1.前言
近年来我国桥梁加固技术发展迅速，其中粘贴钢板加固法由于施工周期短、施工工艺简单快捷、粘贴材料占用空间小、对交通影响小，受到工程人员的青睐，在桥梁加固中逐步推广开来。
2006年，应广东省某县政府的邀请，我公司工程技术人员采用粘贴钢板加固法新工艺对该县一旧桥进行了加固，经过近两年的跟踪检查，发现加固效果完全达到设计要求，原有病害得到有效控制。本文详细介绍了工程中采用的加固施工方案及施工工艺，以供同行们参考。
2.工程简况
该旧桥系一座跨河涌小桥，小桥结构为单跨整体式斜交板桥，桥梁净跨31m、桥宽9m，桥台为重力式桥台，该桥的设计荷载为汽-20、挂-100。
2006年有关部门在对该桥的桥况调查中发现，该桥板底沿桥的横向较均匀地出现了5条与于行车方向斜交的板底裂缝，裂缝长度约5m，宽度超过0.2mm，少数裂缝有明显水迹；另在板底还发现4处小范围蜂窝病害。在过往的旧路工程改造中，在该桥原有铺装层的基础上又新铺设了厚度近20cm的沥青混凝土。经设计部门验算，并考虑到该桥的行车荷载实际已超过汽-20，该桥的承载力无法满足现有行车要求，必须进行加固。
3.技术方案
针对该桥的现有桥况，施工单位采用了粘贴钢板法对全桥进行加固。作为一种广泛应用的桥梁加固技术手段，粘贴钢板法的主要优点体现在：一是相同条件下，采用粘贴钢板加固更能有效提高梁的抗剪承载力，提高钢板的强度利用率；二是粘贴钢板能改善了梁的延性，提高构件及整个结构的可靠度指标；三是粘贴钢板加固法施工方便，施工质量更容易得到保证；四是粘贴钢板加固在施工过程中在钢板内产生一定的预拉应力，有利于提高被加固结构抵抗重复荷载的作用。具体加固方案分为两个部分：
(1)已有病害修补：采用气球注浆法对该桥已有裂缝进行修补，并用环氧砂浆修补已有蜂窝。
(2)粘贴条形钢板加固：根据设计部门计算结果粘贴单层条形钢板，粘贴钢板的方法以螺栓锚固钢板和灌注钢板粘合剂相结合，钢板的布置及锚固螺栓及注浆嘴布置如图1所示。其中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。用于提高抗剪能力的钢板厚度宜厚，其设计依实际情况而定，一般宜采用10-15mm。
4.主要施工工艺
4.1已有病害修补
根据现场调查的桥梁病害情况，本次加固工程中已有病害修补主要包括裂缝修补和混凝土蜂窝修补。
4.1.1裂缝修补
本工程中引进了某日本公司专利技术气球注浆法对该桥已有裂缝进行修补，该法是通过橡胶管收缩自动完成胶体注入，从而改变了以前注浆施工靠人工注入的方式。具体的施工方法如下：
(1)表面处理：用砂轮机对裂缝两侧混凝土面的污染物、碳化层和薄弱层进行清理，清理宽度不小于裂缝每侧2.5cm，作为注胶施工的密封区。
(2)注入座粘接：将固态密封材料注入裂缝的中心，注入座的设置间隔不大于0.5m。
(3)密封裂缝：把密封材料注入座的周围及已处理完毕的裂缝密封区。
(4)安装注入器：在密封材料固化后在注入座上安装注入器，固化时间不少于12小时。该注入器的两端设有注入头，中部是特制塑料胶管，前端注入头与卡口式注入座连接，后端注入头用以将灌注胶体注入注入器。
(5)注胶：采用高分子树脂作为裂缝灌注粘合剂，将该树脂的主剂和固化剂充分混合后，由低压泵将混合物压入注入器中，注入器的橡胶管膨胀，当材料充满注入器(外径达到注入器的限制套)即停止注入，注入器将靠自身橡胶管的内部持续压力，将胶体注入裂缝中。如注入器橡胶管回复原有直径则应再次重复上述过程，直至裂缝内胶体饱满，橡胶管直径略大于原有直径且不再缩小。
4.1.2混凝土蜂窝修补
由于本工程中小桥板底的混凝土蜂窝面积和深度均不大，因此在凿除蜂窝处混凝土后，施工人员采用了普通环氧砂浆进行修补。
4.2钢板粘贴
本工程中钢板粘贴施工采用的钢板粘合剂为日本某公司生产的高分子树脂，其它密封材料及螺栓粘结材料均采用同一公司配套材料，根据这些材料的特点，提出和实施了更为简化的施工工艺。
4.2.1表面处理
由于小桥为跨河涌桥，桥底混凝土面存在轻微的碳化现象，因此用钢丝刷、砂轮机对粘贴钢板位置的板底混凝土面进行清理和打磨。轻微凿掉混凝土松散层，使混凝土表面大致平整，然后用角向磨光机将与钢板粘结面相连的混凝土打磨平整， 并用钢丝刷将表面浮渣刷去，粘贴钢板前用空压机将粘结面吹干净。对于混凝土表面凹陷过大的部位，应用修补材料将表面处理平整。确保粘贴的钢板尽量与混凝土面贴合，防止钢板安装后与混凝土面的间隙过大，影响加固效果、浪费粘结材料。
