摘要:粘貼鋼板加固法是混凝土構件和橋梁加固中采用較多的一種方法。本文詳細地介紹了其計算方法和施工工藝等。
　　關鍵詞:結構加固，粘貼鋼板，加固設計，施工工藝
　　隨著交通運輸量大幅度增長，行車密度及車輛載重越來越大，現有公路橋梁中的相當一部分已經不能滿足使用上的要求。橋梁的陳舊、老化、承載力不足等問題已經引起我國的高度關注。就橋梁加固方法而言可以簡單歸納為以下幾種：增大截面法、體外預應力加固法、粘貼鋼板加固法、粘貼玻璃鋼加固法、碳纖維加固法等。每種方法都有其優缺點及適用范圍，本文就混凝土結構及橋梁加固中常用的粘貼鋼板法作詳細介紹。
　　一粘貼鋼板加固機理
　　粘貼鋼板加固法就是在（鋼筋）混凝土構件表面用特制的結構膠粘貼鋼板，以提高構件承載能力及耐久性等功能的一種結構加固方法。其加固機理是：當主梁承載力不足，或縱向主筋出現嚴重銹蝕，或梁板橋的主梁出現嚴重橫向裂縫時，采用環氧樹脂或建筑結構膠將鋼板這一抗拉強度高的材料粘貼在混凝土結構的受拉緣或者薄弱部位，使之與原結構物形成整體共同受力，從而改善原結構鋼筋及混凝土的應力狀態，達到提高構件的抗彎、抗剪能力，減少裂縫繼續發展的效果。
　　粘貼鋼板加固法適用于對鋼筋混凝土受彎、大偏心受壓和受拉構件的加固，不使用于素混凝土構件，包括縱向受力鋼筋配筋率低于現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010規定的最小配筋率的構件加固，其使用的環境溫度在-20℃~60℃范圍內，相對濕度不大于70℃及無化學腐蝕地區。
　　二加固設計
　　1材料要求
　�。�1）鋼板：加固用鋼板一般以3號鋼或16錳鋼為宜，鋼板、連接螺栓及焊縫的強度設計值，應按現行鋼結構設計規范規定采用。
　�。�2）混凝土：混凝土的抗剪強度試驗值、標準值及設計值按現行規范規定采用。
　�。�3）粘接劑、混凝土界面劑、膨脹劑等應根據工程的實際情況而擇。
　　2設計計算，本文著重介紹受彎構件正截面加固設計
　�。�1）正截面承載力根據圖1，可按下式進行計算：
　　
　　圖1矩形截面正截面
　　
　　
　　式中：—原構件縱向鋼筋抗拉、抗壓強度設計值；—原構件縱向受拉、受壓鋼筋截面面積；—加固鋼板抗拉強度設計值；—加固鋼板截面面積；0.9—考慮加固鋼板應力滯后、撕脫力影響等的強度折減系數；—原構件混凝土彎曲抗壓強度設計值；x—混凝土受壓區高度；b—原構件的寬度；—受拉鋼筋、粘貼鋼板重心至混凝土梁上緣的距離；——鋼筋安全系數，取=1.25。
　　鋼板錨固黏結長度，是指在原梁不需要加固截面以外的粘貼鋼板的延伸長度，其錨固長度按下式計算：。式中：—受拉加固鋼板厚度；—被黏混凝土抗剪強度設計值；—加固鋼板抗拉強度設計值；2—錨固區剪應力分布不均勻系數，近似按三角形考慮。若鋼板粘貼長度不能滿足計算長度，可在鋼板的端部錨固黏結U形箍板。
　�。�2）斜截面承載力極限狀態計算
　　當梁的斜截面受剪承載力不足時，可采用局部粘貼并聯U形箍板進行加固，此時斜截面受剪承載力按下式計算：；同時，必須滿足以下條件：
　　式中：—斜截面、原構件斜截面受承載剪力設計值；—單肢箍板截面面積；s—箍板軸線間距；—加固鋼板抗拉強度設計值；—鋼筋安全系數，取=1.25.
