开封黄河大桥加固工程中粘贴钢板技术的应用
2015-05-29
1 前言
开封黄河大桥是省道S312线上的重点大桥项 目， 总长4475.09米，共108孔，桥面宽18.5米，双向四车道，设计车辆荷载按汽-超20级、挂-120级，人群荷载为：3.5KN/M2。由于运输车辆长期超载，车流量过大，桥梁长期疲劳运行，2013年对桥梁检测的报告结果显示，相当部分梁体已达不到原设计荷载的要求， 使道路运输存在较大的安全隐患， 为此要求对全桥进行加固， 其中对检测荷载达不到设计要求的梁体较多采用的是粘贴钢板加固的技术。存在的共同病害均为梁体开裂超过规范标准， 开裂处有钢筋锈蚀严重 ， 桥面通过重车时振动较大， 明显感觉到梁体挠度大， 经静载试验和仪器检测， 梁体实际承载力达不到原设计荷载。
2 粘贴钢板补强设计
2 ． 1 构件纵、 斜裂缝补强设计的原则
1)防止裂缝病害再发展， 防锈， 防腐蚀。2)对已开裂的部分，在缝中灌注粘合剂， 加强断面的整体性， 提高断面刚度。3)用加贴的竖向钢板来承受活载、 温度等荷载产生的拉应力 ， 并提高支点附近断面的抗剪极限承载能力。
2． 2 粘 贴钢 板补 强 的施工 工 艺流程
1)对加固部位进行表面处理(基本达到能见混凝土粗骨料)一用钢筋探测仪探测钢筋混凝土保护层厚度和钢筋位置一用电锤钻在钢板与混凝土底面钻孔并清孔一注入植筋胶一种植钢筋或螺栓一清除钢板表面油脂和在钢板与混凝土粘结面均匀涂刷粘结剂、安装并固定加强钢板一粘结剂养生一用胶泥封边一压入粘胶一凝固一钢板防锈处理一外表面钢板缝隙用修补胶填平一 钢板和被加固构件采用浇筑或喷射环氧胶砂作外观处理。2)钢板固定好后收紧螺栓， 使钢板沿板梁底面顺延。每米板长的纵坡控制在 1 ％以内， 若板底的平整度太差， 可采用胶泥补平。3)植螺栓钻孔时 ， 应先探明钢筋主筋的位置， 量距钻孔。4)粘贴钢板， 需严格控制外形尺寸确保整齐美观。5)在指定的位置植入锚固螺栓，植人深度不小于 12 cm 。
3 加固施工工艺
3 ． 1灌浆裂缝
3 ． 1． 1施工 工艺
1)混凝土表面处理： 沿裂缝清理出 5 cm 宽的密封区， 打磨。2)注入座粘结 ： 用修补胶将 DD 注入座粘在裂缝的中心。3)密封：用修补胶密封注入座的周围。并沿裂缝按 5 cm 宽进行密封。4)密封材料固化。5)安装注入器。6)注入专用裂缝粘结剂。7)注入材料的凝固。
3 ． 1． 2 检验与验收
1)施工开始前， 应由监理及业主确认灌浆材料产品合格证、质量检验报告 ， 各项性能应满足要求。2)要求灌注裂缝的饱满度达 90 ％以上 。
3． 2 植入锚固螺 栓
3 ． 2 ． 1 施工工艺
1)混凝土表面处理：清除表面杂质。2)钻孔：按照直径和深度要求钻孔。3)清孔：先用毛刷清孔内灰尘，再用清洁的压缩空气将孔内灰尘清干净。4)填孔并植入螺栓。5)留足够的时间让粘结剂固化。
3 ． 2 ． 2 检验与验收
1)施工开始前， 应由监理及业主确认螺栓、 粘结剂等产品合格证、质量检验报告，各项性能应满足要求。2)等粘结剂固化后，抗拉力达到设计值为 24 kN，要求按照5 ％的比例进行抽检。
3 ． 3 粘贴钢板
3 ． 3． 1 施工顺序
