橋梁加固粘貼鋼板法應用分析

曹家文、王文昌

（1.上饒市鄱陽公路事業發展中心，江西 上饒 333100；2.江西省和泰建設工程有限公司，江西 上饒 333100）

1 粘貼鋼板法概述

橋梁作為重要的交通基礎設施，承載著巨大的交通流量和荷載壓力。隨著時間的推移和使用頻率的增加，橋梁會出現結構損傷、疲勞裂縫和承載能力下降等問題。粘貼鋼板法是一種常用的橋梁加固技術，在修復和強化橋梁結構方面有顯著作用。該方法通過在受損橋梁結構表面粘貼和固定鋼板，增加橋梁的強度、剛度和穩定性，修復和強化結構的承載能力。該方法適用于各種橋梁類型和受損情況，可以有效延長橋梁的使用壽命，提升其安全性和可靠性。應用粘貼鋼板法進行加固施工時，首先，要對受損橋梁進行評估和檢測，確定需要加固的區域和損傷程度。其次，清理受損表面并做好相應準備工作，確保鋼板的粘貼和固定能夠有效進行。最后，將預先制作好的鋼板涂覆特殊的黏結劑粘貼在受損區域上，通過適當的加壓和固定方式，確保鋼板與橋梁結構緊密連接，形成堅固的整體。粘貼鋼板法相較于傳統的拆除和重建方法，一是不需要拆除原有結構，減少了對工期和交通的影響；二是施工相對簡便，成本較低，且能夠快速恢復橋梁的使用功能；三是由于鋼板的高強度和剛性，粘貼鋼板法能夠有效增加橋梁的承載能力和剛性，提升其穩定性[1]。

2 橋梁加固粘貼鋼板法施工要點

2.1 工程概況

2.1.1 橋梁概況

某橋梁工程項目建設需要跨越一座已定型的立交橋。橋梁的長度為430m，其中引橋部分長度為190m，橋面寬度為12.5m，凈寬度為11.5m，設計為雙向三車道，但未設置人行道。該橋梁采用普通鋼筋混凝土曲線連續橋梁的形式，平曲線半徑為200m，縱坡度為4%。橫斷面采用單箱單室箱型截面設計，梁體結構高度為1.1m。截至2023 年6 月，該橋梁已投入運營超過20 年，目前存在嚴重的損壞問題，各種病害較為嚴重。

2.1.2 橋梁破損情況

該橋梁所在的山區道路車流量較大，橋面采用瀝青和混凝土結構鋪設，目前出現了嚴重的縱橫貫通裂縫問題。此外，連續箱梁結構的腹板上也存在嚴重的裂縫，且廣泛分布，幾乎涉及整個橋跨結構。經現場測量，裂縫尺寸在0.1～0.3mm 之間。尤其在各個跨中結構內、邊跨結構內、箱梁底部出現嚴重的橫向和縱向裂縫，嚴重者甚至貫通整個結構，導致結構的承載能力明顯下降，無法滿足橋梁通行的需求。此外，橋臺結構也出現裂縫問題，承載能力不符合要求，已經對橋梁的安全性和穩定性構成嚴重威脅。

2.2 各工序施工方法

該工程橋梁采用粘貼鋼板法進行加固，具體工程流程如圖1 所示。

圖1 粘貼鋼板法施工工藝

2.2.1 測量放樣

按設計方案的要求進行現場測量放樣工作，在需要粘貼加固的結構表面應用鋼筋探測儀確定鋼筋結構的情況，掌握鋼絞線的狀態，并根據設計方案精確定位螺栓孔。

2.2.2 植（化學）螺栓

（1）植筋施工

使用螺栓（包括植筋膠和化學錨栓兩種材料）進行植筋施工時，為實現良好的固定效果，要注意以下三點：一是植筋膠的性能必須達標；二是植筋膠注入必須按照規定進行操作；三是注入植筋膠時，應注滿孔洞空間的2/3 以上，以滿足飽滿度要求，植筋見圖2。

