粘贴钢板法在现浇箱梁加固中的技术应用

◎ 郭大雨 安徽省交通控股集团金寨高速公路管理有限公司袁大伟 中交第一公路勘察设计研究院有限公司朱成亮 张景欢 安徽省交通控股集团金寨高速公路管理有限公司

粘贴钢板法在现浇箱梁加固中的技术应用

◎ 郭大雨 安徽省交通控股集团金寨高速公路管理有限公司
袁大伟 中交第一公路勘察设计研究院有限公司
朱成亮 张景欢 安徽省交通控股集团金寨高速公路管理有限公司

以现浇箱梁加固采用粘贴钢板法为例，分析了粘贴钢板法的加固机理，详细阐述了施工详细阐述了施工工艺及流程，对加固材料要求进行了说明，并对加固效果进行了评价。总结了施工注意要点，对同类桥梁工程加固设计和施工提供参考。

粘贴钢板 箱梁 加固 钢板 桥梁加固

上世纪七十年代以来，我国社会经济高速发展，随之修建了大量的公路桥梁。然而随着运营时间的增长，这些桥梁出现了不同程度的病害。针于桥梁病害近年来出现了许多桥梁加固的方法。粘贴钢板法因其施工简便、不减少桥下净空，可在不影响或少影响正常交通情况下进行梁底加固施工，在桥梁加固中广泛采用。

本文结合某现浇箱梁桥的加固施工，重点对粘贴钢板法的适用范围、施工工艺及流程和施工要点进行详细阐述，以供同类桥梁加固工程参考。

1.病害类型与加固措施

1.1病害类型

根据桥梁检测报告，箱梁梁体裂缝长度长、分布区间广、梁上的裂缝条数多，且存在梁体裂缝进一步增加，裂缝高度不断延伸的可能行，严重影响桥梁的通行安全。具体为：

（1）箱梁腹板侧边多处竖向裂缝，多数底板贯通。

（2）翼板有较多纵向裂缝。

（3）墩顶腹板斜向裂缝间距40～60cm。

（4）底板存在纵向、横向裂缝。

跨中附近的正截面竖向裂缝、跨中到四分点之间的弯剪型斜裂缝和支座附近的腹剪型斜裂缝，产生原因为跨中处正截面拉应力超过混凝土容许拉应力、四分点及支座附近主拉应力超过混凝土容许拉应力而产生裂缝。

1.2加固措施

依据本桥的病害类型结合粘贴钢板法的适用性，选择在箱梁梁底粘贴宽度为250mm、厚度为8mm的纵向钢板条，在箱梁腹板粘贴宽度为100mm、厚度为8mm的纵向水平钢板条和宽度为150mm、厚度为8mm的斜向钢板条进行加固补强的加固措施。螺栓采用8.8级M12高强螺栓，钢板粘贴完成后对钢板和螺栓进行防腐、防锈处理。

2.施工流程及工艺

2.1工艺流程

工艺流程图见图1。

2.2施工工艺

2.2.1前期处理

前期处理主要是指对粘贴钢板部位的裂缝和混凝土缺陷进行处理。粘贴钢板部位处理前，按规范要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。同时将原结构表面的松散混凝土及浮渣、污物等予以清除，对于混凝土缺陷的部位采用聚合物砂浆修复。

图1　工艺流程图

2.2.2混凝土表面处理

根据钢板粘贴位置在梁体上放样出位置大样，采用角磨机对混凝土表面进行打磨，除去混凝土表面薄层，打磨至完成露出新鲜面层为止，且要保证平面平整。用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，在钢板粘贴前用脱脂棉花沾丙酮擦拭混凝土表面。

2.2.3钢板表面处理

钢板采用工厂自动切割成型的钢板，钢板边缘无毛刺、咬口及翘曲等缺陷。现场采用手持砂轮机打磨钢板黏合面，打磨粗糙越大越好，打磨纹路与钢板受力方向垂直，直至出现金属光泽，在钢板粘贴前用脱脂棉花沾丙酮擦拭干净。

2.2.4配胶

黏结剂中最常用的是环氧类黏结剂。环氧类黏结剂分为甲、乙两组，按照黏结剂供应商提供的使用方法准确称量，配比，和混合，在规定的时间内用完。使用前进行现场质量检验，合格后方能使用。

2.2.5植入螺栓

首先在梁体上放样出钢板螺栓的位置，钻孔前采用钢筋混凝土保护层测试仪查明混凝土钢筋布置，避免钻孔打盲孔时碰及钢筋，根据钢筋位置调整螺栓安装位置，最终确定钻孔位置。采用手持电钻进行钻孔，植入螺栓同植筋工艺，建议采用全螺纹螺杆，螺杆距离钢板边缘的距离应控制在5～10cm之间，不可太过于接近边缘。

