粘貼鋼板法在現(xiàn)澆箱梁加固中的技術(shù)應(yīng)用

◎ 郭大雨 安徽省交通控股集團(tuán)金寨高速公路管理有限公司袁大偉 中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司朱成亮 張景歡 安徽省交通控股集團(tuán)金寨高速公路管理有限公司

粘貼鋼板法在現(xiàn)澆箱梁加固中的技術(shù)應(yīng)用

◎ 郭大雨 安徽省交通控股集團(tuán)金寨高速公路管理有限公司
袁大偉 中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
朱成亮 張景歡 安徽省交通控股集團(tuán)金寨高速公路管理有限公司

以現(xiàn)澆箱梁加固采用粘貼鋼板法為例，分析了粘貼鋼板法的加固機(jī)理，詳細(xì)闡述了施工詳細(xì)闡述了施工工藝及流程，對(duì)加固材料要求進(jìn)行了說(shuō)明，并對(duì)加固效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。總結(jié)了施工注意要點(diǎn)，對(duì)同類橋梁工程加固設(shè)計(jì)和施工提供參考。

粘貼鋼板 箱梁 加固 鋼板 橋梁加固

上世紀(jì)七十年代以來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，隨之修建了大量的公路橋梁。然而隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間的增長(zhǎng)，這些橋梁出現(xiàn)了不同程度的病害。針于橋梁病害近年來(lái)出現(xiàn)了許多橋梁加固的方法。粘貼鋼板法因其施工簡(jiǎn)便、不減少橋下凈空，可在不影響或少影響正常交通情況下進(jìn)行梁底加固施工，在橋梁加固中廣泛采用。

本文結(jié)合某現(xiàn)澆箱梁橋的加固施工，重點(diǎn)對(duì)粘貼鋼板法的適用范圍、施工工藝及流程和施工要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)闡述，以供同類橋梁加固工程參考。

1.病害類型與加固措施

1.1病害類型

根據(jù)橋梁檢測(cè)報(bào)告，箱梁梁體裂縫長(zhǎng)度長(zhǎng)、分布區(qū)間廣、梁上的裂縫條數(shù)多，且存在梁體裂縫進(jìn)一步增加，裂縫高度不斷延伸的可能行，嚴(yán)重影響橋梁的通行安全。具體為：

（1）箱梁腹板側(cè)邊多處豎向裂縫，多數(shù)底板貫通。

（2）翼板有較多縱向裂縫。

（3）墩頂腹板斜向裂縫間距40～60cm。

（4）底板存在縱向、橫向裂縫。

跨中附近的正截面豎向裂縫、跨中到四分點(diǎn)之間的彎剪型斜裂縫和支座附近的腹剪型斜裂縫，產(chǎn)生原因?yàn)榭缰刑幷孛胬瓚?yīng)力超過(guò)混凝土容許拉應(yīng)力、四分點(diǎn)及支座附近主拉應(yīng)力超過(guò)混凝土容許拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。

1.2加固措施

依據(jù)本橋的病害類型結(jié)合粘貼鋼板法的適用性，選擇在箱梁梁底粘貼寬度為250mm、厚度為8mm的縱向鋼板條，在箱梁腹板粘貼寬度為100mm、厚度為8mm的縱向水平鋼板條和寬度為150mm、厚度為8mm的斜向鋼板條進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)的加固措施。螺栓采用8.8級(jí)M12高強(qiáng)螺栓，鋼板粘貼完成后對(duì)鋼板和螺栓進(jìn)行防腐、防銹處理。

2.施工流程及工藝

2.1工藝流程

工藝流程圖見(jiàn)圖1。

2.2施工工藝

2.2.1前期處理

前期處理主要是指對(duì)粘貼鋼板部位的裂縫和混凝土缺陷進(jìn)行處理。粘貼鋼板部位處理前，按規(guī)范要求對(duì)裂縫進(jìn)行灌縫或封閉處理。同時(shí)將原結(jié)構(gòu)表面的松散混凝土及浮渣、污物等予以清除，對(duì)于混凝土缺陷的部位采用聚合物砂漿修復(fù)。

