橋梁加固的其他方法

橋梁加固的其他方法1.貼鋼法2.粘貼碳纖維加固橋梁一、概述粘貼鋼板補(bǔ)強(qiáng)：有效提高結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪及抗開裂性能，不改變結(jié)構(gòu)外形，在許多情況下替代了增大截面加固技術(shù)。是為2O世紀(jì)8O年代的一種先進(jìn)加固方法。1.貼鋼法1.方法：采用粘結(jié)劑（環(huán)氧樹脂）將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受拉邊緣或其他薄弱部位；2.作用：與原結(jié)構(gòu)共同受力、提高剛度，改善結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)、提高構(gòu)件抗彎和抗剪能力、減少裂縫擴(kuò)展；3.優(yōu)點(diǎn)：施工技術(shù)簡(jiǎn)便、操作空間小、施工周期短、便于檢查；4.缺點(diǎn)：鋼板防腐、超筋破壞。二、粘貼鋼板法加固原理和方法（一）粘貼鋼板加固設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)提高結(jié)構(gòu)抗彎能力：在構(gòu)件的受拉邊緣表面粘貼鋼板，合理與安全的設(shè)計(jì)應(yīng)控制在鋼板發(fā)生屈服變形前，粘結(jié)處混凝土不出現(xiàn)剪切破壞。(2)主拉應(yīng)力區(qū)抗剪強(qiáng)度不足：將鋼板粘貼在結(jié)構(gòu)的側(cè)面、并垂直于剪切裂縫的方向斜向粘貼（斜度一般為45°～60°）。(3)構(gòu)造設(shè)計(jì)：加固用的鋼板可按實(shí)際需要采用不同的形狀，用于抗彎能力補(bǔ)強(qiáng)的鋼板尺寸應(yīng)盡可能薄而寬；用于提高抗剪強(qiáng)度的鋼板可適當(dāng)厚些。(4)鋼板設(shè)計(jì)長(zhǎng)度：應(yīng)將鋼板兩端延伸到低應(yīng)力區(qū)，以減少鋼板錨固端的粘結(jié)應(yīng)力集中，防止粘結(jié)部位構(gòu)件出現(xiàn)裂縫或粘貼鋼板受拉而脫落的情況發(fā)生。(5)粘貼鋼板加固：除足夠的錨固長(zhǎng)度、粘結(jié)劑具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度和耐久性外、端部可用夾緊螺栓固定，并在鋼板上按一定的距離用螺栓固定。（二）粘貼鋼板加固注意事項(xiàng)1.抗彎加固粘鋼部分和沒有粘鋼部分存在剛度差別，在剛度變化處有較大的應(yīng)力和應(yīng)變突變，結(jié)構(gòu)易在此部位開裂。因此應(yīng)考慮粘貼鋼板時(shí)鋼板的厚度不宜過厚，避免在剛度變化處出現(xiàn)裂紋。因此粘貼鋼板的起點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近支座，以減小主拉應(yīng)力，從而減少突變破壞的概率。從受力觀點(diǎn)看，加固的鋼板滿布梁底伸到支座以外更好。當(dāng)結(jié)構(gòu)的抗彎強(qiáng)度需要較厚的鋼板時(shí)，可采用變厚度鋼板。如條件限制，可考慮其他加固方式，如粘貼碳纖維布。2.抗剪加固結(jié)構(gòu)粘貼鋼板進(jìn)行加固后，結(jié)構(gòu)的抗剪能力也有一定的提高，試驗(yàn)證明，對(duì)于不同配筋和采用不同的鋼板規(guī)格加固的結(jié)構(gòu)，其抗剪強(qiáng)度都有所提高，提高的幅度為2％～20％。設(shè)計(jì)中，為了安全起見，不考慮這部分抗剪強(qiáng)度的提高。