2.2.6安装钢板

先根据现场实际的螺栓位置对钢板进行配套打孔，用磨光砂轮机除去孔边和钢板边缘毛刺。因钢板表面处理早于安装时间，钢板因外界因素有不同程度的锈迹，必须采用钢丝刷磨光机进行除锈和粗糙处理，使钢板表面恢复到粘贴的标准。最后用脱脂棉沾丙酮将钢板表面擦拭干净。箱梁底板利于钢管支架将钢板固定在螺栓上，控制钢板与混凝土表面的间隙在2～3mm；焊接钢板接缝；箱梁腹板可直接挂入螺杆完成钢板安装。

2.2.7配制结构胶

按照供应商提供的产品说明书要求的比例配制结构胶，将钢板封边胶及粘钢灌注胶，用电钻加钢筋十字架自制搅拌器搅拌均匀。粘贴钢板灌注胶应在封边前完成，且钢板封边胶达到完全固化有足够的强度后再进行配制和使用。

2.2.8封边

将注胶咀粘结在钢板边缘的钢板层间，插入排气管，注入嘴布置间距为20～30cm。在膨胀螺栓头上罩上盖碗，然后用钢板封边胶封闭钢板边缘，完成封边。

2.2.9灌注

将粘钢灌注胶利用压力泵压入钢板和梁体混凝土的缝隙中，使其层间密实。压浆前应先进行试压，以检测设备和管道的正常配置。灌注过程中以0.2～0.4MPa的压力将粘钢灌注胶从注胶咀压入钢板和梁体混凝土的缝隙，当预留排气管溢出胶液后停止加压。随即采用钢板封边胶堵孔，并以较低压力维持10min。最后用橡皮锤敲打钢板判断胶液是否灌注密实，若有空洞可继续进行压注，直止钢板和梁体混凝土的缝隙全部灌注密实。环氧类黏结剂在固化时间应该为24h，固化期间不得对钢板有任何扰动，待达到强度后，方可进行下步施工。

2.2.10防腐处理

钢板防腐处理前应检查确认钢板粘贴密实情况，对于存在问题的应再次处理。确认粘贴质量后去除埋置的所有注入嘴和排气管，用手持砂轮机结合钢丝刷磨光机打磨钢板外露面，使外露钢板达到防腐涂装要求。防腐涂装按照《钢板涂装体系要求》进行，先喷涂一层环氧云铁防锈漆作为封闭层，再喷涂两层氟碳面漆作为面层，涂装的颜色与周围混凝土的颜色相同。

2.3材料要求

粘贴钢板加固法对材料要求较高，其材料性能指标需满足《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）和《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）的要求。黏结剂质量直接影响粘贴钢板的质量，所以必须采用黏结强度高、耐久性好且具有一定弹性的材料。不得使用水泥或微膨胀剂为主要成分配制的锚固剂作为黏结材料。钢板一般采用Q235钢或Q345钢，高强度螺栓应符合国家、行业现行规范的规定。

钢板防腐目前一般采用先涂一层环氧树脂薄浆罩面，然后再涂两层防锈漆在上面保护。加固钢板因其自有特性容易锈蚀，其防腐材料应选用防护效果好、时间长的长效防护漆。

3.结束语

通过在箱梁底板受拉区粘贴钢板，提高了主梁的抗弯能力；在箱梁腹板粘贴斜向钢板使钢板与混凝土整体受力，提高主梁的整体刚度与抗剪强度，达到了加固效果，提高了桥梁的承载能力与耐久性。粘贴钢板施工简便、周期短，在桥梁加固工程中广泛应用。但是该加固方法施工要求高，每个环节都要严格要求，特别是在钢板黏合面处理和材料选择，黏结剂的质量和耐久性直接影响加固效果，所用材料必须符合相应国家标准的要求。另外，钢板防腐环节应充分重视，选用防腐效果好、耐久性和防护周期长的材料进行防腐处理，以增加加固的寿命周期。

[1]公路桥梁加固设计规范[S].JTG/TJ22-2008.

[2]公路桥梁加固施工技术规范[S].JTG/ TJ23-2008.

[3]混凝土结构加固设计规范[S].GB50367-2013.

[4]公路桥涵施工技术规范[S].JTG/TF50-201.

[5]王化冰.山东高速桥梁维修加固技术手册[M].北京，人民交通出版社，2011.