圖1　工藝流程圖

2.2.2混凝土表面處理

根據(jù)鋼板粘貼位置在梁體上放樣出位置大樣，采用角磨機(jī)對(duì)混凝土表面進(jìn)行打磨，除去混凝土表面薄層，打磨至完成露出新鮮面層為止，且要保證平面平整。用鋼絲刷將表面松散浮渣刷去，在鋼板粘貼前用脫脂棉花沾丙酮擦拭混凝土表面。

2.2.3鋼板表面處理

鋼板采用工廠自動(dòng)切割成型的鋼板，鋼板邊緣無(wú)毛刺、咬口及翹曲等缺陷。現(xiàn)場(chǎng)采用手持砂輪機(jī)打磨鋼板黏合面，打磨粗糙越大越好，打磨紋路與鋼板受力方向垂直，直至出現(xiàn)金屬光澤，在鋼板粘貼前用脫脂棉花沾丙酮擦拭干凈。

2.2.4配膠

黏結(jié)劑中最常用的是環(huán)氧類黏結(jié)劑。環(huán)氧類黏結(jié)劑分為甲、乙兩組，按照黏結(jié)劑供應(yīng)商提供的使用方法準(zhǔn)確稱量，配比，和混合，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)用完。使用前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢驗(yàn)，合格后方能使用。

2.2.5植入螺栓

首先在梁體上放樣出鋼板螺栓的位置，鉆孔前采用鋼筋混凝土保護(hù)層測(cè)試儀查明混凝土鋼筋布置，避免鉆孔打盲孔時(shí)碰及鋼筋，根據(jù)鋼筋位置調(diào)整螺栓安裝位置，最終確定鉆孔位置。采用手持電鉆進(jìn)行鉆孔，植入螺栓同植筋工藝，建議采用全螺紋螺桿，螺桿距離鋼板邊緣的距離應(yīng)控制在5～10cm之間，不可太過(guò)于接近邊緣。

2.2.6安裝鋼板

先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的螺栓位置對(duì)鋼板進(jìn)行配套打孔，用磨光砂輪機(jī)除去孔邊和鋼板邊緣毛刺。因鋼板表面處理早于安裝時(shí)間，鋼板因外界因素有不同程度的銹跡，必須采用鋼絲刷磨光機(jī)進(jìn)行除銹和粗糙處理，使鋼板表面恢復(fù)到粘貼的標(biāo)準(zhǔn)。最后用脫脂棉沾丙酮將鋼板表面擦拭干凈。箱梁底板利于鋼管支架將鋼板固定在螺栓上，控制鋼板與混凝土表面的間隙在2～3mm；焊接鋼板接縫；箱梁腹板可直接掛入螺桿完成鋼板安裝。

2.2.7配制結(jié)構(gòu)膠

按照供應(yīng)商提供的產(chǎn)品說(shuō)明書要求的比例配制結(jié)構(gòu)膠，將鋼板封邊膠及粘鋼灌注膠，用電鉆加鋼筋十字架自制攪拌器攪拌均勻。粘貼鋼板灌注膠應(yīng)在封邊前完成，且鋼板封邊膠達(dá)到完全固化有足夠的強(qiáng)度后再進(jìn)行配制和使用。

