粘贴钢板加固法

§粘贴钢板加固技术

1、特点及适用范围

1）粘贴加固的优点

由于桥梁结构补强加固的胶粘剂，其粘结强度应该大于等于被粘材料本身的强度，能与被粘合构件成为整体。实践表明，粘钢加固钢筋混凝土桥梁构件，具有如下优点：（1）技术先进，性能良好。

将强度高的钢板粘贴于被加固的钢筋混凝土梁受力部位，不仅能保证混凝土和钢板作为一个新的整体共同受力，而且能最充分地发挥粘钢地强度，封闭粘贴部位加固构件的裂缝，约束混凝土变形，从而有效地提高加固构件的刚度与抗裂性；同时可以任意地依设计需要与可能而粘贴，有效地发挥粘钢构件地抗弯、抗剪、抗压地性能，其受力均匀，不会在混凝土中产生应力集中现象。

（2）所占空间小，不影响被加固结构外观和使用空间。

由于加固体大都是一层3～4mm厚钢板粘贴于相对体形或厚度大得多地结构上，因此，加固体所占空间小，基本上不影响外观。加固施工所需空间，也可视净空要求，采用支顶、活动卡和锚栓加压粘贴。

（3）加固施工周期短。

由清理、修补加固构件表面，将钢板粘贴于构件上，到加压固化，大约1～2天时间，比其它的加固法可大大节省施工时间。

（4）材料消耗小。

钢材可按计算的需要量粘贴于构件的加固部位，并和原构件共同协调受力。

（5）工艺简便

粘钢加固工序为被加固构件表面清理和修补、刚把那除锈、拌胶粘贴、加压固化、钢板外露面图刷防锈漆等，施工工艺简便，只要认真细致，每道工序较容易达到操作规程要求。

由于粘钢加固法有一系列优点，虽然用于桥梁工程中的时间不长，但发展迅速，应用越来越广泛。

2）适用范围

试验资料表明，建筑结构胶的粘结抗剪强度随温度而变，当温度高于60℃时，强度开始下降。试件长期泡在水中，强度也有所降低，因而粘钢加固法广泛应用于无化学腐蚀桥梁结构中。

外部粘钢加固试验，目前受弯构件静载试验较多，缺乏动载试验，特别是疲劳性能试验资料甚少，我国用胶来粘贴钢板加固构件的时间不长，使用最多的是环氧类建筑结构胶。这种胶有较为系统的试验和工程使用经验，性能较为可靠，但目前胶种发展很快，有的性能已相当不错。为不妨碍建筑结构胶的发展，而在使用上又安全可靠，故对新胶种应持慎重态度，通过系统的试验和试点，取得经验后逐步推广使用。

3）材料要求

加固所用的胶粘剂，必须是强度高、耐久性好、具有一定弹性。目前所用的环氧类结构胶的粘结抗剪、抗拉强度随被粘基层材料种类而异，当基层材料为钢材，破坏发生在胶层，粘结强度接近于胶本身的强度，当基层材料为混凝土时，破坏发生在混凝土上，粘结强度等于混凝土的强度。

混凝土的抗剪强度试验值0

V R 、标准值K

V R 及设计值V R 可据中国建筑科学研究院结构所试验统计表2.1.5-1采用；混凝土的轴心抗拉强度标准值及设计值按现行规范规定采用。

加固用钢板，一般以3号钢或16锰钢为宜，钢板、连接螺栓及焊缝的强度设计值，应按现行钢结构设计规范规定采用。

混凝土抗剪强度（MPa ） 表2.1.5-1

混凝土

强度

强度名称

C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60

试验值0

V R 标准值K

V R

设计值V R

2、粘贴加固梁破坏特征与受力分析

1）粘贴结构梁的破坏特征

许多试验表明，粘贴钢板加固梁板破坏时，粘贴在梁底的钢板可以达到屈服强度。在适筋范围内，随着荷载的增加，原梁中钢筋屈服，钢板随着也达到屈服，随即混凝土被压碎而破坏。

也有部分试验表明，粘贴在梁底的钢板未达到屈服强度，而是钢板与混凝土间撕脱导致加固梁破坏。这种破坏没有明显的预兆，钢板与混凝土间粘结突然撕脱，梁中钢筋应力突增，

很快进入强化阶段而脆性破坏。

2）粘钢加固梁受力分析

ε＝。比3号钢钢板比例极限应变值对于粘钢加固梁，由于原受拉钢筋的极限应变为

gu

ε＝～大10倍以上，虽然加固梁钢板比原钢筋有应力滞后现象，但在破坏时，钢板一般gu

均能达到屈服强度，因此，其截面受力可按一般受弯构件计算。

同时也应注意到，由于粘贴钢板的应力滞后，当钢板达到屈服时，加固梁的挠度及裂缝就偏大。

部分试验和实践表明，加固梁破坏时，钢板未达到屈服而是钢板与混凝土间撕脱所致，其承载力远低于钢板到达屈服时承载力。并且是脆性破坏，这种现象应避免出现。造成此种破坏主要有如下三方面原因：

（1）锚固长度不够

在混凝土表面粘结钢板与埋在混凝土中的钢筋相比，受力较为不利。钢板的拉力仅仅依靠单面的粘结应力来平衡。钢板的合力与粘结应力不在一条线上，它们形成一个力偶，使钢板产生与梁的弯曲方向相反的变形。起着剥离钢板的作用，容易使钢板撕脱，因而要求有较长的锚固长度，一般要求锚固长度：受拉区不得小于200t（t为钢板厚度），亦不得小于600mm；受压区不得小于160t，亦不得小于480mm。

（2）粘结剂的质量问题

钢板能否有效地参与原梁的工作，主要取决于钢板与混凝土之间粘结力的抗剪和抗拉强度。胶粘剂的质量对强度影响极大，应认真选择。由于原材料质量、工艺操作变化，不同厂家管理不同，可能生产出来的结构胶质量有较大波动，若质量不佳，粘钢加固受力时，容易出现钢板撕脱而破坏。故现场使用的结构胶应及时检验，其强度指标应不低于混凝土强度，但检验结构胶的方法尚无统一标准，只能参照已有经验进行。

（3）施工质量的影响

粘钢加固的效果与施工质量密切相关，粘钢加固梁钢板撕脱主要是施工质量不佳引起的。其中表面处理，包括加固构件结合处理及钢板粘合处理，是最关键的工序，应根据构件表面的新旧程度、坚实程度、干湿程度，分别对待，认真处理。粘贴、固定与加压应追踪检查，保证粘贴密实。否则非常容易出现粘贴钢板受力撕脱。为了保证工程质量，粘贴加固必须由专业化施工队伍施工。

3、粘钢加固计算