鋼板粘貼在梁的側(cè)面可以減少結(jié)構(gòu)開裂，使結(jié)構(gòu)中混凝土的抗剪能力得到較為充分的利用。從力學(xué)觀點(diǎn)上看，抗剪鋼板在粘貼時(shí)從底面到兩側(cè)面布置成U形最好，可減緩裂縫繞過鋼板發(fā)展。三、粘貼鋼板加固法施工（一）施工工藝(1)待粘貼部位的混凝土表面應(yīng)清鑿平順、堅(jiān)硬干凈；(2)鋼板除銹要徹底，且表面應(yīng)有一定的粗糙度；(3)慎重選擇膠粘材料，配膠精確，已固化的膠不得再用；(4)粘貼時(shí)環(huán)氧樹脂應(yīng)飽滿，在混凝土表面及鋼板表面分別涂刷一層均勻的環(huán)氧砂漿薄層（厚約2mm），然后加壓使之密貼并使之固定（粘結(jié)劑固化前應(yīng)有措施使鋼板固定并夾緊）；(5)粘貼前在混凝土構(gòu)件上鉆孔并安裝錨固螺栓(兼作固定件和壓緊件)，要求埋設(shè)牢固，具有可靠的抗拔力，以保持粘貼鋼板時(shí)有效地加壓，同時(shí)還可幫助鋼板克服剪切，有利于粘貼的耐久作用；(6)對(duì)鋼板外表面進(jìn)行防銹處理和被加固部位構(gòu)件的外觀處理。（二）施工安全措施(1)配制粘結(jié)劑用的原料應(yīng)密封貯存，遠(yuǎn)離火源，避免陽光直接照射；(2)配制和使用場(chǎng)所，必須保護(hù)通風(fēng)良好；(3)操作人員應(yīng)穿工作服，戴防護(hù)口罩和手套；(4)工作場(chǎng)所應(yīng)配備各種必要的滅火器以備救護(hù)。（三）質(zhì)量檢查(1)撤除臨時(shí)固定設(shè)備后，應(yīng)用小錘輕輕敲擊粘結(jié)鋼板，從音響判斷粘接效果或用超聲波法或紅外線法探測(cè)粘結(jié)密實(shí)度。鋼板的有效粘結(jié)面積應(yīng)不少于95％。(2)對(duì)于重大工程，為真實(shí)檢驗(yàn)其加固效果，尚需抽樣進(jìn)行荷載試驗(yàn)，一般僅作標(biāo)準(zhǔn)使用荷載試驗(yàn)，即將卸去的荷載重新全部加上，其結(jié)構(gòu)的變形和裂縫開展應(yīng)滿足設(shè)計(jì)使用要求。2.粘貼碳纖維加固橋梁碳纖維材料(CarbonFiberReinforcedPolymer簡(jiǎn)稱CFRP)用于加固工程于20世紀(jì)80、90年代在發(fā)達(dá)國(guó)家興起的一項(xiàng)工程修復(fù)技術(shù)，與其他加固方法相比有更多的優(yōu)點(diǎn)和更明顯的加固效果。碳纖維加固橋梁已受到越來越多的關(guān)注，已成為國(guó)內(nèi)外加固修補(bǔ)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的一種手段。碳纖維根據(jù)原料及生產(chǎn)方式的不同，主要分為聚丙烯腈(PAN）基碳纖維（高強(qiáng)度型）及瀝青基碳纖維（高彈性型）。碳纖維材料加固具有如下特點(diǎn)：1.軸向抗拉強(qiáng)度高，能靈活地用于抗彎、抗剪加固；2.密度小，自重輕，能在狹小的空間操作：3.具有柔性，適用于各種復(fù)雜外形構(gòu)件表面；4.織物覆蓋表面平整，對(duì)裝修影響?。?.耐腐蝕性(抗堿等化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境)、抗磨蝕性、抗震性及耐久性，存儲(chǔ)壽命長(zhǎng)；6.永久荷載作用下抗蠕變等特點(diǎn)。一、碳纖維材料性能加固混凝土結(jié)構(gòu)用的纖維材料目前主要有三種：玻璃纖維(GFRP)、碳纖維(CFRP)和芳綸纖維(AFPR)。纖維復(fù)合材料的力學(xué)特點(diǎn)是其應(yīng)力應(yīng)變量完全線彈性，不存在屈服點(diǎn)或塑性區(qū)。由于碳纖維材料具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異物理力學(xué)性能，以及現(xiàn)場(chǎng)施工便捷，所以是橋梁加固補(bǔ)強(qiáng)的理想材料。玻璃纖維(GFRP)、碳纖維(CFRP)、芳綸纖維(AFPR)與高強(qiáng)鋼絲力學(xué)性能碳纖維布：抗拉強(qiáng)度：一般為3550MPa；彈性模量：2.35X105MPa；厚度在0.11～0.43mm；幅寬在20～100cm；卷材長(zhǎng)度為50～100m。碳纖維材料與其他加固材料對(duì)比：（1）抗拉強(qiáng)度：碳纖維的抗拉強(qiáng)度約為鋼材的10倍；（2）彈性模量：碳纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量高于鋼材，但芳綸和玻璃纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量則僅為鋼材的一半和四分之一。