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桥梁加固之粘贴钢板加固法


1 概念

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。


2 优点 :

(1) 技术先进,性能良好

(2) 所占空间小

(3)粘钢加固施工周期短

(4)材料消耗小

(5) 工艺简便


3 适用范围:

(1) 适用于受弯及受拉构件

(2) 适应外部环境温度不高于60℃、相对湿度不大于70%及无化学腐蚀地区的桥梁结构中。

(3) 使用成熟的建筑结构胶,慎重对待新胶种

(4) 试验表明粘结抗剪、抗拉强度大于混凝土的抗剪、抗拉强度,破坏发生在混凝土上而不在胶层上,钢板与混凝土的粘结强度完全取决于混凝土本身的强度,构件混凝土强度不能过低,否则不能发挥钢板和胶粘剂的作用.


4 材料要求 :

(1) 胶粘剂 弹性模量高、线膨胀系数小、比较有韧性,耐久性好。

(2) 粘钢加固用钢板 一般以3号钢或16锰钢为宜,钢板、连接螺栓及焊缝的强度设计值,应按现行钢结构设计规范规定采用。


5 粘钢加固梁破坏特征与受力分析

 (1) 破坏特征 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,破坏阶段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,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。 也有部分试验表明,粘贴在梁底的钢板未达到屈服强度,而是钢板与混凝土间撕脱导致加固梁破坏。

(2) 受力分析 加固梁钢板比原钢筋有应力滞后现象,但在破坏时,钢板一般均能达到屈服强度,因此,其截面受力可按一般受弯构件计算。 由于粘贴钢板的应力滞后,当钢板达到屈服时,加固梁的挠度及裂缝就偏大。 对粘钢加固钢筋混凝土受弯构件,钢板和混凝土之间,不但存在切向剪正应力,同时由于构件的弯曲作用,还存在径向正应力。在切向剪正应力和径向正应力共同作 用下,结构胶与构件交界面处的混凝土上产生斜裂缝和水平裂缝,这些裂缝起始于加固钢板的末端,并沿梁长方向延伸,最终导致钢板从混凝土上脱落。 脆性破坏,这种现象应避免出现。造成此种破坏主要有如下三个方面原因: 锚固长度不够 要求锚固长度:受拉区不得小于200t(t为钢板厚度),亦不得小于600mm,受压区,不得小于160t ,亦不得小于480mm。 胶粘剂的质量问题 现场使用的结构胶应经常检验,其强度指标应不低于砼强度,但检验结构胶的方法尚无统一标准,只能参照已有经验进行。 施工质量的影响 粘钢加固的效果与施工质量密切相关,粘贴、固定与加压应不断检查,保证粘贴密实。否则非常容易出现粘贴钢板受力撕脱。为了保证工程质量,粘钢加固必须由专业化施工队伍施工。


6 粘钢加固计算

7-1

7-3

7-2

粘钢加固施工

(1) 构造要求 粘钢加固基层的混凝土强度等级不应低于C20。 粘钢钢板厚度以2~6mm为宜,一般取4mm。 锚固长度必须满足一定的构造要求:对于受拉区不得小于200t(t为钢板厚度),亦不得小于600mm;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 为了延缓胶层老化,防止钢板锈蚀,钢板及其邻接的混凝土表面,应进行密封防水防腐处理。简单而有效的办法是用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。 粘钢加固施工方法与工艺要求: 7-4 8 工序质量控制与加固工程质量检验方法 (1) 基本要求 ① 粘贴钢板加固所用材料类别、规格及质量应符合设计要求; ② 按规定的程序施工,加压及固化时间应符合设计要求; ③ 锚固螺栓数量、规格、钢板的搭接长度不得少于设计值; ④ 按设计要求进行防腐处理。 (2) 实测项目

7-5


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