粘贴钢板加固法.doc

一、粘贴钢板加固法原理钢板粘贴补强法是：采用环氧树脂系列粘接剂，将钢板粘贴在钢筋混凝土结构物的受拉区域薄弱部位，使之与结构物形成整体，用以代替需增设的补强钢筋，通过钢板与补强结构的共同作用，提高其刚度，限制裂缝开展，改善钢筋及混凝土的应力状态，提高梁的承载能力，以达到补强效果一种加固方法。
用粘贴钢板来加固桥梁，在国外已得到广泛的应用，国内也有不少实例，这是因为这种加固法具有以下优点：
（1）不需要破坏被加固的原有结构物；
（2）加固工程质量要求很高，但施工时并不要求高级的专门技术人员操作；（3）加固工程几乎不增大原结构物的尺寸；（4）能在短期内完成加固工程；
（5）几乎可以不改变具有历史价值建筑的原有艺术特点。
粘贴钢板加固的常用形式有：板梁桥或T梁桥梁底粘贴纵向钢板加固、箱梁或T梁（或工字梁）梁腹粘贴斜向钢板加固、悬臂梁牛腿或挂梁端部粘贴钢板加固、拱桥拱圈粘贴钢板加固等。为保证钢板与被加固的构建形成整体，钢板必须有足够的锚固长度，粘结剂具有足够的粘结强度和耐久性。为避免钢板脱胶拉开，端部可用加紧螺栓固定，但必须注意不要对构建截面造成不必要的损伤。
二、钢与混凝土的粘结强度加固时粘贴上的钢板，能否与原构件混凝土整体协同工作，取决于钢板与混凝土之间的粘贴强度。就钢与混凝土的粘贴抗剪强度和粘贴抗拉强度进行如下实验：
(1)在C40级的混凝土立方体试块上，用结构胶结粘合两块大小相同的钢板，在结构胶完全固化后，进行剪切实验（如图1）。结果表明，剪切破坏发生在混凝土，而不再粘结面上，混凝土的破坏面大于粘合面。可见，粘结抗剪强度大于混泥土的抗剪强度。
（2）粘结抗拉实验
把两块钢板对称的粘结在C40级的混凝土立方体试块上，进行抗拉实验（如图）结构表面，拉断面发生在混凝土试块上，而粘结面完好，混凝土的破坏面大于粘合面。可见，粘结抗拉强度大于混凝土的抗拉强度。
上述实验表面，用结构胶粘结的钢板与混凝土，无论其粘结抗剪，还是粘结抗拉，破坏均发生在混凝土，粘结强度取决于混凝土的钢板自身强度。因此，钢板与混凝土的粘结抗剪、粘结抗拉强度，可取等于混凝土的抗剪强度、轴心抗拉强度。
三、粘贴钢板加固设计首先，应对桥梁存在的病害与产生缺陷的原因进行分析，当确定采用粘贴钢板进行加固后，根据病害与缺陷的所在部位，确定钢板的规格和粘贴部位和形式。一般将钢板粘贴在被加固的桥梁结构受力部位的外边缘，以便充分发挥粘贴的钢板强度与作用，同时封闭粘贴部位的裂缝和缺陷，约束混凝土变形，从而有效地提高被加固构件的刚度和抗裂性。设计时，可根据需要与可能在不同的部位粘贴钢板，有效地发挥粘钢构件的抗弯、抗剪、抗压性能。
(1)为了提高桥梁结构的抗弯能力，一般在构件的受拉缘的表面粘贴钢板，使钢板与原结构形成整体来受力，此时以钢板与混凝土粘结处的混凝土局部抗剪切强度控制设计。合理与安全的设计应控制在钢板发生屈服变形前，粘结处混凝土不出现剪切破坏。
(2)当桥梁结构的主拉应力区斜筋不足，为了加固和增加结构的抗剪切强度时，可将钢板粘贴在结构的侧面（如图2），并垂直于剪切裂缝的方向斜向粘贴(斜度一般为45°-60°)，以承受主拉应力。
(3)补强设计时，钢板可作为钢筋的断面来考虑将钢板换算成钢筋，原有构件承受恒载与活载，增加的钢板承受原有构件承受不了的那部分活载。
(4)在构件设计时，加固用的钢板可按实际需要采用不同的形状，但钢板的厚度必须比计算出的厚度大些。用于抗弯能力补强的钢板尺寸应尽可能薄而宽、厚度一般为4-6mm，较薄的钢板可有足够的弹性来适应构件表面形状。用于抗剪能力提高的钢板厚度宜厚点，可依设计而定，一般采用10-15mm。
(5)设计钢板长度时，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粘贴钢板被拉脱现象的发生。
(6)粘钢法加固桥梁，如何确保钢板和外加固构件形成整体受力是加固成功与否的关键，所以，在补强设计时，除应考虑钢板具有足够的锚固长度、粘结剂具有足够的粘结强度和耐久性外，为避免钢板在自由端脱胶拉开，端部可用夹紧螺栓固定，或设置U型箍板、水平锚固板等，并在钢板上按一定的距离用螺栓固定，确保钢板与混凝土之间的粘结力满足抗拉或抗剪强度的需要。
四、下面以粘贴钢板法加固箱梁为例(1)加固前处理
1)仔细凿除崩裂和起壳的混凝土保护层。为保证修补材料与老混凝土之间在周边教结良好，凿除部分的周边应有碗口形明显轮廓，周边轮廓深度至少3cm.
2)若钢筋仅外侧(靠保护层一侧)锈蚀，则只需凿除混凝土保护层部分即可;若钢筋内侧也锈蚀，则沿钢筋周围的混凝土均要凿除内侧凿除深度至少2cm以上直至露出好混凝土为止。
3)锈蚀的钢筋必须严格除锈，直到露出金属光泽。（2）修补材料的选择及相应的称结面处理方法
1)凿除深度达5cm以上，可选择C30微膨