4.2.2钢板剪裁和锚固螺栓种植
根据加固方案要求进行钢板剪裁，根据锚贴钢板要求的规格和尺寸将钢板制作成钢板条。钢板条的制作要求基本平整， 如果制成钢箍时要求成型后的钢板箍比构件外包尺寸大1-1.5mm。在待加固混凝土板底弹线确定锚固螺栓位置，并按铆钉铆接位置在钢板上用冲击钻钻孔。钻孔直径为φ14，比锚固螺栓的直径φl2稍大，钻孔深度不小于12cm。钻孔完成后用压缩空气吹孔，清除孔内灰尘。
采用高分子树脂作为螺栓种植的接合剂，将该树脂的主剂和固化剂充分混合后，将接合剂均匀抹于螺栓植入混凝土板的一端。种植前先向钻孔内填入部分接合剂，然后将螺栓涂抹了混合物的一端插入孔内，通过旋转和上下拉动螺栓，使孔内接合剂饱满。螺栓种植完成后24小时，树脂固化，即可进入钢板安装工序。
4.2.3钢板安装
用砂轮机打磨钢板与胶体的接触面，直至露出金属光泽，打磨方向需保证钢板粘贴后垂直行车方向，然后用胶水粘贴直径4mm的短钢丝。将预制好的钢板对孔穿入锚固好的锚固螺栓，上螺帽初步固定钢板。调整钢板与混凝土板面间隙的距离，使其间距基本保持3-5mm。钢板安装完成后，用压缩空气吹除钢板与混凝土面问的灰尘。
4.2.4注入座安装及钢板雾封
在钢板上为注入座预留空洞位置，并将密封材料注入座的周边。用密封材料密封钢板及锚固螺栓的周边，同时按加固方案要求安置排气管。
4.2.5注胶
采用高分子树脂作为钢板粘贴的粘结剂，该树脂在混合固化前呈液态，采用压注法灌入钢板与混凝土板之间的空隙中，固化后将钢板和混凝土板粘合成整体。
压注粘结剂前首先将主剂和固化剂充分混合，然后倒入压力罐内，压力罐出胶口 和设置在钢板上的注入口用透明塑料软管联接，接口处绑扎密实，通过给压力罐施加低压，将罐内粘结剂压入钢板与混凝土板之间的空隙中。待注胶的注入座四角透气管均开始流胶时，封闭这些透气管，并取下透明胶管，用封堵管封堵注入座，开始下一注入座位置的灌胶。
在注胶过程中及完成后，及时用小锤敲打钢板，检查粘结剂的饱满程度，如发现不饱满，则应重新灌胶。粘结剂的饱满度不小于整个灌胶面积的90%。灌胶完成24小时后，粘结剂即可基本固化。
4.2.6钢板表面油漆
铲除所有透气管和注入座，并将有关表面打磨平顺，同时清除钢板裸露表面的污物和锈斑，涂红丹底漆两度、环氧富锌面漆一度。
5.技术小结
本次加固工程采用了在裂缝修补和钢板粘贴加固领域的进口系列产品，使钢板粘贴加固的施工工艺得到进一步优化，加固后整个体系受力更为合理，效果显著，其主要优点如下：
(1)采用气球注浆法修补裂缝，不需要把裂缝扩大为v型和预埋管，施工工艺简单，同时依靠注入器橡胶管的压力注胶，压力均匀可靠，注胶可持续时间长，注胶是否饱满容易确认，因此注胶饱满度较一般注胶施工方法更易保证。
(2)在粘合钢板时采用锚固螺栓固定钢板，较一般粘贴方法减少了钢板支顶这道工序，施工难度大为减少，待灌入的钢板粘结剂固化后，螺栓和粘结层共同传递混凝土与钢板之问的剪应力及其它内力，充分考虑整体受力问题，可有效防止粘结层和混凝土板之间的界面出现撕裂破坏、钢板剥离现象，从而使整个受力体系更为合理、可靠。
(3)粘结剂采用灌注法注入钢板和混凝土板之间的空隙，较传统施工中将粘结剂涂抹在混凝土表面和钢板面上再进行粘贴的施工工艺，能更好地适应混凝土构件
表底平整度差、高差大的情况。在灌注过程中，用橡胶小锤在钢板面上不断敲击，排出气泡，并使胶液充分流动，完全充满钢板与混凝土的问隙。同时如发现粘结剂饱和度不够，不需剥下钢板重新粘贴，只需局部再次灌胶，因此这种工艺更为方便、有效，能更好地控制粘结剂的饱和度及节约用胶量。
参考文献：
【1】谌润水、胡钊芳、帅长斌，公路旧桥加固技术与实例[M]，北京人民交通出版社 2002。
【2】JTGD60—2004，公路桥涵设计通用规范[S]。
【3】王福敏、肖贤德、连启滨，桥梁加固技术的应用与研究，[公路交通技术]。
【4】赵豫生，“粘贴碳纤维布”与“粘贴钢板”技术在郑州黄河公路大桥及金洼干沟桥加固中的应用，[交通标准化]。