　　三施工工序
　　1加固構件結合面處理
　　第一，對很舊很臟的混凝土構件的黏合面，應先用硬毛刷沾高效洗滌劑，刷出表面油垢污物后用冷水沖洗，在對黏合面進行打磨，除去2~3mm厚表層，直至完全露出新鮮面，并用壓縮空氣除去粉塵。處理后，若表面嚴重凸凹不平，可用環氧樹脂砂漿修補。第二，對于新混凝土黏合面，先用角磨機將黏合面磨平，再用鋼絲刷將表面松散浮渣刷去，用棉花沾丙酮擦拭表面。第三，對于齡期在3個月以內或濕度較大的混凝土構件，黏鋼前尚須進行人工干燥處理。
　　2鋼板黏合面處理
　　如鋼板未生銹或輕微生銹，可用噴砂、紗布或平砂輪打磨，直至出現金屬光澤。打磨粗糙度越大越好，打磨紋路盡量與鋼板受力方向垂直，然后用脫脂棉花沾丙酮擦拭干凈；若鋼板銹蝕嚴重，須先用適度鹽酸浸泡20min，使銹層脫落，再用石灰水沖洗，中和酸離子，最后用平砂輪打磨出紋道，在用丙酮擦拭干凈。
　　3卸載
　　為了減輕粘貼鋼板的應力、應變滯后現象，粘貼鋼板及膠液固化期間應封閉交通。
　　4配液
　　黏結劑中最常用的是環氧類黏結劑。環氧類黏結劑分為甲、乙兩組，使用前應進行現場質量檢驗，合格后方能使用。
　　5粘貼
　　黏結劑配制好后，用抹刀同時涂抹在已處理好的混凝土表面和鋼板上，厚度1~3mm，中間厚邊緣薄。然后將鋼板貼于預定位置，若是立面粘貼，為防止流淌，可加一層脫蠟玻璃絲布。黏好鋼板后，用手錘沿粘貼面輕輕敲打鋼板，如無空洞聲，表示已粘貼密實，否則應剝下鋼板補膠，重新粘貼。
　　6固定及加壓
　　鋼板粘貼好后立即用特制U形夾具夾緊或用木桿頂撐，壓力保持為0.05~0.10MPa，以使膠液剛從鋼板邊縫擠出為度。若用膨脹螺栓固定，膨脹螺栓一般是鋼板的永久附加錨固，其埋設孔洞應與鋼板一道于涂膠前鉆成。
　　7固化
　　環氧類黏結劑在常溫下固化，保持在20℃以上，24h即可拆除夾具或支撐，若低于15℃，應采用人工加溫，一般用紅外線燈加熱。固化期間不得對鋼板有任何擾動。
　　8檢驗，按設計要求進行檢驗。
　　9防腐處理，按設計要求進行防腐處理。
　　四質量控制措施
　　1選擇優質材料，把好材料關
　　材料的選擇非常重要，特別是粘結劑的選用是關鍵�；炷�土結構加固用膠必須強度高，粘結力強，耐老化，彈性模量高，線膨脹系數小，具有一定彈性。在選用粘結劑上不僅考慮粘結強度，還要著眼彈性模量較高、溫度變形較小的剛性膠種。
　　例如，建筑結構膠的配置。經過綜合考慮，該工程結構膠選用JGNⅡ型結構膠。JGNⅡ型粘結劑為甲、乙兩組份，按甲：乙=3：1比例混和室溫固化三天，室溫測試，其力學性能如表1所示。
　　表1JGNⅡ型建筑結構膠的各項力學性能（MPa）
　
　　例如，環氧膠漿、環氧砂漿的配置。施工前應聘請生產廠家的專業工程師到現場與設計單位、監理工程師一道進行試配及施工工藝研究（詳見圖2），確定環氧膠漿及環氧砂漿的施工配合比分別見表2、表3。
　　表2環氧膠漿配合比
　　
　　
　　表3環氧砂漿配合比
　　
　　
　　圖2配置環氧砂漿的工藝流程
　　2粘貼所用鋼板的選擇
　　粘貼鋼板用16Mn鋼，鋼板最佳厚主要根據結合面厚度，鋼板錨固長度及施工要求而定。鋼板愈厚所需錨固長度就愈長，鋼板越厚越硬，不好粘貼。反之，鋼板越簿，相對用膠量就越大，鋼板防腐處理比較難。鋼板最佳厚度可參考表4采用。
　　表4鋼板最佳厚度
　　
　　3鋼板的粘貼，詳見圖3。
　　
　　圖3環氧膠漿粘貼鋼板
　　五結語
　　1對于框架結構，用粘鋼加固補強，速度快，整體效果好，可大大提高原結構、構件的承載能力和抗震能力。
　　2鋼板由于拉壓強度很高，加之粘貼后的鋼板主要承受活載，對于受彎、受剪和受拉構件其補強效果優于加大混凝土截面。
　　3粘貼鋼板加固的模型梁延性相對優越，對于需要提高承載能力的橋梁采用粘貼鋼板加固較為可靠。
　　參考文獻
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