橋梁檢測(cè)評(píng)定與加固技術(shù)（第2版） 課件 第8章 8.6 鋼絞線網(wǎng)-聚合物砂漿加固技術(shù)

第八章橋梁上部結(jié)構(gòu)的改造與加固技術(shù)——鋼絞線網(wǎng)-聚合物砂漿加固技術(shù)南京林業(yè)大學(xué)江蘇·南京技術(shù)原理與特點(diǎn)此技術(shù)是用高強(qiáng)鋼絞線（不銹鋼或鍍鋅）代替鋼筋，將鋼絞線網(wǎng)通過(guò)固定銷裝置固定于待加固結(jié)構(gòu)底面或側(cè)面，分層壓抹聚合砂漿，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)受拉區(qū)或截面?zhèn)让娴募庸啼摻g線網(wǎng)-聚合物砂漿加固技術(shù)高強(qiáng)鋼絞線網(wǎng)—聚合物砂漿加固技術(shù)原理良好的耐久性能：不存在鋼材腐蝕，老化等問(wèn)題粘結(jié)性能好：滲透性聚合物砂漿為無(wú)機(jī)材料，具有良好的粘結(jié)性能耐火耐高溫：無(wú)樹(shù)脂膠材料，有良好的耐火及耐高溫性能適合大面積結(jié)構(gòu)加固：施工便捷，節(jié)點(diǎn)處理方便，可以加固有缺陷或強(qiáng)度低的混凝土結(jié)構(gòu)性價(jià)比高加固性能可靠：保證了加固材料的強(qiáng)度利用特點(diǎn)材料性能鋼絞線鋼絞線網(wǎng)典型規(guī)格如下圖所示，其鋼絞線網(wǎng)典型規(guī)格為縱向鋼絞線間距30mm，橫向鋼絞線間距150mm，網(wǎng)片采用小直徑不松散的高強(qiáng)度鋼絞線制作鋼絞線網(wǎng)典型規(guī)格（尺寸單位：mm）常用鋼絞線的直徑有2.4~4.8mm等不同規(guī)格，其性能指標(biāo)如下表所示種類高強(qiáng)不銹鋼絲繩高強(qiáng)鍍鋅鋼絲繩鋼絲繩公稱直徑(mm)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼絲繩公稱直徑(mm)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值6×7+IWS2.4～4.0160012002.5～4.5165011001×192.5147011002.515801050高強(qiáng)鋼絞線抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（MPa）類

別彈性模量設(shè)計(jì)值

拉應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)值

不銹鋼絲繩6×7+IWS1.2×1050.011×191.1×1050.01鍍鋅鋼絲繩6×7+IWS1.4×1050.0081×191.3×1050.008高強(qiáng)鋼絞線彈性模量及拉應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)值鋼絞線的結(jié)構(gòu)型式有6×7+IWS金屬股芯右交互捻鋼絲繩和1×19單股左捻鋼絲繩，鋼絞線網(wǎng)固定銷主要起固定鋼絞線網(wǎng)的作用鋼絞線的結(jié)構(gòu)形式圖鋼絞線固定銷示意圖聚合物砂漿

聚合物砂漿力學(xué)性能良好，如粘結(jié)強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等1）強(qiáng)度高，并且早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快2）具有較強(qiáng)的滲透性，與原混凝土結(jié)構(gòu)的粘結(jié)性能好，如使用界面劑，粘結(jié)強(qiáng)度還會(huì)提高3）收縮性小，因此基本不會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫4）材料無(wú)毒界面劑

乳狀灰漿界面劑可以增強(qiáng)原混凝土和聚合物砂漿的粘結(jié)力。其作為無(wú)機(jī)材料，是與混凝土結(jié)構(gòu)物的物性相同的優(yōu)秀修補(bǔ)習(xí)材料

聚合物砂漿特點(diǎn)主要途徑與施工工藝鋼絞線網(wǎng)—聚合物砂漿可以設(shè)置在受彎構(gòu)件的受拉側(cè)對(duì)其抗彎、加固，也可設(shè)置于受彎構(gòu)件的側(cè)面對(duì)其抗剪加固抗彎加固時(shí)，當(dāng)梁底布置空間不足時(shí)，可布置于梁側(cè)面靠近梁底的一定高度范圍內(nèi)，根據(jù)側(cè)面網(wǎng)片的高度范圍不同，通過(guò)承載力提高系數(shù)考慮其貢獻(xiàn)抗剪加固時(shí)，采用三面或四面圍套的面層構(gòu)造或雙面的外夾層構(gòu)造；當(dāng)采用單面的面層構(gòu)造時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)面層與原構(gòu)件的錨固與拉結(jié)

