【摘要】从基本原理、技术优势、加固设计、施工工艺方面对粘 贴钢板法进行了详细阐述，并对粘贴钢板施工中常见的质量问题进行 了分析，为粘贴钢板法在桥梁维修加固中的应用提供了参考。
【关键词】粘贴钢板法、维修加固、在役桥梁
0 引言 随着社会经济的飞速发展，道路的交通量不断增大，车辆轴载日 益重型化，使得在役桥梁的运营安全面临严重挑战。部分在役桥梁随 着服役年限的增长，在运营期间出现了不同程度的病害，极大地影响 了桥梁结构的正常使用。采用科学合理的方法对桥梁进行维修加固， 不仅可以提高桥梁的使用性能，还可以延长桥梁的使用寿命，为国家 带来巨大的经济和社会效益。粘贴钢板法作为最常见的构件补强加固 措施，已在桥梁维修加固中得到广泛应用。
1 粘贴钢板法的基本原理与技术优势
1.1基本原理 粘贴钢板法是指用结构胶将钢板粘贴在结构物的表面并用螺栓固 定，使之与原结构物形成整体共同受力，从而提高原结构物承载能力的 一种加固方法。粘贴钢板法将钢板固定在混凝土结构的薄弱部位，使钢 板与混凝土协同工作，不仅能提高混凝土结构的抗弯、抗剪和抗拉性 能，而且能显著抑制混凝土裂缝的发展。粘贴钢板法应用于桥梁维修加 固中，不仅能提高桥梁的承载能力，而且能增强桥梁的耐久性。
1.2技术优势 粘贴钢板作为加固混凝土结构常用的一种加固方法，其主要的技 术优势如下：（1）适用范围广，可用于受弯、受剪、受拉等构件的加 固；（2）基本不增加原构件的荷载，不改变原结构的受力形式；（3）基 本不增加原构件的断面尺寸，能保证原结构的空间要求；（4）施工工 艺简单，施工周期较短，容易保证施工质量；（5）加固效果好，受力 较均匀，不会在混凝土中产生应力集中现象。
2 粘贴钢板法的加固设计 进行加固设计前应对在役桥梁进行全面的检测评定，对其使用状况及 承载能力进行综合评价。对桥梁存在的病害与缺陷进行分析，并确定采用 粘贴钢板法进行加固后，根据桥梁病害类型及其所在部位进行加固设计， 确定钢板的规格、粘贴部位和粘贴形式等，从而提高桥梁的承载能力。 当桥梁结构的抗弯能力不足时，在混凝土梁受拉区底部粘贴钢 板，使钢板与混凝土梁形成整体，并保证钢板达到屈服强度前，粘贴 处混凝土不出现剪切破坏。当桥梁结构的抗剪能力不足 时，在混凝土梁的侧面粘贴钢板，并垂直于剪切裂缝的方向斜向粘 贴，从而提高混凝土梁斜截面的抗剪性能，钢板可按实际需要采用不同的形状，用于抗弯加固的钢板应尽可 能薄而宽，厚度一般为 4~6mm，用于抗剪加固的钢板宜厚一些，一般 可采用 10~ 15mm。钢板应具有足够的锚具长度时，设计时应将钢板 的两端延伸到低应力区，以减少钢板锚固端的应力集中。
3 粘贴钢板法的施工工艺 在进行粘贴钢板施工前，应编制施工组织设计，进行施工前准备 工作。粘贴钢板法的施工工艺流程为：施工放样→混凝土表面处理→ 钻孔植筋→钢板加工和安装→预留注胶孔及封边→灌注结构胶→钢板 固定与加压→钢板表面防腐处理。 （1）施工放样：根据设计图纸并结合现场测量定位，在混凝土表 面标示出钢板位置和螺栓孔位。同时利用钢筋探测仪检查钢筋的分布 情况，当螺栓孔位与钢筋位置发生冲突时，可适当调整螺栓孔位。
（2）混凝土表面清理：凿除钢板位置处的混凝土表层砂浆，使混 凝土表面形成平整的粗糙面，再用钢丝刷清除表面浮浆及疏松物，最 后用压缩空气吹除粉尘。
