粘貼鋼板技術在路橋維修中的應用簡析

趙小兵 范占奎

摘 要：文章從某公路大橋的裂縫病害分析開始，探討粘貼鋼板工藝，對粘貼施工和質量控制作出論述，期望對工程實踐有較好的指導意義。

關鍵詞：粘貼鋼板技術；路橋維修；應用

中圖分類號：U445.72 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）24-0063-01

某公路大橋已經使用18 a，委托橋梁專家對其作出全面檢查與靜載、動載試驗。通過對兩次檢查結果進行對比分析，大橋因為超載車輛不斷增多等因素，其結構破壞加快，尤其是動載試驗顯示該橋現在存在危險隱患，需要盡快加固維修。

1 公路大橋的裂縫病害現狀

通過對該大橋病害作出全面檢查，發現其主梁上不少部位都有不同的裂縫，這些裂縫表現為：①腹板開裂，所有T構懸臂在牛腿與1/3懸臂斷面間15.2 m，在箱梁腹板上都檢查出多條斜裂縫。②墩頂箱梁過人洞上方檢查出開裂現象，裂縫延伸2 m，寬度是1.5 mm，屬于貫通性裂縫，對結構安全產生威脅。③墩頂位置，兩個箱梁間橫隔梁存在嚴重開裂，縫寬3 mm，是貫通性裂縫，向上延伸至兩箱梁翼緣板結合處，減弱兩箱梁的橫向聯系。④箱梁內牛腿處橫隔板存在開裂現象，從頂板順著梁高度方向延伸約1.0 m，裂縫間距是0.2 m，其寬度是0.2 mm，每個隔板有大概10條裂縫。在一年前檢測中，牛腿和其橫隔板處沒有發生開裂現象。⑤利用檢測車檢查橋面伸縮縫最嚴重部位兩個牛腿外觀，結果掛梁與T構牛腿處都有開裂現象。掛梁裂縫為水平方向，寬度是0.05～0.3 mm，長度是2.0 m，屬于拉應力開裂。牛腿外側的裂縫是在30 ？觷方向，最大縫寬是0.2 mm，裂縫可能是拉應力造成的，但和構件受力關系不明確。⑥箱梁頂板裂縫，頂板內沒有預應力筋，在橫向是混凝土構件。牛腿與1/3懸臂斷面間隔15.2 m，在向梁頂板上都檢查出縱向裂縫，一般有5條在頂板中心呈對稱分布，其中頂板中心處裂縫最大，這和上一次檢測報告一致，但是最大裂縫從0.06 mm增加到0.25 mm。

2 粘貼鋼板技術的應用

為了加固這些裂縫，增大結構剛度，延長橋梁使用壽命，根據檢測報告意見，先對裂縫實施化學灌漿，保證裂縫密實，然后對其進行粘貼鋼板加固，粘貼鋼板前有兩種工藝：一個是涂抹式；另一個是灌注式。兩種工藝不同之處主要是選擇粘結劑不同，其他原理是相同的。根據該大橋粘貼工藝特點，主要站在施工方法方面。選擇灌注式工藝，主要是因為鋼板尺寸較大，對這個部位施工是在臨時平臺上進行，操作作業面較小，如果選擇涂抹式工藝很難保證質量。

粘貼鋼板的施工方法。施工工藝流程是：鋼板制作、基底、定位和鉆孔、卸荷、表面處理和安裝、配膠、封邊、粘膠、檢驗與防腐處理。

施工操作要點：

①鋼板制作，按照設計圖紙，根據上構件尺寸對鋼板是時下料、成型和鉆孔，鉆孔時把構件上的螺栓孔位置作為標準。

②基底處理，表面處理有加固結合面處理和貼合面處理。

③構件接合面，要結合構件新舊程度，堅實和干濕程度，分別按這幾種情況來處理：第一，對表面存在浮油污物的粘合面要先用硬毛刷刷除浮油物，再用冷水沖洗，然后打磨粘合面，對表層除去2～3 mm，直到露出新面為止，還要選擇壓縮空氣吹干凈粉粒，如果表面還有凹凸不平，可用樹脂砂漿進行修補。第二，對表面發生碳化的粘合面，直接對其進行打磨，除去1～2 mm，用壓縮空氣吹去粉塵或者用清水沖洗，待干燥后選擇脫脂棉擦拭其表面就行了。第三，若是新砼粘合面，先用鋼絲刷把松散浮渣除去，再用硬毛刷洗刷表面，也能用清水沖洗，待干后即可。第四，若是漏筋砼表面，要選擇鋼絲刷把鋼筋上的銹蝕刷去，除掉松動的砼，然后用清水沖洗，再用樹脂砂漿進行修補。