1)施工前应对粘贴部位混凝土的表层含水率及所处环境温度进行测量。若混凝土表层含水率大于 4 ％则应采取措施， 在达到要求后方可施工。施工前应按设计图纸， 在加固部位放线定位。2)应清除被加固构件表面疏松部分， 至露出混凝土结构层。粘贴部位的混凝土， 若表面坚实，也应去除浮浆层和油污等杂质，并打磨平整，直至露出集料新面，且平整度应达到 5 m m ／ m 。表面打磨后，应用强力吹风器将表面粉尘清除干净。3 )经清理、打磨后的混凝土表面，若有凹陷处，应用修补胶找平。4)粘结剂的配制，应按供应商提供的配比和工艺要求进行 ，且应有专人负责。稠胶使用的工具应为低速搅拌器，搅拌均匀，无气泡产生，并应防止灰尘等杂质进人。5)粘结剂使用方法如下：a．材料由主剂及硬化剂两部分组成，充分混合后即可使用。b．粘结剂的主剂与硬化剂的比例为重量比2：1，务必称量准确。C．将主剂和硬化剂倒在容器中，充分搅拌，混合使用。d．混合后材料便慢慢开始硬化，先必须确认使用时间。6)修补胶施工方法如下：a．在施工前将结合面清理干净，如表面潮湿，则用干燥机等将其吹干，对新混凝土，需要养生 14 d 以上。b．接合、密封、填充：在粘合的两面涂抹修补胶后，立即接合在一起，如果作为填充材料使用时，使用刮子、抹子进行涂抹。C．养护。在材料尚未完全硬化之前按规定时间进行自然养护。7)钢板外表面防锈防腐工艺：a．底材表面达到 St3 级以上，即完全手工和动力工具除锈，金属底材呈现金属光泽。b．涂环氧防锈漆，起阴极防护作用。c．再涂环氧防锈漆， 起屏蔽 、 耐化学污染。d．涂聚氨酯白面漆2 道 ， 起耐久性作用。油漆要求采用寿命 l0 年以上的优质油漆。
3 ． 3 ． 2 检验与验收
1)施工开始前，应由监理及业主确认钢板的粘结剂、修补胶、油漆等产品合格证、质量检验报告，各项性能均满足要求。2)材料性能抽样检验，当工程的粘结剂用量小于 1 t时， 应作一组试样进行抗拉、抗剪及正拉粘结强度检验；用量大于1 t时，应每增加1 t 增加一组试验。受检的粘结剂应由独立试验人员在不小于两个包装单位中随机取样。3)施工质量检验及验收。等粘结胶固化后，应由小锤轻轻敲击粘结钢板，从音响效果或用超声波法探测粘结密实度，要求密实度达 95 ％以上。4)若粘结质量或粘结剂强度达不到上述要求，应将钢板撤除后重新按上述要求施工。
3 ． 4 浇筑或喷射环氧胶砂
3 ． 4 ． 1 施工工序
粘贴钢板后表面处理及一般梁底露筋拱肋底面或侧面露筋等缺陷处理。
3 ． 4 ． 2 检验与验收
1)新浇混凝土的外观质量不应有严重缺陷。对已经出现的严重缺陷，应由施工单位提出技术处理方案，并经设计和监理单位认可后进行处理。处理后应重新检查验收。2 )检验方法： 观察，检查技术处理方案。3)环氧胶砂与混凝土的结合应牢固。4 )检验方法：观察，检查施工记录，必要时进行超声波检测。5)钢筋保护层厚度的抽样检验结果应合格；其抽样数量、检验方法以及合格评定标准应符合现行国标 G B 50204 的规定。6)非破损探测方法或局部破损检查方法。
4 结 语
加固后的桥梁经加固后作定期营运检测，修复后的裂缝基本没有出现，挠度检测结果达到设计要求，重车通过桥梁时振动明显小，经检测后桥梁承载力达到设计荷载要求。总结对桥梁采用粘贴钢板加固法的成功结果，粘贴钢板加固技术具有施工控制性好，工艺成熟，材料易购，施工速度快等优点，比较适合实际工程的应用。
