灌注法粘贴钢板在板型桥梁加固中的应用

1、灌注法粘贴钢板在板型桥梁加固中的应用第34卷第28期?340?2008年10月山西建筑shanxlar【:hitecrurevoi.34no.28oct.20l08文章编号:10096825(2008)28034002灌注法粘贴钢板在板型桥梁加固中的应用苏志会卢磊苏国忠摘要:结合灌注法粘贴钢板在板型桥梁加固中的应用,论述了粘贴钢板加固的优点,介绍了粘贴钢板施工工艺流程,分析了灌注法粘贴钢板的重点和难点,指出灌注法粘贴钢板在板梁加固工程中将得到广泛的应用.关键词:灌注法粘贴钢板,桥梁,施工工艺,破坏机理中图分类号:u445.72文献标识码:a随着交通建设的发展,交通运输量大幅度提高,行车密度及车

2、辆载重越来越大,现役桥梁中有相当一部分已不能满足使用上的要求,特别在1982年的荷载标准以前建造的年代久远,病害严重的在役桥梁,受人为损坏和自然灾害的频繁影响,已不能维持正常使用.因此,对有缺陷的桥梁进行安全评估和加固补强,使其恢复正常运行,已成为交通工程中的重要课题.对于板型梁组成的桥梁,因体外预应力加固存在相当大的难度,主要采取以梁底粘贴钢板加固为主来提高其承重能力.粘贴钢板是将补强用的钢板或型材牢固地以结构胶粘结在各种钢筋混凝土的构件上与钢筋混凝土共同受力,满足结构承载力及刚度的要求,且采用粘贴钢板补强的方法能有效地提高结构的抗弯,抗剪及抗开裂性能.1粘贴钢板在加固中的作用1)将强度高的

3、钢板粘贴于钢筋混凝土梁受力部位,不仅相当于补充了原构件的配筋,保证混凝土和钢板作为一个新的整体共同受力,而且能最充分的发挥粘贴钢板的强度,且封闭了粘贴部位加固构件的裂缝,约束了混凝土变形不再产生裂缝或使已有的裂缝得到控制而不继续扩展,从而有效地提高原构件的刚度和抗裂性,恢复其原有的承载能力,延长其使用寿命;且其受力均匀,不会在混凝土中产生应力集中现象,材料的耐久性强,可实现永久性修复.2)所占空间小,不影响被加固结构外观和使用空间.由于加固体大体上都是一层3mm10mm厚钢板粘贴于相对体形或厚度大得多的结构上,因此,加固体所占空间小,不影响建筑物的使用净空间及构件的外观.3)施工周期短.由清理

4、,修补加固构件表面,将钢板粘贴于构件上,到加压固化,大约1d2d,比其他的加固法大大节省施工时间.4)材料消耗小.钢材和结构胶只需要粘贴于构件的加固部位,和原构件共同协调受力.无额外损耗.5)工艺简便.粘贴钢板加固工序为:对构件表面清理和修补一钢板除锈一配制结构胶一加压固化或压力灌胶一钢板外露采用锚杆形式连接,并焊接牢固.中隔板混凝土模板采用组合钢模板爬模法施工,具体方法为首先在竖井底部由下至上安装三组组合钢模,每组高1.0m,在模板内浇筑混凝土,混凝土终凝后,拆除下层模板,安装在上面一层模板上(原上层模板起到竖向支撑作用),再浇筑混凝土,依此循环立模浇筑混凝土.混凝土料搅拌及输送:井口工业场

5、地上设有混凝土搅拌站,配制混凝土的骨料严格按混凝土设计配合比进行配制.搅拌站出料口处设一皮带机,搅拌好的混凝土料通过溜槽输送至溜灰管中,通过溜灰管下放到混凝土施工地点,溜灰管底压部设减压改向挡板.4施工注意事项1)吊盘上层顶要采用废皮带铺盖_层,以增加绝缘,电焊机应有可靠的防雨罩,安装人员穿耐6000v高压的绝缘胶鞋工作,带绝缘手套.2)下放或上升吊盘,上面人员应抓牢固定物,出现不平衡时,指挥人员应及时通知稳车司机采取相应措施保持平衡.3)封口盘对防止异物坠落,保证井筒内人员安全起到保障作用,必须定期检查维护.4)下放重物时,连接件应系牢固,人员站在吊盘下层,重物放至离吊盘15m远后由吊盘上指