④定位和鉆孔，這是對螺栓孔來說，要求其定位準確，鉆孔前要探明需要加固的鋼筋位置，防止損壞鋼筋，鉆孔深度和孔徑要滿足規范要求。

⑤卸荷，為降低與消除鋼板應力，應變滯后問題，粘結前最好對構件進行卸荷，所以在一定程度上要限制車輛或者選擇夜間進行。

⑥表面處理和安裝，鋼板粘貼前，粘貼面要先除油，再用角磨機做粗糙處理，打磨到露出金屬光澤，再用干棉布進行擦拭，然后保持干燥作為備用。表面處理以后，把鋼板固定和擰緊螺栓，施加壓力并確保鋼板和砼間隙是2～6 mm，以保證灌注膠層有合適的厚度，焊接接縫和完成安裝。

⑦配制罐注膠，把灌注膠根據要求重量比進行稱量，倒入容器中，用合適的攪拌器攪拌均勻，直到色澤均勻為止。封邊膠需要在灌注膠中添加1%～3%促進劑就行了，結合反應時間的快慢，可由施工人員決定添加促進劑的量。

⑧封邊，把注入咀粘在注入孔上，在鋼板四周插入排氣管，間距是30 cm，在螺栓頭上放置蓋碗，然后選擇封邊膠封閉鋼板四周，完成封邊，注入咀位置是1～2 m。

⑨灌注，用泵把灌注膠通過注入咀灌注至鋼板與砼空隙中，一直灌注到所有排氣管都流出膠液。在灌注時，選擇橡皮錘來敲打鋼板確認有沒有灌注密實。灌漿前應該先通氣試壓，用0.2～0.4 MPa壓力把灌注膠通過注入咀壓入，排氣孔流出漿液后斷開加壓，用封邊膠堵孔，再用較低壓力保持超過10 min。為保證粘貼效果，從開始到粘接劑固化這段時間要封閉有關的匝道交通。

{10}檢驗，粘鋼時一定要制備鋼鋼剪切試件和鋼砼試件各5個作出抗剪強度的試驗。鋼鋼抗剪強度值不能比該種膠的有關規定還低，鋼砼破壞一定要發生在砼上。粘鋼完以后，要組織專門人員驗收，發現問題馬上處理。對構件粘鋼質量進行非破損檢驗，就是外觀檢查溢膠色澤和硬化程度，用小錘敲擊方式檢驗有效的粘結面積。錨固區的有效粘結不能低于95%，非錨固區不能低于90% 。

{11}表面防腐，外部粘貼加固鋼板，要根據設計要求作出防腐處理：鋼護套防腐要求：鋼板外部噴砂除銹，達到SA2.5級，涂抹四層防腐材質；其余鋼板的防腐要求：直接在外面包一層聚合物砂漿來防腐和改善外觀。可在鋼板外面刷一層水泥砂漿作為保護，在鋼板面積比較大時，為了較好的砂漿粘貼，可粘層鉛絲網或者點粘豆石。抹灰時刷一道界面劑。水泥砂漿厚度：對梁≥20 mm，對板≥15 mm。

3 施工檢驗和驗收要求

施工前，要確認灌注膠產品的合格證與質量的驗收報告，其所有性能應達到設計要求。拆除固定設備后，要用小錘敲擊鋼板，從聲音評定粘結效果或者選擇超聲波法檢查粘貼密實度，像錨固區的粘結面積低于90%，非錨固區的粘結面積低于80%，這種粘結件是無效的，要剝下重新粘結。例如有的有空洞聲，說明局部不密實要再次用注膠方法進行補實。對于大型工程，為有效檢驗加固效果，還要抽樣做荷載試驗，一般只是做標準使用時的荷載試驗，就是在標準荷載下，加固結構變形與裂縫應該達到設計使用要求。

4 結 語

粘貼鋼板對于橋梁裂縫是一種技術先進和確實有效的加固補強法，和別的加固方法相比，有獨特優勢。粘鋼加固必須嚴格確保施工質量。在粘合時選擇錨固螺栓來固定鋼板，比一般粘貼法省去了鋼板支頂工序，較大程度上降低了施工難度，待灌入粘結劑固化以后，螺栓與粘結層一起傳遞混凝土和鋼板間的剪應力與別的內力，充分分析其整體受力，能有效避免粘結層與混凝土板間界面發生撕裂破壞和鋼板剝離問題，從而使受力體系更加合理和可靠。

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