圖2 植筋施工現場

（2）固化和檢驗

在植筋膠注入后插入鋼筋，并靜置足夠的時間待其固化，其間防止擾動鋼筋。在植筋固化后，使用千斤頂、錨具、反力架和壓力表等設備進行拉拔試驗，確保植筋的牢固程度符合工程技術標準。

（3）質量控制

一是鉆孔施工時，要避免觸碰鋼筋或鋼絞線。二是在清理孔洞的過程中，要反復進行清洗處理，以滿足工程建設的需求。三是如果錨栓插入孔內而植筋膠沒有溢出，則意味著植筋膠注入不合格，需要及時返工處理[2]。

2.2.3 鋼板打孔及預安裝

（1）鋼板打孔

一是在現場進行錨栓設置以及鋼板定位，并繪制出定位線。二是在需要粘貼鋼板的結構表面放樣鉆孔，并畫十字線進行標記。三是鉆孔設備通常采用臺鉆或者剪板鉆床，鉆孔直徑應略微超過螺桿直徑，為安裝環節留出足夠的空間。

（2）鋼板預安裝

如果在鋼板預安裝施工中發現存在偏差問題，孔位對應不合格，則應及時調節螺桿的端部位置，但是調整幅度不宜過大，以免導致灌膠厚度過大而影響施工效果。如果偏差問題比較嚴重，則應重新鉆孔施工。在鋼板鉆孔環節，應縱向位移處理，防止對鋼板受力產生負面影響。

（3）質量控制

檢測錨栓孔，確定定位線。每個錨栓孔都有獨立的數據，不宜進行多孔聯合檢測，防止存在偏差問題。如果局部出現嚴重偏差，則應及時進行鋼板鉆孔處理，一般會選擇氣割的方式開孔，以確保粘貼效果合格。

2.2.4 混凝土基面及鋼板粘貼面處理

（1）混凝土基面處理

在施工過程中，如果發現混凝土有剝落的情況，首先，需要將受損的基面徹底清理干凈，將松散的混凝土全部鑿除；對于生銹的鋼筋，需要將其清理至露出金屬光澤。其次，采用合格的混凝土材料進行填充，確保施工位置干凈、干燥、無雜物。最后，使用環氧混凝土進行修復，使剝落部位表面平整、結構密實。在處理混凝土結構表面粘貼區域時，第一，應將加固部位鑿除2～5mm 厚度的表層砂層和碳化層，確保裸露出堅實的混凝土結構，并將其處理成粗糙表面；第二，使用鋼絲刷進行刷毛處理，并利用壓縮空氣將表面徹底清理干凈；第三，使用脫脂棉蘸取丙酮對表面進行擦拭。

（2）鋼板粘貼面處理

在現場，將鋼板條放置在架子上，平放在空中，使用磨光砂輪或鋼絲刷對其進行處理，以除去銹蝕物，并使其粗糙度符合要求。為了避免施工過程中對混凝土基面和鋼板粘貼面的灰塵污染問題，應對其進行打磨和清理處理。

2.2.5 鋼板安裝、封邊及密實性檢查

（1）鋼板安裝

在現場施工中，將鋼板與螺栓直接連接固定，螺桿部分應設置3mm 的墊片，以確保鋼板與混凝土表面保持3mm 以上的間隙。在此基礎上進行灌膠施工，確保灌膠層的厚度超過3mm。在安裝鋼板之前，需要處理鋼板的兩側邊緣。使用砂輪片切割出灌膠凹槽，凹槽的直徑應略微大于灌膠層的厚度，以確保灌膠管的安裝效果符合要求，且不會影響膠液厚度。在安裝灌膠管時，間隔距離應設定在0.5～1.5m 之間。此外，在鋼板的頂部設置一排灌膠排氣孔，以確保空氣能及時排出，以免對結構性能產生影響。

（2）封邊及密實性檢查

封邊膠固化通常需要靜置6～12h。進行密實性檢查時，需要封閉灌膠管和頂部排氣管，并在該處涂抹一定量的肥皂水，然后使用無油壓縮空氣連接底部的灌膠管，檢查封邊和灌膠部位是否存在冒泡現象，如果發現冒泡現象，則需要重新進行施工。