2.2.8封邊

將注膠咀粘結(jié)在鋼板邊緣的鋼板層間，插入排氣管，注入嘴布置間距為20～30cm。在膨脹螺栓頭上罩上蓋碗，然后用鋼板封邊膠封閉鋼板邊緣，完成封邊。

2.2.9灌注

將粘鋼灌注膠利用壓力泵壓入鋼板和梁體混凝土的縫隙中，使其層間密實(shí)。壓漿前應(yīng)先進(jìn)行試壓，以檢測(cè)設(shè)備和管道的正常配置。灌注過(guò)程中以0.2～0.4MPa的壓力將粘鋼灌注膠從注膠咀壓入鋼板和梁體混凝土的縫隙，當(dāng)預(yù)留排氣管溢出膠液后停止加壓。隨即采用鋼板封邊膠堵孔，并以較低壓力維持10min。最后用橡皮錘敲打鋼板判斷膠液是否灌注密實(shí)，若有空洞可繼續(xù)進(jìn)行壓注，直止鋼板和梁體混凝土的縫隙全部灌注密實(shí)。環(huán)氧類黏結(jié)劑在固化時(shí)間應(yīng)該為24h，固化期間不得對(duì)鋼板有任何擾動(dòng)，待達(dá)到強(qiáng)度后，方可進(jìn)行下步施工。

2.2.10防腐處理

鋼板防腐處理前應(yīng)檢查確認(rèn)鋼板粘貼密實(shí)情況，對(duì)于存在問(wèn)題的應(yīng)再次處理。確認(rèn)粘貼質(zhì)量后去除埋置的所有注入嘴和排氣管，用手持砂輪機(jī)結(jié)合鋼絲刷磨光機(jī)打磨鋼板外露面，使外露鋼板達(dá)到防腐涂裝要求。防腐涂裝按照《鋼板涂裝體系要求》進(jìn)行，先噴涂一層環(huán)氧云鐵防銹漆作為封閉層，再噴涂?jī)蓪臃济嫫嶙鳛槊鎸樱垦b的顏色與周圍混凝土的顏色相同。

2.3材料要求

粘貼鋼板加固法對(duì)材料要求較高，其材料性能指標(biāo)需滿足《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG/TJ22-2008）和《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50367-2006）的要求。黏結(jié)劑質(zhì)量直接影響粘貼鋼板的質(zhì)量，所以必須采用黏結(jié)強(qiáng)度高、耐久性好且具有一定彈性的材料。不得使用水泥或微膨脹劑為主要成分配制的錨固劑作為黏結(jié)材料。鋼板一般采用Q235鋼或Q345鋼，高強(qiáng)度螺栓應(yīng)符合國(guó)家、行業(yè)現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定。

鋼板防腐目前一般采用先涂一層環(huán)氧樹(shù)脂薄漿罩面，然后再涂?jī)蓪臃冷P漆在上面保護(hù)。加固鋼板因其自有特性容易銹蝕，其防腐材料應(yīng)選用防護(hù)效果好、時(shí)間長(zhǎng)的長(zhǎng)效防護(hù)漆。

3.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)在箱梁底板受拉區(qū)粘貼鋼板，提高了主梁的抗彎能力；在箱梁腹板粘貼斜向鋼板使鋼板與混凝土整體受力，提高主梁的整體剛度與抗剪強(qiáng)度，達(dá)到了加固效果，提高了橋梁的承載能力與耐久性。粘貼鋼板施工簡(jiǎn)便、周期短，在橋梁加固工程中廣泛應(yīng)用。但是該加固方法施工要求高，每個(gè)環(huán)節(jié)都要嚴(yán)格要求，特別是在鋼板黏合面處理和材料選擇，黏結(jié)劑的質(zhì)量和耐久性直接影響加固效果，所用材料必須符合相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。另外，鋼板防腐環(huán)節(jié)應(yīng)充分重視，選用防腐效果好、耐久性和防護(hù)周期長(zhǎng)的材料進(jìn)行防腐處理，以增加加固的壽命周期。

[1]公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].JTG/TJ22-2008.

[2]公路橋梁加固施工技術(shù)規(guī)范[S].JTG/ TJ23-2008.

[3]混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].GB50367-2013.

[4]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].JTG/TF50-201.

[5]王化冰.山東高速橋梁維修加固技術(shù)手冊(cè)[M].北京，人民交通出版社，2011.