粘貼鋼板加固法在橋梁中的應(yīng)用

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,交通運輸量相應(yīng)大幅提高,行車密度和車輛載重越來越大,道路橋梁因此逐漸出現(xiàn)結(jié)構(gòu)老化、破損、變形以及開裂等現(xiàn)象,橋梁承受荷載的能力明顯下降,特別是一些舊橋的承載力基本突破其設(shè)計使用要求。因此,如何通過加固辦法提高舊橋梁的承受力,成為當前橋梁使用中的重要課題。

橋梁粘貼鋼板加固法的優(yōu)點

(1)技術(shù)先進、性能良好,在相同條件下,采用貼鋼板加固更能有效地提高梁的抗剪承載力,提高鋼板的強度利用率。

(2)橋梁粘貼鋼板加固方法在提高梁承載力的同時,改善了梁的延性,提高了構(gòu)件及整個結(jié)構(gòu)的可靠度指標。

(3)所占空間小,不影響被加固物的外觀和使用空間,加固過程不用中斷交通。

(4)加固周期短,消耗材料少,收到的經(jīng)濟和社會效益高。

(5)工藝簡便,施工質(zhì)量更容易得到保證。

粘貼鋼板加固法的適用范圍和常規(guī)技術(shù)要求

(1)本加固法適用于靜力作用的一般彎拉及受拉構(gòu)件。

(2)本加固法以環(huán)境溫度不超過60℃、相對濕度不超過70%及物化學(xué)腐蝕的條件為限,否則,要采取有效的防腐措施。

(3)被加固構(gòu)件本身強度不小于C15。

粘貼鋼板加固的計算方法

安全合理的設(shè)計應(yīng)控制在鋼板發(fā)生彎曲變形前,且粘結(jié)處的混凝土不出現(xiàn)剪切破壞,確保鋼板與加固的構(gòu)件形成整體受力,并需要鋼板具有足夠的錨固長度。粘貼劑具有足夠的黏結(jié)強度和耐久性,同時用植入筋加強鋼板與混凝土的連接。

考慮到鋼板的應(yīng)力滯后和撕脫力的影響,對鋼板的強度應(yīng)乘以0.9的折減系數(shù)??砂聪率酱_定:

式中: fso、Aso——原構(gòu)件縱向受拉鋼筋抗拉強度設(shè)計值、截面面積;

fay、Aa——加固鋼板抗拉強度設(shè)計值、截面面積;

f ' so、A' so ——原構(gòu)件縱向受壓鋼筋抗壓強度設(shè)計值、截面面積;

fcmo——原構(gòu)件混凝土彎曲抗壓強度設(shè)計值;

X——混凝土受壓區(qū)高度;

bo——原構(gòu)件的寬度。

鋼板在其加固點外的錨固黏結(jié)長度L1 :

ta ——受拉加固鋼板厚度;

——被粘混凝土抗剪強度設(shè)計值。

鋼板在其加固點外的錨固黏結(jié)長度應(yīng)大于構(gòu)造尺寸200ta和600mm,若鋼板無法滿足以上長度要求,可以在鋼板的端部錨固區(qū)黏結(jié)U型箍板,此時錨固長度應(yīng)滿足下列規(guī)定:

當fvb1≤2fcvlu時,

式中: n——每端箍板數(shù)量;

bu——箍板寬度;

lu——箍板單肢的梁側(cè)混凝土的黏結(jié)長度;

fv——鋼與鋼黏結(jié)抗剪強度設(shè)計值。

當斜截面受剪承載力不足時,可在梁兩端粘U型箍板進行加固。

可按下式計算:

且V——斜截面剪力設(shè)計值;

Vo——原構(gòu)件斜截面受剪承載力設(shè)計值;

Aa1——單肢箍板截面面積;

S——箍板軸線間距。

為了提高鋼板補強混凝土梁的彎曲承載力和延性,還需滿足:原混凝土梁受壓區(qū)高度x與梁的有效高度ho之比值不大于0.4。

粘貼鋼板加固法施工工藝

粘貼面混凝土清理根據(jù)施工圖紙現(xiàn)場定位并標識出鋼板位置大樣,然后鑿除粘鋼區(qū)域混凝土表面2mm~8mm厚的表面砂漿,使堅硬的混凝土石外露,形成平整的粗糙面,表面不平處應(yīng)用尖鑿輕鑿整平。再用鋼絲輪清除表面浮漿,剔除表面疏松物。最后用壓縮空氣吹凈表面粉塵,用工業(yè)丙酮清洗表面。

鉆孔植埋錨栓(植筋)

通過植筋工藝,鉆孔植埋錨栓,依據(jù)現(xiàn)場鑿毛及埋植的螺桿間距,放樣切割鋼板并鉆孔,然后對鋼板粘貼面用磨光砂輪機進行除銹和粗糙處理。粗糙處理的紋路應(yīng)垂直構(gòu)件的受力方向,打磨完成后用工業(yè)丙酮進行清洗。

鋼板安裝和焊接將鋼板套在螺栓上進行水平調(diào)整和固定,保證鋼板與混凝土表面的間隙在3mm,焊接鋼板接縫,按說明配置好結(jié)構(gòu)膠水進行鋼板封邊,在鋼板邊緣預(yù)埋好相隔1m的灌入嘴跟塑料導(dǎo)管以做排氣孔,再通氣試壓檢驗封邊狀況良好后灌注膠水。

灌注膠水按照說明書規(guī)定的比例配置膠水,用低速攪拌器攪拌均勻,用壓力泵以0.2MPa~0.4MPa的壓力將盛于壓力罐中的粘鋼膠水經(jīng)塑料導(dǎo)管從注入嘴灌注到鋼板與混凝土的空隙中,壓力應(yīng)保持穩(wěn)定,當塑料導(dǎo)管冒出膠水時停止加壓,以鋼板封邊膠封堵住灌入口,再以較低壓力維持約10min,或灌注工作持續(xù)到所有排氣孔均有膠水溢出。

在灌注過程中,用橡皮錘或木錘敲打鋼板以確認是否灌注密實。

養(yǎng)護灌注膠水施工結(jié)束后,應(yīng)進行72h靜置養(yǎng)護。在此期間,被加固的部位不得受到撞擊和震動的影響。

鋼板表面防腐處理鋼板表面防腐處理,采用在鋼板面上涂刷防銹底漆+中間漆+面漆的方式,面漆顏色盡量與梁體混凝土顏色一致。

灌注飽滿檢測待灌注膠水完全固化和防腐漆干后,用橡皮錘或木錘沿粘貼面輕輕敲打鋼板,根據(jù)聲音的飽滿度判斷灌注的密實度,如無空洞聲,則表示已灌注密實。密實面積要達到粘貼面積的90%,否則應(yīng)在鋼板空鼓處重新打孔并用針筒灌膠。

總之,粘鋼加固橋梁是一項技術(shù)性強、要求高、行之有效的橋梁加固補強方法,施工周期短、進度快、不需要大型設(shè)備、不需要很大的作業(yè)空間、不中斷交通、可節(jié)省投資,對于通車工期要求嚴格的橋梁來說,是一種行之有效的加固補強技術(shù)手段。

當前標題:粘貼鋼板加固法在橋梁中的應(yīng)用
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