6、挥人员指挥,逐渐缓慢下放.5)2.5m卷扬机,绞车等提升设备严格按照三大规程使用维护,检修.操作人员经过专门技术培训和安全教育,考试合格方可上岗作业.设备运转过程中,禁止擦拭,清扫,修理.卷扬机停止运转4h以上恢复运转或上班升降人员时,要先做空车运转试验.6)制动系统,钢丝绳作为一级危险源点进行监控.提升钢丝绳必须每日进行一次检查,并做好记录,如某一段上相当于一个捻距内断丝总数超过全部钢丝的5%,应立即停止使用,更换新绳.安全限位和连锁应按规程要求完整配备.参考文献:1jtj04294,公路隧道施工技术规范s.2程正旺,王永亮.隧道施工的通风技术和粉尘治理方法j.山西建筑,2007,33(26

7、):328329.constructiontechnologyoftheventilationshaftinmingyueshantunnelliangvong-zhongabstract:combinedwiththeengineeringsituationofmingyueshantunne1.theauthorintroducestheconstructionequipment0ftheventilationshaftinthetunnel.detailedlydescribestheconstructionschemeandthemethodsoftheventilationshaft

8、,andpusforwardtheconstructionprecautionstoperfecttheconstructiontechnologyoftheventilationshaftinthetunnel,toaccumulatetheconstructionexperienceoftheventilationshaftinthetunne1.keywords:tunnel,ventilationshaft,construction,technology收稿日期:20080426作者简介:苏志会(1981一),男,助理工程师,武汉二航路桥特种公司,湖北武汉430070卢磊(1979一)

9、,男,助理工程师,广西八桂工程监理咨询有限公司,广西南宁530022苏国忠(1974一),男,工程师,广西八桂工程监理咨询有限公司,广西南宁5300221208月苏志会等:灌注法粘贴钢板在板型桥梁加固中的应用?341?涂刷防锈漆等.施工工艺简便,只要认真细致,每道工序较容易就能达到操作规程要求,使得钢板与原构件很好地共同工作,不需特殊设备,所需劳动力也少,施工环境温度在535范围内即可,易于操作.2灌注法粘贴钢板加固的施工工艺及施工重点介绍2.1粘贴钢板施工工艺架设桁架一处理表面一钢板打孔一结构表面打孔一钢板表面处理一悬挂钢板一安装排气孔,密封钢板四边一注胶一养生一检查.2.2灌注法粘贴钢板关

10、键技术,重点,难点2.2.1粘贴钢板的机理灌注法粘贴钢板机理十分复杂,机械理论认为,结构胶必须渗入被粘物表面的空隙内,并排除其界面上吸附的空气,结构胶粘结经表面打磨的钢板及混凝土的效果比表面光滑的要好,打磨造成的人工粗糙形成机械镶嵌,增加表面积,达到粘结目的.弱边界层理论认为钢板,混凝土表面的灰尘,油污,氧化层,碳化层,浮浆层等的存在会使界面形成弱边界层,当破坏发生时,看起来发生在结构胶与钢板,混凝土界面,但实际上是弱边界层的破坏.吸附理论认为,粘结是两种材料界面间分子接触和界面力产生的,粘结力的主要来源是分子间作用力,包括氢键力,但主要来自范德华力的贡献,同时结构胶的表面张力必须小于钢板,混

11、凝土的表面张力,只有这样才能使胶体润湿钢板,混凝土表面及表面上的凹陷与空隙中,良好的润湿使胶粘剂与被粘物紧密接触,在粘附力和内聚力的作用下,达到完美粘结的目的.这就是粘钢加固的几种粘结机理.2.2.2粘钢加固的破坏机理了解破坏机理是为了防止,阻止破坏的发生,破坏的形式有4种:1)混凝土破坏,破坏发生在混凝土内.2)内聚破坏,破坏发生在结构胶.3)界面破坏,破坏发生在结构胶与钢板或混凝土界面上.4)混合破坏是内聚破坏,粘附破坏和混凝土材料破坏的混合,理想的破坏形式是100%的内聚破坏,这种破坏能获得最大的强度.这些破坏的原因一方面由于结构胶没有完全润湿基体的表面,另一方面粘结过程中结构胶固化时的

