鋼板與原結(jié)構(gòu)形成整體來受力。并在兩邊角側(cè)面各粘貼一道同樣的鋼板提供抗剪，這樣便可以充分發(fā)揮粘貼鋼板的強(qiáng)度與作用，同時(shí)封閉粘貼部位的裂縫和缺陷，約束混凝土變形，從而有效的提高被加固構(gòu)件的剛度和抗裂性。并配以錨固螺栓，提供可靠的抗拔力，以保持粘貼鋼板時(shí)有效地加壓，同時(shí)還可幫助鋼板克服剪切，有利于粘貼的耐久性。
四、 施工措施
1.對于露筋或保護(hù)層剝落，先將松動(dòng)的保護(hù)層鑿去，并清除鋼筋銹跡，采用粘結(jié)性良好的高強(qiáng)混凝土修補(bǔ)。
2.當(dāng)裂縫寬度在0.25mm內(nèi)，采用環(huán)氧類膠封閉：先采用鑿毛、噴砂或鋼絲刷刷毛等辦法清除混凝土表面浮漿，再將裂縫沿其長度范圍鑿成“v"形槽使露出新鮮面，在其上涂抹環(huán)氧膠液。
3.當(dāng)裂縫寬度于0.25mm時(shí)，采用壓力灌漿法灌注環(huán)氧樹脂修補(bǔ)裂縫，先將結(jié)構(gòu)物的裂縫或孔隙與外界封閉，僅留出進(jìn)漿口及排氣孔，然后將配制較低粘度的漿液通過壓漿泵以一定的壓力將漿液壓入縫隙內(nèi)并使其擴(kuò)散、膠凝固化，以達(dá)到恢復(fù)原結(jié)構(gòu)整體性與強(qiáng)度的目的。
4.粘貼鋼板時(shí)，首先應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙放樣扁鋼帶位置，人工用扁鋼釬鑿除粘鋼區(qū)混凝土表層灰皮碳化層，露出新鮮粗骨料并形成平整粗糙面，不平處用尖鑿輕鑿整平。然后用鋼絲刷清除表面灰塵及疏松物，用壓縮空氣吹凈表面粉塵，并用甲苯或工業(yè)丙酮擦拭干凈。須保持混凝土粘合面干燥清潔狀態(tài)。
5.按設(shè)計(jì)圖紙的孔眼位置，在混凝土粘合面上選用與膨脹錨固螺栓相應(yīng)直徑鉆頭，用電鉆（沖擊鉆）鉆孔。如在鉆孔時(shí)碰到鋼筋，對孔眼位置作適當(dāng)移動(dòng)。對鉆成的孔眼作除塵處理，然后埋植膨脹螺栓。
6.依據(jù)現(xiàn)鋼帶及時(shí)場實(shí)際放樣進(jìn)行粘貼扁鋼帶下料，并根據(jù)現(xiàn)場埋植的螺桿，對所粘貼的扁鋼帶進(jìn)行配套打孔，然后對扁鋼帶的粘貼面用磨光砂輪機(jī)或鋼絲刷磨機(jī)進(jìn)行除銹和粗糙處理，打磨粗糙度越越好，打磨紋路與扁鋼帶受力方向垂直，最后用脫脂棉沾甲苯或工業(yè)丙酮將扁鋼帶的粘貼面擦拭干凈。
7. 先用甲苯或工業(yè)丙酮清洗處理后的粘鋼區(qū)域混凝土表面和扁鋼帶粘貼面，再將新鮮配好拌和均勻的粘鋼膠用刮刀緊密、均勻地涂抹在做過表面清潔處理的混凝土粘合面和鋼板粘合面上，使之在板寬中央厚度達(dá)5mm，兩側(cè)稍薄一些，由多人平托鋼板對準(zhǔn)膨脹螺栓與混凝土密貼貼合。
8.當(dāng)扁鋼帶貼合上后，加墊片，緊固螺母，交替擰緊各加壓螺桿，使多余的膠沿板縫擠出，達(dá)到密貼程度，加壓固定的壓力不小于設(shè)計(jì)值。同時(shí)不斷輕輕敲打扁檢查扁鋼帶下粘鋼膠的飽滿性。
9.固化檢驗(yàn)：在完成粘貼扁鋼帶24小時(shí)后，檢查粘貼固化效果，若發(fā)現(xiàn)粘貼扁鋼帶不合格，應(yīng)剝下重新粘貼或采取有效措施補(bǔ)貼或補(bǔ)強(qiáng)。
10. 粘貼完成后做好防銹處理，表面涂抹防水底漆，選用淺灰色或與混凝土表面相近的顏色達(dá)到美觀效果。
五 、結(jié)語
從本橋加固的情況看，粘貼鋼板法與傳統(tǒng)加固方法相比工藝簡單，周期短，能極延長橋梁使用壽命，提高橋梁承載力，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。能滿足使用要求，帶來巨的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
