公路桥梁粘贴钢板加固技术的应用分析

2021-12-09涂江华

运输经理世界 2021年15期

文/涂江华

1 前言

随着交通流量的日益增加，一些建设时间比较久的桥梁在受到车辆荷载影响以及周围环境因素影响之下就会出现各种病害问题，例如混凝土脱落、结构开裂问题。一旦出现这种病害就会给桥梁结构的稳定性造成影响，若不及时处理相应病害就会扩大，严重时还会出现各种安全事故。因此，有必要对老旧桥梁进行加固处理，粘贴钢板加固技术作为一种成熟类型技术，其具备黏度大、施工方便、可降低加固成本等特点，将其应用到桥梁加固工程中，能够满足桥梁加固的要求。

2 技术概述

2.1 粘贴钢板法的特点

设计简单，操作方便且加固效果好，可以在温度为5～35℃条件下施工运行。

该技术既不会改变任何结构，也不会增加结构荷载，但可以提高结构承载性能标准，原桥梁结构的抗弯、抗剪等性能都可以全面的提升，保证结构强度符合运行标准；具备较高的韧性、承载性能，使用寿命得以延长，且维护成本相对较低，综合效益提升明显。

大量使用原公路桥梁结构的材料，使其和原钢筋结构共同达到承载性能的要求，符合公路桥梁运行标准要求。

粘贴钢板本身的结构胶具备硬度强化块等特点，在施工时不仅能够提升施工效率，还能减少施工成本。同时，结构胶的强度相比于混凝土自身的结构强度要高，能够使黏结部位形成一体，达到加固的要求。

在桥梁加固处理中，通过大面积的粘贴钢板应用不仅能够保护混凝土结构原有性能，同时还能提升结构的抗裂能力。

2.2 施工范围

对于粘贴钢板来说，其通常在钢筋混凝土受弯、受力弯曲结构中使用。同时，该方法还能在温度为-20o～-60°无化学腐蚀区域中使用。在应用时要考虑到粘贴钢板的受力限值，提升加固效果[1]。

3 桥梁概况

3.1 项目简况

某桥梁项目是当地的重点建设交通项目，其设计结构形式是预应力钢筋混凝土简支空心板梁桥结构，其跨径尺寸为13m+16m+16m，总长度是45m；下部结构设计为桩柱式墩台、钻孔灌注桩的形式，完全满足公路桥梁运行的要求。

3.2 工程病害问题分析

该桥梁项目的搭板与台背采取整体浇筑方式，搭板沉降明显，导致背墙发生扭转开裂的问题。

台后填土高度达3.8m，造成该结构的压力较大，当台后出现路基沉降问题后，在台后土压力的挤推之下，造成桥台盖梁的河流一侧出现竖向开裂的问题，裂缝宽度为0.25mm，已经严重超出标准。

3.3 原因分析及工程加固方法

原因分析：桥台盖梁有很多竖向裂缝的问题，原因是台后挡墙发生沉降、松散等问题，台后土堆对桥台结构造成比较大的推挤作用，而通常来说盖梁侧面的配筋量明显不足，只设置了一定的构造配筋结构，无法满足台后土压力的要求，造成盖梁存在裂缝问题。

加固方法：桥台盖梁侧面需要进行钢板的粘贴施工，可以保证桥台盖梁的抗弯性能提升，粘贴钢板操作前，通过灌缝的方法及时进行裂缝的封闭处理。

4 公路桥梁粘贴钢板施工技术

4.1 定位放线

定位放线是公路桥梁加固施工的重要工作，也是首要开始的工作，放线人员对设计方案要有充分的了解，严格执行设计方案的要求，对于加固位置进行准确的标记，保证粘贴部位各个位置的施工达到精确性的要求。在放线操作环节，一般会把轮廓线和实际粘贴部位向外扩散一定的距离，并且做好现场清理处理工作，防止粘贴部位有杂质影响质量。

4.2 材料和构造基本要求

加固作业环节，应用的黏结剂强度高、耐久性好、弹性强。加固环节应用的钢板材料为16 号锰钢与3 号钢。焊缝强度高、钢板与螺栓等部件符合技术规范性要求。黏结强度要求高，不仅使用黏结剂的强度性能合格，同时材料强度也要满足要求。所以现场施工人员需要加强基材强度管理，提高材料总体性能。受压部位加固施工环节，如果要在梁侧进行钢板粘贴施工，其钢板宽度不能超过梁高的1/3。加固施工范围内，确定锚固长度，如果不能达到设计标准要求，需要及时进行调整，一般来说受拉区要达到钢板厚度200 倍以上，并且不能小于600mm；受压区内，钢板厚度在160倍以上，并且在480mm 以上。在钢板表面涂刷一层防锈漆，防止发生锈蚀的问题，延长使用寿命[2]。

