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锚贴钢板法在旧桥加固中的应用
发布时间:2024-01-13 23:25:58
 一 、前言 
    随着我国社会主义建设事业的发展,我国的公路建设也取得了很大的进展。但我国早期修建的一些桥梁运营到目前已出现不同程度地老化、损坏,特别是60年代将相当数量的临时性、半永久性桥梁改造为永久性桥梁,其技术标准低、通过能力差(载重标准低、桥面宽度窄、多年运营造成不同程度的损伤等,严重地限制了运输能力的提高。因此通过对旧桥的加固改造,可以节省投资,充分合理的利用原有结构,使我国桥梁建设真正步入“养建并重”的可持续发展道路,共创和谐局面。 


    二 、工程概况 
    陕西咸阳地区某特大桥引桥桥面宽净11+2x0.5m防撞护栏,设计荷载为汽-20,挂-100.由于设计图纸、施工及竣工资料的缺失,根据现场调查,上部结构为多孔13m钢筋混凝上现浇板桥,板高60cm;下部结构为桩柱式墩台,墩粗1m,桩径1.2m. 
    随着我国改革开放的深入,经济飞速发展,车流量越来越大,超载的加长重车也屡见不鲜,对该桥的承载力和耐久性造成很大影响。经调查发现:现浇空心板底面出现多条横向和纵向裂缝,裂缝宽度大于规范限值0.25mm;板底面出现不同程度的渗水、表面风化、碳化、剥落、露筋和钢筋锈蚀。部分泄水管堵塞,导致雨水顺墩柱流下,由于本地区地表为黄土,造成冲刷湿陷,桩基础外露。 
    三 、加固思路 
    由于该特大桥位于国道主干线,关系到西北地区人民群众的生产生活,有关部门对此亦高度重视。 
    由于该桥的重要性,要求在不中断交通或尽量少中断交通的条件下进行施工;受原有结构物的制约,要求施工工艺简便,占用空间小,不减小桥梁净空;施工速度、工期等也受到限制。击鼓措施除了封闭裂缝,改善排水外就是如何对板梁进行补强了。经过有关人员和专家就多方案分析论证后最终确定了锚贴钢板的加固方案。 
    贴钢法是将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物受拉缘或薄弱部位,使之与结构物形成共同体,以提高刚度,改善受力状态,限制裂缝扩展。60年代末70年代初法国和南非首先采用粘贴钢板法对混凝土结构进行外部补强,随后瑞典、日本、英国等其他国家也相继采用。1975年日本曾采用粘贴技术对200多座由于重型交通剧增而承载力不足的桥梁进行加固,取得了较好的效果。 
    加固设计时,钢板作为钢筋断面来考虑,将钢板换算成钢筋,原有构件承受恒载及部分活载,剩余部分由补强后的结构与钢板共同分担,经过计算分析,并考虑一定的安全储备,确定钢板用量。构造上钢板可按实际需要采用不同的形状,用于抗弯能力补强的钢板厚度取薄一些,获得足够的弹性来适应构件的表面形状。钢板的长度应将钢板的两端延伸到低应力区,以减少钢板锚固端的粘结应力集中,防止粘结部位构件出现裂缝或枯贴钢板被拉脱的现象发生。由于剪力滞的影响腹板区域受力较大,故钢板粘贴位于空心板腹板下缘,也可以避免在底板下部由于打入锚栓而削弱截面。 


    综合分析之后确定在板底部受拉区表面粘贴22道10800x200x6mm钢板,使钢板与原结构形成整体来受力。并在两边角侧面各粘贴一道同样的钢板提供抗剪,这样便可以充分发挥粘贴钢板的强度与作用,同时封闭粘贴部位的裂缝和缺陷,约束混凝土变形,从而有效的提高被加固构件的刚度和抗裂性。并配以锚固螺栓,提供可靠的抗拔力,以保持粘贴钢板时有效地加压,同时还可帮助钢板克服剪切,有利于粘贴的耐久性。 
    四、 施工措施 
    1.对于露筋或保护层剥落,先将松动的保护层凿去,并清除钢筋锈迹,采用粘结性良好的高强混凝土修补。 
    2.当裂缝宽度在0.25mm内,采用环氧类胶封闭:先采用凿毛、喷砂或钢丝刷刷毛等办法清除混凝土表面浮浆,再将裂缝沿其长度范围凿成“v"形槽使露出新鲜面,在其上涂抹环氧胶液。 
    3.当裂缝宽度大于0.25mm时,采用压力灌浆法灌注环氧树脂修补裂缝,先将结构物的裂缝或孔隙与外界封闭,仅留出进浆口及排气孔,然后将配制较低粘度的浆液通过压浆泵以一定的压力将浆液压入缝隙内并使其扩散、胶凝固化,以达到恢复原结构整体性与强度的目的。 
    4.粘贴钢板时,首先应依据设计图纸放样扁钢带位置,人工用扁钢钎凿除粘钢区混凝土表层灰皮碳化层,露出新鲜粗骨料并形成平整粗糙面,不平处用尖凿轻凿整平。然后用钢丝刷清除表面灰尘及疏松物,用压缩空气吹净表面粉尘,并用甲苯或工业丙酮擦拭干净。须保持混凝土粘合面干燥清洁状态。

 
    5.按设计图纸的孔眼位置,在混凝土粘合面上选用与膨胀锚固螺栓相应直径钻头,用电钻(冲击钻)钻孔。如在钻孔时碰到钢筋,对孔眼位置作适当移动。对钻成的孔眼作除尘处理,然后埋植膨胀螺栓。 
    6.依据现钢带及时场实际放样进行粘贴扁钢带下料,并根据现场埋植的螺杆,对所粘贴的扁钢带进行配套打孔,然后对扁钢带的粘贴面用磨光砂轮机或钢丝刷磨机进行除锈和粗糙处理,打磨粗糙度越大越好,打磨纹路与扁钢带受力方向垂直,最后用脱脂棉沾甲苯或工业丙酮将扁钢带的粘贴面擦拭干净。 
    7. 先用甲苯或工业丙酮清洗处理后的粘钢区域混凝土表面和扁钢带粘贴面,再将新鲜配好拌和均匀的粘钢胶用刮刀紧密、均匀地涂抹在做过表面清洁处理的混凝土粘合面和钢板粘合面上,使之在板宽中央厚度达5mm,两侧稍薄一些,由多人平托钢板对准膨胀螺栓与混凝土密贴贴合。 
    8.当扁钢带贴合上后,加垫片,紧固螺母,交替拧紧各加压螺杆,使多余的胶沿板缝挤出,达到密贴程度,加压固定的压力不小于设计值。同时不断轻轻敲打扁检查扁钢带下粘钢胶的饱满性。 
    9.固化检验:在完成粘贴扁钢带24小时后,检查粘贴固化效果,若发现粘贴扁钢带不合格,应剥下重新粘贴或采取有效措施补贴或补强。 
    10. 粘贴完成后做好防锈处理,表面涂抹防水底漆,选用浅灰色或与混凝土表面相近的颜色达到美观效果。 
    五 、结语 
    从本桥加固的情况看,粘贴钢板法与传统加固方法相比工艺简单,周期短,能极大延长桥梁使用寿命,提高桥梁承载力,具有明显的技术优势。能满足使用要求,带来巨大的经济效益和社会效益

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