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桥梁加固―粘钢板加固法 粘钢板加固法是用粘结剂(建筑结构胶)将钢板粘贴到梁需要加固的部位上,以提高结构承载能力的一种方法。粘钢板加固不jin补充了原构件的钢筋不足,而且还通过大面积的钢板粘贴,有效地保护了原构件的混凝土不再产生裂缝,并使已有的裂缝得到控制而不继续扩展,从而增强了原结构的整体性,提高了原构件的承载力。钢板粘贴好后应立即用卡具、支撑或臌胀螺栓等加以固定,并适当加压,以使胶液刚好从钢板边沿挤出为度。若有局部不贴合处,可用木楔在钢板与支撑装置之间打入,将钢板与混凝土表面压实。臌胀螺栓一般兼作钢板的咏久附加锚固措施,其埋设孔洞应于钢板一起于涂胶前配钻。目前使用的粘结剂都是在常温20℃下固化,24h后即可拆除夹具并支撑,3d后加固构件即可受力使用。注意在固化期间不得使钢板有任何扰动。构件的粘钢加固质量一般采用非破损检验,外观检查钢板边缘的溢胶色泽、硬化程度,以小锤敲击钢板检验钢板的有效粘结面积。应该使有效粘结面积锚固区不应小于90%,非锚固区不应小于70%。
桥梁加固—粘钢加固受力分析
对于粘钢加固梁而言,虽然加固梁钢板比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。因撕脱而造成加固梁破坏的原因主要有以下几个方面:
(1)锚固长度不够
在混凝土表面粘结钢板与埋在混凝土中的钢筋相比,受力较为不利。钢板的拉力仅仅依靠单面的粘结应力来平衡。钢板的合力与粘结应力不在一条线上,它们形成一个力偶,使钢板产生与梁的弯曲方向相反的变形。起着剥离钢板的作用,容易使钢板撕脱,因而要求有较长的锚固长度。
(2)粘结剂的质量问题
钢板能否有效地参与原梁的工作,主要取决于钢板与混凝土之间粘结力的抗剪和抗拉强度。胶黏剂的质量对强度影响ji大,应认真选择。由于原材料质量、工艺操作变化,不同厂家管理不同,可能生产出来的结构胶质量有较大波动,若质量不佳,粘钢加固受力时,容易出现钢板撕脱而破坏。为此现场使用的结构胶应该及时检验,其强度指标应不低于混凝土强度,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。
(3)施工质量的影响
粘钢加固的效果与施工质量密切相关,粘钢加固梁钢板撕脱主要是施工质量不佳引起的。其中表面处理,包括加固构件结合处理及钢板粘合处理,是关键的工序,应根据构件表面的新旧程度、坚实程度、干湿程度,分别对待,认真处理。粘贴、固定与加压追踪检查,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,粘贴加固必须由傳业化施工队伍施工。
对于粘钢加固梁而言,虽然加固梁钢板比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。因撕脱而造成加固梁破坏的原因主要有以下几个方面:
(1)锚固长度不够
在混凝土表面粘结钢板与埋在混凝土中的钢筋相比,受力较为不利。钢板的拉力仅仅依靠单面的粘结应力来平衡。钢板的合力与粘结应力不在一条线上,它们形成一个力偶,使钢板产生与梁的弯曲方向相反的变形。起着剥离钢板的作用,容易使钢板撕脱,因而要求有较长的锚固长度。
(2)粘结剂的质量问题
钢板能否有效地参与原梁的工作,主要取决于钢板与混凝土之间粘结力的抗剪和抗拉强度。胶黏剂的质量对强度影响ji大,应认真选择。由于原材料质量、工艺操作变化,不同厂家管理不同,可能生产出来的结构胶质量有较大波动,若质量不佳,粘钢加固受力时,容易出现钢板撕脱而破坏。为此现场使用的结构胶应该及时检验,其强度指标应不低于混凝土强度,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。
(3)施工质量的影响
粘钢加固的效果与施工质量密切相关,粘钢加固梁钢板撕脱主要是施工质量不佳引起的。其中表面处理,包括加固构件结合处理及钢板粘合处理,是关键的工序,应根据构件表面的新旧程度、坚实程度、干湿程度,分别对待,认真处理。粘贴、固定与加压追踪检查,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,粘贴加固必须由傳业化施工队伍施工。
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桥梁加固粘贴钢板加固设计
(1)一般将钢板粘贴在被加固梁的受力部位的外边缘,以便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,从而有效地发挥粘贴钢板梁的抗弯、抗剪等性能。
(2)为了提高梁的抗弯能力,一般在其受拉缘表面粘贴钢板,使钢板与梁形成整体来受力,此时以钢板与混凝土黏结处的混凝土局部抗剪切强度控制设计。合理与的设计应控制在钢板发生屈服变形前,黏结处混凝土不出现剪切破坏。
(3)当梁的主拉应力区斜筋不足,为了加固和增加梁的抗剪切强度时,可将钢板粘贴在梁体的侧面,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。
(4)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,但此钢板仅承受原梁承受不了的那部分活载。
(5)在构造设计时,加固用的前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4~6 mm,较薄的钢板有足够的弹性来适应梁体表面形状。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10~15 mm。
(6)设计钢板长度时,应将钢板的两端延伸到低应力区,以减少钢板锚园端的黏结应力集中,防止黏结部位的混凝土出现裂缝或粘贴钢板被拉脱现象的发生。
(7)如何确保钢板和被加固的梁体形成整体受力是加固成功与否的关键。所以,在进行补强设计时,除应考虑钢板具有足够的锚固长度、黏结剂具有足够的黏结强度和耐久性外,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形箍板、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黏结力满足抗拉或抗剪强度的需要。
(1)一般将钢板粘贴在被加固梁的受力部位的外边缘,以便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,从而有效地发挥粘贴钢板梁的抗弯、抗剪等性能。
(2)为了提高梁的抗弯能力,一般在其受拉缘表面粘贴钢板,使钢板与梁形成整体来受力,此时以钢板与混凝土黏结处的混凝土局部抗剪切强度控制设计。合理与的设计应控制在钢板发生屈服变形前,黏结处混凝土不出现剪切破坏。
(3)当梁的主拉应力区斜筋不足,为了加固和增加梁的抗剪切强度时,可将钢板粘贴在梁体的侧面,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。
(4)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,但此钢板仅承受原梁承受不了的那部分活载。
(5)在构造设计时,加固用的前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4~6 mm,较薄的钢板有足够的弹性来适应梁体表面形状。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10~15 mm。
(6)设计钢板长度时,应将钢板的两端延伸到低应力区,以减少钢板锚园端的黏结应力集中,防止黏结部位的混凝土出现裂缝或粘贴钢板被拉脱现象的发生。
(7)如何确保钢板和被加固的梁体形成整体受力是加固成功与否的关键。所以,在进行补强设计时,除应考虑钢板具有足够的锚固长度、黏结剂具有足够的黏结强度和耐久性外,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形箍板、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黏结力满足抗拉或抗剪强度的需要。