12、收缩及结构胶与被粘物性质上的差异而导致界面层产生内应力.这些原因形成了粘结面先天的缺陷,在内外力综合作用下,这些固有缺陷的周围会发生应力集中并造成微细裂缝,这种裂缝被称作为原始裂缝,原始裂缝不断扩展并增加到它的临界长度时,即在裂缝端部造成的应力集中超过它的裂缝增长力时,裂缝即快速扩展,造成粘结界面的破坏.这就是粘钢粘结破坏的机理.2.2.3影响粘结强度的因素影响粘钢加固粘结强度的因素有物理的也有化学的,与选用的胶种,使用的环境和施工的质量有着密切的关系:1)表面处理对粘结强度的影响,粘结前钢板,混凝土的表面处理是粘结成功的关键.由于钢板表面存在氧化层,混凝土表面存在脱模剂残留物及风化粉尘,形成

13、弱边界层.对被粘物表面处理,可使表面粗糙化,创造机械镶嵌环境,有利于结构胶对被粘材料的浸润,从而有利于提高粘结强度;2)粘结面施压对粘结强度的影响,粘贴钢板时,应向钢板给予垂直压力,使结构胶充满粘结面上的坑,槽,洞,在压力的作用下,胶体甚至深入深孔和毛细管中形成根系.当胶的粘度较小时,施压会导致过度流淌,造成气泡而缺胶,影响粘结强度.施工时适时地调整胶的粘度是十分必要的;3)胶层厚度对粘结强度的影响,从某种程度上来讲,粘结强度与布胶量有关,但绝不是胶层越厚粘结强度越高,胶层过厚,易产生气泡缺陷,受热后的热膨胀在界面区造成的热应力也较大,容易引起早期断裂;4)内应力对粘结强度的影响,内应力包括收

14、缩应力和热应力.当结构胶交联固化时,聚合物的内聚强度随交联密度的增加而增大,当交联过度时,聚合物变硬变脆,当收缩力超过粘附力时,表面强度显着降低,聚合物耐冲击性明显下降;当钢板受热膨胀时,粘结界面由于粘结的约束而产生应力,当应力超过粘附力时,粘结强度显着降低.结构胶在高于60时,胶体分子有降解的可能,有继续交联的可能,有可迁移物溢出的可能,这些因素都将影响粘结强度.胶体中加入适量的填料能大大减小热膨胀系数差而引起的应力.2.2.4粘结加固的关键技术及重难点通过上述的几种理论,粘结加固的关键主要在于:1)由于钢与混凝土都是极性,刚性材料,所以结构胶必须具有强极性与强高韧性的特点;2)钢板及混凝土

15、表面的油污,灰尘,氧化层,碳化层会造成弱边界层的存在.所以,粘结界面必须打磨清洁处理;3)结构胶对钢板,混凝土表面必须具有良好的润湿性,且缩小结构胶与被粘物质差异,尽可能使结构胶与被粘构物膨胀系数相近.只有控制住这些条件,灌注法粘贴钢板才能达到最佳的效果.3结语根据国内的几个大型灌注法粘贴钢板加固的实际效果,如广西北海合山高速公路铁山港跨海特大桥维修加固等桥梁加固,证明了灌注法粘贴钢板加固的效果,且粘钢法加固后,桥梁外观修复如新,经济效益和社会效益比较明显,由此可以预言灌注法粘贴钢板在类似的板梁加固工程中将得到广泛的应用.参考文献:1许锐,刘立炜,詹常辉.粘贴钢板法在桥梁加固工程中的应用j.山

16、西建筑,2007,33(3):267.268,2郭大明.桥梁加固维修工程施工探讨j.中国公路,2006(2):44.45.3周爱军.桥梁加固技术及应用实例j.安徽建筑,2006(5):2324.4周建廷.桥梁加固机理及加固准则探讨j.重庆交通学院,2001(3):40.41.5谌润水,胡钊芳,帅长斌.公路旧桥加固技术与实例m.北京:人民交通出版社,2002.theapplicationofperfusionpastingsteelplateinplateprofilebridgestrengtheningsuzhi-huiluleisuguo-zhongabstract:combiningwiththeapplicationofperfnsionpastingsteelplateinplateprofilebridgestrengthening,theadvantageofpastingsteelplatestrengtheningwasdiscussed,theconstructiontechnologyprocessofpastingsteelpla