主要工藝的現(xiàn)場(chǎng)圖片如下：鋼絞線網(wǎng)—聚合物砂漿外加層加固技術(shù)關(guān)鍵工藝（a）基面處理（b）鋼絞線網(wǎng)下料（c）鋼絞線網(wǎng)固定、張緊與銷固（d）涂刷界面劑（e）聚合物砂漿施工—噴涂（f）聚合物砂漿施工—壓抹設(shè)計(jì)構(gòu)造（1）混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥C15級(jí)，且混凝土表面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度≥1.5MPa（2）網(wǎng)片應(yīng)在工廠使用專門(mén)的機(jī)械和工藝制作（3）網(wǎng)的主筋與橫向筋的交點(diǎn)處，應(yīng)采用同品種鋼材制作的繩扣束緊（4）網(wǎng)中受拉主筋的間距應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定（5）鋼絞線網(wǎng)與基材混凝土的固定，應(yīng)在網(wǎng)片就位并張拉繃緊的情況下進(jìn)行（6）錨固銷的節(jié)點(diǎn)錨固點(diǎn)應(yīng)在不銹鋼絲網(wǎng)豎線之間的結(jié)合部（7）界面劑噴涂均勻，防止龜裂發(fā)生（8）聚合物砂漿面層的厚度不小于25mm，不大于35mm（9）聚合物砂漿面層的表面應(yīng)噴涂一層與該品種砂漿相適配的防護(hù)材料計(jì)算原理采用鋼絞線網(wǎng)-聚合砂漿進(jìn)行加固時(shí)，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：構(gòu)件達(dá)到受彎承載能力極限狀態(tài)時(shí)，鋼絞線網(wǎng)的拉應(yīng)變?chǔ)舝w可按截面應(yīng)變保持平面的假設(shè)確定鋼絞線網(wǎng)應(yīng)力σrw可近似取等于拉應(yīng)變?chǔ)舝w與彈性模量Erw的乘積當(dāng)考慮二次受力影響時(shí)，應(yīng)按構(gòu)件加固前的初始受力情況，確定鋼絞線網(wǎng)片的滯后應(yīng)變?cè)谶_(dá)到受彎承載能力極限狀態(tài)前，鋼絞線網(wǎng)與混凝土之間不出現(xiàn)粘結(jié)剝離破壞驗(yàn)算梁的正截面承載力時(shí)，應(yīng)引入修正系數(shù)ηr1考慮梁側(cè)面圍套內(nèi)鋼絲繩網(wǎng)對(duì)承載力提高的作用正截面承載力應(yīng)按下列公式確定：鋼絞線網(wǎng)—聚合物砂漿加固正截面受彎承載力計(jì)算hr1/b

h/b1.01.52.02.53.03.54.04.50.051.091.141.181.231.281.321.371.410.101.171.251.341.421.501.591.671.760.151.231.341.461.571.691.801.922.030.201.281.421.561.701.831.972.112.250.251.321.471.631.791.952.102.262.42梁側(cè)面hr1高度范圍配置網(wǎng)片的承載力提高系數(shù)受彎構(gòu)件加固后的相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξb,rw應(yīng)按下式計(jì)算即加固前控制值的0.85倍采用：ξb——構(gòu)件加固前的相對(duì)界限受壓區(qū)高度，按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB-50010的規(guī)定計(jì)算。當(dāng)考慮二次受力影響時(shí)，鋼絲繩網(wǎng)片的滯后應(yīng)變?chǔ)舝w,0應(yīng)按下式計(jì)算式中:Mok—加固前受彎構(gòu)件驗(yàn)算截面上原作用的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值

ESO—原鋼筋的彈性模量

αrw—綜合考慮受彎構(gòu)件裂縫截面內(nèi)力臂變化、鋼筋拉應(yīng)變不均勻以及鋼筋排列影響的計(jì)算系數(shù)，按下表的規(guī)定采用ρte≤0.0070.0100.0200.0300.040≥0.060單排鋼筋0.700.901.151.201.251.30雙排鋼筋0.751.001.251.301.351.40計(jì)算系數(shù)αrw值

1.Ρte為混凝土有效受拉截面的縱向受拉鋼筋配筋率，即ρte=ASO/Ate，其中Ate為有效受拉混凝土截面面積，按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010—2010）的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算2.當(dāng)原構(gòu)件鋼筋應(yīng)力σso≤150MP，且ρte≤0.05時(shí)，表中αrw值可乘以調(diào)整系數(shù)0.9應(yīng)用實(shí)例某簡(jiǎn)支T梁橋建設(shè)于上世紀(jì)80年代，該橋孔跨為7x20m，橋面凈寬9+2×1.2m，上部為裝配式混凝土T形梁式結(jié)構(gòu)根據(jù)需要，該橋需要提檔升級(jí)，將原二級(jí)公路改建為一級(jí)公路。采用高強(qiáng)不銹鋼絞線網(wǎng)-聚合物砂漿加固技術(shù)對(duì)其進(jìn)行加固以提高其承載力某簡(jiǎn)支T梁橋結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)照片(a)加固橋梁斷面(b）加固處局部放大圖某簡(jiǎn)支T梁橋鋼絞線網(wǎng)—聚合物砂漿加固方案示意圖（尺寸單位：cm）

加固方案如下圖所示，加固T梁底部6根、側(cè)面各5根高強(qiáng)不銹鋼絞線網(wǎng)加固施工。橋梁加固前后的車輛靜載試驗(yàn)表明，加固后橋梁達(dá)到了加固設(shè)計(jì)要