隨著我國社會主義建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，我國的公路建設(shè)也取得了很的進(jìn)展。但我國早期修建的一些橋梁運(yùn)營到目前已出現(xiàn)不同程度地老化、損壞，特別是60年代將相當(dāng)數(shù)量的臨時(shí)性、半永久性橋梁改造為永久性橋梁，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低、通過能力差（載重標(biāo)準(zhǔn)低、橋面寬度窄、多年運(yùn)營造成不同程度的損傷等，嚴(yán)重地限制了運(yùn)輸能力的提高。因此通過對舊橋的加固改造，可以節(jié)省投資，充分合理的利用原有結(jié)構(gòu)，使我國橋梁建設(shè)真正步入“養(yǎng)建并重”的可持續(xù)發(fā)展道路，共創(chuàng)和諧局面。
二 、工程概況
陜西咸陽地區(qū)某特橋引橋橋面寬凈11+2x0.5m防撞護(hù)欄，設(shè)計(jì)荷載為汽-20，掛-100.由于設(shè)計(jì)圖紙、施工及竣工資料的缺失，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，上部結(jié)構(gòu)為多孔13m鋼筋混凝上現(xiàn)澆板橋，板高60cm；下部結(jié)構(gòu)為樁柱式墩臺，墩粗1m，樁徑1.2m.
隨著我國改革開放的深入，經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，車流量越來越，超載的加長重車也屢見不鮮，對該橋的承載力和耐久性造成很影響。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)澆空心板底面出現(xiàn)多條橫向和縱向裂縫，裂縫寬度于規(guī)范限值0.25mm；板底面出現(xiàn)不同程度的滲水、表面風(fēng)化、碳化、剝落、露筋和鋼筋銹蝕。部分泄水管堵塞，導(dǎo)致雨水順墩柱流下，由于本地區(qū)地表為黃土，造成沖刷濕陷，樁基礎(chǔ)外露。
三 、加固思路
由于該特橋位于國道主干線，關(guān)系到西北地區(qū)人民群眾的生產(chǎn)生活，有關(guān)部門對此亦高度重視。
由于該橋的重要性，要求在不中斷交通或盡量少中斷交通的條件下進(jìn)行施工；受原有結(jié)構(gòu)物的制約，要求施工工藝簡便，占用空間小，不減小橋梁凈空；施工速度、工期等也受到限制。擊鼓措施除了封閉裂縫，改善排水外就是如何對板梁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)了。經(jīng)過有關(guān)人員和專家就多方案分析論證后最終確定了錨貼鋼板的加固方案。
貼鋼法是將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物受拉緣或薄弱部位，使之與結(jié)構(gòu)物形成共同體，以提高剛度，改善受力狀態(tài)，限制裂縫擴(kuò)展。60年代末70年代初法國和南非首先采用粘貼鋼板法對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行外部補(bǔ)強(qiáng)，隨后瑞典、日本、英國等其他國家也相繼采用。1975年日本曾采用粘貼技術(shù)對200多座由于重型交通劇增而承載力不足的橋梁進(jìn)行加固，取得了較好的效果。
加固設(shè)計(jì)時(shí)，鋼板作為鋼筋斷面來考慮，將鋼板換算成鋼筋，原有構(gòu)件承受恒載及部分活載，剩余部分由補(bǔ)強(qiáng)后的結(jié)構(gòu)與鋼板共同分擔(dān)，經(jīng)過計(jì)算分析，并考慮一定的安全儲備，確定鋼板用量。構(gòu)造上鋼板可按實(shí)際需要采用不同的形狀，用于抗彎能力補(bǔ)強(qiáng)的鋼板厚度取薄一些，獲得足夠的彈性來適應(yīng)構(gòu)件的表面形狀。鋼板的長度應(yīng)將鋼板的兩端延伸到低應(yīng)力區(qū)，以減少鋼板錨固端的粘結(jié)應(yīng)力集中，防止粘結(jié)部位構(gòu)件出現(xiàn)裂縫或枯貼鋼板被拉脫的現(xiàn)象發(fā)生。由于剪力滯的影響腹板區(qū)域受力較，故鋼板粘貼位于空心板腹板下緣，也可以避免在底板下部由于打入錨栓而削弱截面。