（3）疲勞強(qiáng)度：碳纖維和芳綸纖維的疲勞強(qiáng)度高于高強(qiáng)綱絲。金屬材料的疲勞極限僅為靜荷強(qiáng)度的30%～40%。由于纖維與基體復(fù)合可緩和裂紋擴(kuò)展，以及存在纖維內(nèi)力再分配的可能性，復(fù)合材料的疲勞極限較高，約為靜荷強(qiáng)度的70%～80%，并在破壞前有變形顯著的征兆。（4）重量：約為鋼材的五分之一。碳纖維片拉伸性能二、粘結(jié)材料粘結(jié)材料的性能是保證碳纖維布與混凝土共同工作的關(guān)鍵，也是兩者之間傳力途徑中的薄弱環(huán)節(jié)。因此，粘結(jié)材料應(yīng)有足夠的強(qiáng)度保證碳纖維與混凝土間剪力的傳遞，同時(shí)應(yīng)有足夠的韌性，不會(huì)因混凝土開裂導(dǎo)致脆性粘結(jié)破壞。粘結(jié)材料是將連續(xù)纖維狀的碳纖維結(jié)合在一起，同時(shí)又與混凝土表面粘合的系列粘接材料。主要包括三類材料：底層涂料、整平材料和浸漬樹脂。1．底以層涂肅料(底涂膠)在處理她好的混套凝土表辱面上，促涂一層熱很薄的聯(lián)底層膠卵，既可穿以浸入斧混凝土斃表面，棚強(qiáng)化混除凝土表圓面強(qiáng)度察，又可災(zāi)以改進(jìn)豎膠接性綿能，從叢而使混攏凝土與堅(jiān)碳纖維患布之間炭的粘接甚性得以湖提高。2．整平貧材料(找平掏膠)碳纖邪維布報(bào)只有嘴與所稿加固閱補(bǔ)強(qiáng)奇的混判凝土羞表面索緊密銜接觸煮，才是能產(chǎn)喝生良啟好的碑補(bǔ)強(qiáng)妻效果歲因此問。在落涂敷儲(chǔ)的底威層涂理料指絲式觸干縫燥后都，必港須用窗找平截膠進(jìn)蘋行找派平，銷同時(shí)林將矩合形斷旺面直彈角打碗磨后陽補(bǔ)成兔圓弧晶狀。3．浸傷漬樹逐脂(粘貼結(jié)主膠)浸漬宰樹脂格在粘擔(dān)結(jié)材咱料中墊起著慶至關(guān)難重要希的作沸用，班它連當(dāng)接底尾膠與伙碳纖蹲維布星。4．防護(hù)屈材料(罩面膠)罩面膠勢(shì)主要是逗為了施歐工表面體的美觀城和保護(hù)加碳纖維拜布，防扔止復(fù)合遷材料被爽紫外線腎直接照擠射。它潤(rùn)的選擇翠范圍較外大，丙戚烯酸體察系、聚慣氨脂體換系、不箱飽和聚閃脂體系源、有機(jī)往硅、有脾機(jī)氟體澇系等都即適合。三、粘貢貼碳纖肅維加固前施工工爽藝碳纖維炎加固橋場(chǎng)梁的施眠工工藝功如下：1.施工云要求郵?，F(xiàn)場(chǎng)稱溫度殼低于5攝氏度薪及雨天嗽或可能慣結(jié)露時(shí)歲應(yīng)停止末施工。歲被加固輝橋梁構(gòu)濤件基面貞的混凝薄土強(qiáng)度蘇等級(jí)不射低于C1神5。2.基面撥處理脊和清照洗。被加踢固構(gòu)朝件混研凝土迷表面猾的劣初化層漠（如激浮漿獄、風(fēng)嶼化層蛋）進(jìn)增行清膛除和全打磨裳。基僻層的轉(zhuǎn)錯(cuò)位木與突汪出部墳分要災(zāi)磨平份，轉(zhuǎn)吼角部耗位要燈做倒陪角處蹈理。懲有裂違縫的估部位沸要采洽取灌化注環(huán)妹氧樹民脂做烤修補(bǔ)毯。3.涂刷底修膠。首先春按比族例準(zhǔn)死確配啟置好疲底膠方并攪挪拌均幣勻，巖注意斃一次頁(yè)配制蓋量應(yīng)星在可然使用脫的時(shí)欄間內(nèi)寬用完袋。當(dāng)膀底膠聰硬化渾后，鴉對(duì)涂古抹膠騰面的兇突起古部分盲應(yīng)用辮磨光棟?rùn)C(jī)或蠶砂紙狂打磨纖平順鄰。底永膠指抖觸干務(wù)燥后挪進(jìn)入佛下道衡施工昂工序墳。4.粘貼陡碳纖榮維布顏。依設(shè)那計(jì)尺覆寸裁礦剪碳湖纖維優(yōu)布，茄應(yīng)根蔬據(jù)現(xiàn)問場(chǎng)施瞎工經(jīng)恨驗(yàn)和車作業(yè)與空間脾確定副下料購(gòu)長(zhǎng)度睜，若爬需進(jìn)綢行接碌長(zhǎng)時(shí)滲，接化頭的甜長(zhǎng)度頓應(yīng)根巡壽據(jù)實(shí)擇際情洞況