粘贴钢板在盖梁、墩柱构件加固中应用
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粘贴钢板在盖梁、墩柱构件加固中的应用研究[摘要] 粘贴钢板法是桥梁加固常用方法之一,特别是为加固梁体时在梁体下缘粘贴钢板进而提高其抗拉能力。本文主要结合粘贴钢板相关施工工艺及理论并结合桥梁管理实践,详细阐述粘贴钢板法在盖梁、墩柱构件加固中具体应用。
粘贴钢板法是常见的桥梁构件加固方法之一,一般采用环氧树脂或建筑结构胶将钢板、钢筋等抗拉强度高的材料粘贴在钢筋混凝土受弯构件表面,使之与结构物形成整体,共同受力,改善原结构的受力状态,限制裂缝的进一步发展,提高抗弯、抗剪能力,提高桥梁的承载能力与耐久性。
目前,较多八九十年代修建的桥梁由于设计荷载标准低、设计不完善、施工不规范、养护管理不到位等因素的影响,致使桥梁结构及构件承载力不足,影响交通安全及交通发展。本文主要结合桥梁日常养护管理工作及桥梁维修加固实践,详细论述粘贴钢板法在桥梁盖梁、墩柱等构件加固中的应用。
一、工程概况
某大桥于佛山市禅城区境内,是贯通某路、跨越汾江河的交通要道,该桥于1996年动工兴建,于1997年竣工。该桥主桥1#台至8#墩为七跨钢筋混凝土双箱六室连续箱梁结构,南侧引桥上部结构为20m跨简支预应力混凝土空心板,跨径组合为:3×20=60m。本桥主桥桥面总宽为26m,引桥总宽为16m。该桥主引桥下部结构均为双柱式六边形截面Y型墩,一字型桥台,120cm钻孔灌注桩基础,主桥下
Y型墩横向中距12m,引桥下Y型墩横向中距9.8m,8~10号墩墩顶设有盖梁。设计荷载:汽超—20级、挂—120。
检测报告显示8#桥墩盖梁及墩柱竖向裂缝、斜向裂缝较为发育。与上一年度检测情况相比:盖梁及墩柱竖向裂缝增长较快,裂缝分布区域扩大。盖梁由07年的墩柱顶部的范围扩大到全盖梁范围均出现竖向裂缝,且多处裂缝超出限值,最大裂缝宽度为0.56mm(第7跨侧立面18#裂缝),大多数裂缝贯穿盖梁高度,裂缝主要集中在第7跨侧的立面上,第8跨侧的立面的主要病害为露筋、砼破碎。盖梁两侧悬臂端钢板锈蚀剥落明显,第8跨侧左侧混凝土敲击有空洞松脱迹象,钢板与混凝土间已脱空。墩柱最大裂缝宽度为1.1mm(8-1-1柱面底部),部分裂缝贯穿墩柱截面。
二、方案验算
该桥位于佛山市市区,为了能够缩短工期且便于施工,经过综合评比,拟采用粘贴钢板加固法,在盖梁底板及两侧粘贴10mm厚的钢板。
2、加固效果验算
采用环包10mm厚U形钢板加固后盖梁承载能力验算(参考规范《公路桥梁加固设计规范》JTG/T J22—2008)
验算分析表明,粘贴10mm的U形钢板后,盖梁的支座截面满足承载能力要求,且有一定的安全储备。
三、粘贴钢板施工
1、施工工艺流程图
2、施工现场交通封闭
某大桥8#墩的两个Y型立柱,位于某大桥下的调头车道,为了保证结构安全、施工安全和不中断交通,用交通标志对施工区域进行封闭,以保证施工人员的安全。
3、混凝土的表面和裂缝处理
因柱身和盖梁的混凝土开裂严重,表面需要细心打磨,不能再损伤立柱和盖梁的混凝土截面,特别是盖梁的悬臂端。悬臂端受压区域的混凝土虽然已破碎,仍能承受着一定的结构内力,不可因为维修加固作业而造成新的结构破坏。
4、钢板安装、灌胶
为了保证钢结构的制作质量,并且尽量减少现场的施工时间。在现场量测好尺寸数据后,在工厂完成钢板下料和拼板的制作。
5、钢板外防护
为了提高防护时间,在底漆和面漆间增加了一遍改性环氧树脂。因为其强度高、封闭性好,能较好地阻隔空气中的有害粒子侵蚀,可延长钢结构的防护时间。
四、结束语
该桥墩、盖梁粘贴钢板加固后,至今运行状况良好,通过荷载试验分析,该桥受力特性满足设计要求。粘贴钢板法对桥梁进行加固具有进度快、施工方便等特点。在实践过程中,要根据加固构件的受力状况进行充分验算,分析粘贴钢板后构件加固效果。在具体施工过程中,要注意粘结胶质量、注浆饱满程度、钢板加工质量、钢板表面防
腐处理等关键环节质量控制,确保桥梁加固达到预期目的。
参考文献
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[2]吴金健,高延辉.粘贴钢板加固桥梁技术应用分析[J].四川建材,2010,第4期:112~115.