綜合分析之后確定在板底部受拉區(qū)表面粘貼22道10800x200x6mm鋼板，使鋼板與原結(jié)構(gòu)形成整體來受力。并在兩邊角側(cè)面各粘貼一道同樣的鋼板提供抗剪，這樣便可以充分發(fā)揮粘貼鋼板的強(qiáng)度與作用，同時(shí)封閉粘貼部位的裂縫和缺陷，約束混凝土變形，從而有效的提高被加固構(gòu)件的剛度和抗裂性。并配以錨固螺栓，提供可靠的抗拔力，以保持粘貼鋼板時(shí)有效地加壓，同時(shí)還可幫助鋼板克服剪切，有利于粘貼的耐久性。
四、 施工措施
1.對于露筋或保護(hù)層剝落，先將松動(dòng)的保護(hù)層鑿去，并清除鋼筋銹跡，采用粘結(jié)性良好的高強(qiáng)混凝土修補(bǔ)。
2.當(dāng)裂縫寬度在0.25mm內(nèi)，采用環(huán)氧類膠封閉：先采用鑿毛、噴砂或鋼絲刷刷毛等辦法清除混凝土表面浮漿，再將裂縫沿其長度范圍鑿成“v"形槽使露出新鮮面，在其上涂抹環(huán)氧膠液。
3.當(dāng)裂縫寬度于0.25mm時(shí)，采用壓力灌漿法灌注環(huán)氧樹脂修補(bǔ)裂縫，先將結(jié)構(gòu)物的裂縫或孔隙與外界封閉，僅留出進(jìn)漿口及排氣孔，然后將配制較低粘度的漿液通過壓漿泵以一定的壓力將漿液壓入縫隙內(nèi)并使其擴(kuò)散、膠凝固化，以達(dá)到恢復(fù)原結(jié)構(gòu)整體性與強(qiáng)度的目的。
4.粘貼鋼板時(shí)，首先應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙放樣扁鋼帶位置，人工用扁鋼釬鑿除粘鋼區(qū)混凝土表層灰皮碳化層，露出新鮮粗骨料并形成平整粗糙面，不平處用尖鑿輕鑿整平。然后用鋼絲刷清除表面灰塵及疏松物，用壓縮空氣吹凈表面粉塵，并用甲苯或工業(yè)丙酮擦拭干凈。須保持混凝土粘合面干燥清潔狀態(tài)。
5.按設(shè)計(jì)圖紙的孔眼位置，在混凝土粘合面上選用與膨脹錨固螺栓相應(yīng)直徑鉆頭，用電鉆（沖擊鉆）鉆孔。如在鉆孔時(shí)碰到鋼筋，對孔眼位置作適當(dāng)移動(dòng)。對鉆成的孔眼作除塵處理，然后埋植膨脹螺栓。
6.依據(jù)現(xiàn)鋼帶及時(shí)場實(shí)際放樣進(jìn)行粘貼扁鋼帶下料，并根據(jù)現(xiàn)場埋植的螺桿，對所粘貼的扁鋼帶進(jìn)行配套打孔，然后對扁鋼帶的粘貼面用磨光砂輪機(jī)或鋼絲刷磨機(jī)進(jìn)行除銹和粗糙處理，打磨粗糙度越越好，打磨紋路與扁鋼帶受力方向垂直，最后用脫脂棉沾甲苯或工業(yè)丙酮將扁鋼帶的粘貼面擦拭干凈。
7. 先用甲苯或工業(yè)丙酮清洗處理后的粘鋼區(qū)域混凝土表面和扁鋼帶粘貼面，再將新鮮配好拌和均勻的粘鋼膠用刮刀緊密、均勻地涂抹在做過表面清潔處理的混凝土粘合面和鋼板粘合面上，使之在板寬中央厚度達(dá)5mm，兩側(cè)稍薄一些，由多人平托鋼板對準(zhǔn)膨脹螺栓與混凝土密貼貼合。
8.當(dāng)扁鋼帶貼合上后，加墊片，緊固螺母，交替擰緊各加壓螺桿，使多余的膠沿板縫擠出，達(dá)到密貼程度，加壓固定的壓力不小于設(shè)計(jì)值。同時(shí)不斷輕輕敲打扁檢查扁鋼帶下粘鋼膠的飽滿性。
9.固化檢驗(yàn)：在完成粘貼扁鋼帶24小時(shí)后，檢查粘貼固化效果，若發(fā)現(xiàn)粘貼扁鋼帶不合格，應(yīng)剝下重新粘貼或采取有效措施補(bǔ)貼或補(bǔ)強(qiáng)。
10. 粘貼完成后做好防銹處理，表面涂抹防水底漆，選用淺灰色或與混凝土表面相近的顏色達(dá)到美觀效果。
五 、結(jié)語
從本橋加固的情況看，粘貼鋼板法與傳統(tǒng)加固方法相比工藝簡單，周期短，能極延長橋梁使用壽命，提高橋梁承載力，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢。能滿足使用要求，帶來巨的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
