貼鋼法
貼鋼法加固橋梁一般采用環(huán)氧樹脂或建筑結構膠將鋼板、鋼筋或玻璃鋼等抗拉強度高的材料粘貼在鋼筋混凝土受彎構件表面,使之與結構物形成整體,從而取得提高構件的抗彎、抗剪能力,以及減少裂縫擴展的效果。該加固方法特點:施工簡便,粘鋼所占空間小,不減少橋梁凈空,加固施工周期短,消耗材料少;粘鋼加固部位、范圍與強度可視設計構造需要靈活設置,并可在不影響交通的情況下施工。貼鋼法也是常用的舊橋加固技術。
1.粘貼鋼板加固法機理
采用環(huán)氧樹脂系列黏結劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結構物的受拉緣或薄弱部位,使之與原結構物形成整體共同受力,以提高其剛度,改善原結構的鋼筋及混凝土的應力狀態(tài),限制裂縫的進一步發(fā)展,從而達到加固補強、提高橋梁承載能力的目的。
2.粘貼鋼板加固設計
首先,應對橋梁存在的病害與產生缺陷的原因進行分析,當確定采用粘貼鋼板進行加固后,根據病害與缺陷的所在部位,確定鋼板的規(guī)格和粘貼部位及形式。一般將鋼板粘貼在被加固的橋梁結構受力部位的邊緣,以便充分發(fā)揮粘貼鋼板的強度與作用,同時封閉粘貼部位的裂縫和缺陷,約束混凝土變形,從而有效地提高被加固構件的剛度和抗裂性。設計時,可根據需要與可能在不同的部位粘貼鋼板,有效地發(fā)揮粘鋼構件的抗彎、抗剪、抗壓性能。
(1)為了提高橋梁結構的抗彎能力,一般在構件的受拉區(qū)表面粘貼鋼板,使鋼板與原結構形成整體來受力,此時以鋼板與混凝土黏結處的混凝土局部抗剪強度控制設計。合理與安全的設計應控制茬鋼板發(fā)生屈服變形前(考慮到粘貼鋼板是在恒載下粘貼的,而這時原有的鋼筋已經承受較大的初始應力和變形,故后期粘貼的參與共同受力的鋼板強度一般只能達到設計強度的0.4 - 0.6倍左右),黏結處混凝土不出現(xiàn)剪切破壞。
(2)當橋梁結構的主拉應力區(qū)斜筋不足,為了加固和增加結構的抗剪強度時,可將鋼板粘貼在結構的側面,并垂直于剪切裂縫的方向斜向粘貼(斜度一般為45度-60度),以承受主拉應力。
(3)補強設計時,鋼板可作為鋼筋的斷面來考慮,將鋼板換算成鋼筋,原有構件承受永久作用與可變作用,增加的鋼板承受原有構件承受不了的那部分可變作用。
(4)在構造設計時,加固用的鋼板可按實際需要采用不同的形狀,但鋼板的厚度必須比計算出的厚度大些。用于抗彎能力補強的鋼板尺寸應盡可能薄而寬,厚度一般為4 - 6mm,較薄的鋼板具有足夠的彈性來適應構件表面形狀。用于抗剪能力提高的鋼板厚度宜厚些,可依設計而定,一般采用10 - 15mm。
(5)設計鋼板長度時,應將鋼板的兩端延伸到低應力區(qū),以減少鋼板錨固端的黏結應力集中,防止黏結部位構件出現(xiàn)裂縫或粘貼鋼板被拉脫現(xiàn)象的發(fā)生。
(6)粘鋼法加固橋梁,如何確保鋼板和被加固構件形成整體受力是加固成功與否的關鍵,所以,在補強設計時,除應考慮鋼板具有足夠的錨固長度、黏結劑具有足夠的黏結強度和耐久性外,為避免鋼板在自由端脫膠拉開,端部可用夾緊螺栓固定,或設置 U 形箍板、水平錨固板等,并在鋼板上按一定的距離用螺栓固定,確保鋼板與混凝土之間的黏結力滿足抗拉或抗剪強度的需要。