4.3 被粘混凝土和钢板表面处理

首先需要将构件表面抹灰层清理干净，如果有局部损坏的问题存在，应该及时凿毛处理，然后应用水泥砂浆修补处理；如果构件有裂缝的情况，就要及时处理，消除该问题。混凝土结构表面情况，分以下几种处理方法：一般都要做好混凝土打磨平整处理，去除表面浮浆、油污等污染物，裸露出混凝土结构新面即可；对于龄期不足3 个月或混凝土部件湿度较大，应该通过人工方式进行干燥处理；在处理的环节中，对于存在表面疏散、空鼓的层面需要及时的处理，将存在的腐蚀、剥落等物质冲洗干净，使其能够裸露出主体结构，随后选取修复材料对其进行处理。另外，对于钢板结合位置，要进行除锈处理，操作时可使用砂轮机进行打磨处理，该过程直到表面出现金属光泽为止。

4.4 混凝土钻孔植筋

在桥梁加固处理中，混凝土钻孔植筋是非常关键的一项工序，所以在操作时要做好如下方面的控制：

4.4.1 钻孔

对于现场安装施工的锚固钢筋，使用记号笔标记；钢筋探测仪进行植筋位置全面检查，保证钻孔不会损坏钢筋结构；应用冲击钻进行钻孔施工；应用和植筋向对应的钻头，保证各项技术参数符合要求，并且使用标尺进行孔深尺寸测定；钻孔时，速度要放慢，在钻头达到稳定性要求后，再提高钻进的速度；顶板钻孔环节，可以选择使用水钻成孔的方式，降低钻孔振动反应，避免产生严重结构损坏的情况；成孔要和植筋结构面达到垂直度要求，钻孔时遇到主筋的情况下，要调整钻孔位置[3]。

4.4.2 清孔与吹孔

植筋（螺栓）孔钻进达到规定设计深度之后，使用刷子将内部落下的灰渣清理干净，并且将灰渣吹干净；使用水钻成孔施工，需要进行干燥处理，然后使用上述方法清孔，达到干燥后进行注胶施工。按照上述操作方法反复操作3 遍，直到符合要求为止。

4.4.3 注胶

注胶前，工作人员详细查看说明书，了解正确操作方式，检查胶的有效期，过期禁止投入使用；如果环境、条件无法达到施工标准要求，应该立即停止施工；检查植筋孔是否达到干净、干燥的要求。在上述各方面条件符合要求后，才能将植筋胶放入到胶枪内，连接混合管。每只胶管先挤出胶体颜色不正常的部分，在颜色一致后才能直接插入孔底进行注胶施工。将整个孔注满2/3，确保植筋后整体填满整个孔位[4]。

4.4.4 植入钢筋

加工符合要求且除锈完毕之后的钢筋直接砸入到孔底，钢筋插入要缓慢进行，避免黏结剂被快速插入的钢筋挤出，导致胶体无法完全填充；钢筋插入到孔底之后，进行外露部位的调节，使用绑丝或者其他方式进行钢筋固定，使用钢板条模板进行钢筋定位处理；从下到上逐步进行植筋施工作业，保证内部结构胶袋或玻璃管直接放入到孔内，然后使用电钻把钢筋植入使用，利用钢筋挤压的方式把胶袋或玻璃管破碎处理，让流出的植筋胶全部填充孔内，实现钢筋全部位置的包裹处理。

4.5 钢板粘贴

现场使用的钢板需要在工厂内统一进行生产制作，同时根据设计方案的要求钻孔处理，经过检查符合工程设计标准，再进行除锈、清洗的处理，然后是涂胶粘贴施工。钢板粘贴作业阶段，保证螺栓压紧处理，还要在现场设置支撑结构，并且使用人工锤击的方式保证紧固性合格，在周边部位有胶液溢出则确定为合格。在粘贴工作结束后，需要采取人工方式进行周边轻敲处理，达到牢固性要求[5]。