（3）質量控制

當螺栓擰緊后，需要確保其牢固度符合標準，避免出現脫落的問題；并保證膠液的厚度符合要求。施工人員應正確設置頂部排氣管道，以確保其性能符合工程要求。同時，在鋼板打磨和清理完成后，應及時進行鋼板安裝和封邊處理[3]。

2.2.6 灌膠及固化處理

（1）灌膠

按照膠液廠家發布的說明書，根據規定的比例進行粘貼膠的配置，并且應用壓力泵逐步將膠液灌入內部。在下一排的灌膠管出現膠液溢出的情況時，對其進行封頂處理，利用上一排的灌膠管進行灌膠施工。按照上述操作順序逐步完成各個部位，在排氣管冒膠之后即進行封閉處理，再使用較小的壓力維持運行，時間在10min 以上，直至最終灌膠結束。

（2）固化檢查

在鋼板灌膠工作結束24h 后，使用小錘輕微敲擊鋼板表面，通過聲音判定內部是否達到密實度標準。如果發現內部的空洞面積在10%以上，說明該部位的鋼板粘貼加固質量不達標。

（3）質量控制

一是根據鋼板灌膠作業的施工效率和速度，確定鋼板封邊的施工時間。二是避免鋼板存放時間過長，否則極易造成銹蝕問題。三是在灌膠施工環節，應在確保結構性能達到要求的前提下，逐一完成各個部位的灌膠作業。

2.2.7 鋼板表面防腐

在鋼板非粘貼面進行噴砂處理，在其粗糙度超過80μm 后，對其表面進行鍍鋅處理，形成良好的防腐層結構，以提升橋梁結構的運行性能，延長其使用壽命。

3 橋梁加固粘貼鋼板法施工注意事項

在進行橋梁加固粘貼鋼板法施工時，需要注意以下六個關鍵事項，以確保施工加固效果滿足設計要求。

第一，在施工前，必須進行全面的結構評估和設計，確定加固區域、加固材料和施工方法。結構評估應包括橋梁的荷載分析、結構強度計算和損傷程度評估，以確保加固措施符合工程要求。

第二，施工前必須對受損表面進行徹底的清潔。清除油污、灰塵、涂層殘余物和松動的混凝土碎塊等，以確保鋼板能夠牢固地粘貼在橋梁表面[4]。

第三，選擇適合的黏結劑，并按照生產廠家的建議進行正確的涂覆操作。黏結劑的選擇應考慮橋梁的材料特性、環境條件和預期壽命，以確保粘貼的鋼板與橋梁結構具有良好的黏合性和耐久性。

第四，加固階段，將預制的鋼板按照設計要求粘貼在受損區域上，要確保鋼板與橋梁表面完全接觸，并使用適當的固定方法（如螺栓、焊接或鋼絲繩）將鋼板固定在橋梁上。固定方法應根據橋梁類型、結構特點和設計要求進行選擇。

第五，施工時應注意控制環境溫度和濕度。一般情況下，施工溫度應大于指定的最低施工溫度，以確保黏結劑能夠正常固化。濕度對黏結劑的固化也有較大影響，應避免在高濕度或降雨天氣下進行施工。

第六，施工過程中應加強質量控制，可使用測量工具對鋼板粘貼的位置、間距、固定質量、厚度和平整度進行檢測，以確保施工質量符合設計要求[5]。

4 結語

總體而言，粘貼鋼板法通過將鋼板與橋梁結構表面進行粘貼和固定，能夠有效增加橋梁的承載能力、提升結構的剛度和穩定性，從而延長橋梁的使用壽命。通過本文對工程實例的分析可知，采用合理的設計方案、高質量的材料和嚴格的施工操作是保證粘貼鋼板法加固效果的基礎。粘貼鋼板法的應用，雖然可以解決橋梁結構的損傷問題、提高橋梁的安全性和可靠性，但是尚存在一些不足之處，未來仍需要不斷深化研究和實踐，以期進一步完善該方法，為我國橋梁建設事業增添助力。