（3）钻孔植筋：在标示的螺栓孔位钻孔，钻孔深度和大小要满足 设计要求。成孔后用压缩空气吹除孔内灰尘，再用脱脂棉沾丙酮擦拭 孔壁，以保证孔道的清洁。然后由孔底向外灌注植筋胶，注满至孔深 的 2/3 处，最后将螺栓插至孔底完成植筋。植入螺栓后应保证孔内胶 体饱满，且固化期间应防止振动。
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（4）钢板加工及安装：根据设计图纸并结合现场实际情况进行钢 板下料，钢板下料宜采用工厂自动、半自动切割方法，切割边缘表面 光滑，无毛刺、咬口及翘曲等缺陷。根据螺栓孔位对钢板进行配套打 孔，孔径宜略大于螺杆直径。然后用砂轮机打磨钢板粘贴面直至露出 金属光泽，打磨纹路应与钢板受力方向垂直。钢板粘结面应有一定的 粗糙度，打磨完成后用脱脂棉沾丙酮将钢板表面擦拭干净。最后将钢 板用螺母固定在螺杆上，并在钢板和混凝土之间垫入 3mm 厚的垫片， 以确保灌注胶层的厚度在 3mm 以上。
（5）预留注胶管及封边：按照设计要求的比例配置封边胶，用 封边胶将注胶管粘结在注入孔上，然后在钢板的角部及边缘设置排气 孔，最后用封边胶涂抹钢板边缘及螺栓孔空隙。待封边胶完全固化 后，封住注胶管及排气管。
（6）灌注结构胶：按照设计要求的比例配置结构胶，并通过注胶 孔将结构胶灌注到钢板和混凝土之间的间隙中。灌注结构胶应从钢板 底部的注胶管开始，当邻近注胶管有胶液流出时，将当前的注胶管封 闭，移至邻近注胶管继续灌注结构胶。灌胶过程中应注意检查各注胶 管和排气管是否流胶或渗胶，若出现流胶或渗胶必须立即封堵。
（7）钢板固定与加压：灌注结构胶完成后，及时紧固螺母进行固定， 使多余的结构胶沿钢板边缘均匀挤出为宜。钢板固定后用锤子轻轻敲打钢 板，检查结构胶的密实度，如发现不密实的地方，应及时进行补灌。
（8）钢板防腐处理：按照设计要求对钢板进行防腐处理，通常情 况下可使用环氧砂浆或防锈漆对钢板进行表面防腐。 4 粘贴钢板施工常见的质量问题 桥梁维修加固的根本目的是为了恢复和提高其承载能力，施工质量 的优劣直接关系到维修加固的效果。粘贴钢板施工常见的质量问题如下： （1）钢板局部变形：钢板局部变形会影响钢板与混凝土之间的粘贴 强度，甚至导致局部变形段钢板受力失效。造成钢板局部变形的主要原 因为：（a）钢板在运输过程中因受外力作用发生局部变形；（b）螺栓压力 过大导致钢板产生局部变形；（c）灌胶压力过大导致钢板变形起拱。 （2）螺栓抗拔力不足：螺栓抗拔力不足会影响钢板与混凝土之间 的锚固性能，导致钢板在外力作用下容易与混凝土产生剥离。螺栓抗 拔力不足的主要原因为螺栓植入深度不足或螺栓孔内胶体不饱满。 （3）钢板局部空鼓：钢板局部空鼓造成有效粘贴面积不足，导 致钢板与混凝土不能较好的协同工作。钢板存在局部空鼓的主要原因 为：（a）注胶管插入端过长造成气泡在注胶管插入端与封边胶夹角处 被包裹而无法排出（b）注胶过程中胶体中包裹了气泡无法及时排出 （c）注胶完成后封边处或注胶管处存在漏胶现象。 （4）胶体不饱满：胶体不饱满会造成钢板与混凝土之间容易产生 剥离，严重影响维修加固的效果。胶体不饱满的主要原因在于胶体用 量不足、加压固化不充分或者混凝土表面缺陷未修补平整。 （5）胶层厚度过大：胶层厚度过大会造成钢板和混凝土之间的抗 剪刚度不足，胶层厚度过大的主要原因在于加压固化不充分或者钢板 存在变形起拱。
5 结语 粘贴钢板法作为一种维修加固方法，具备适用范围广、施工简便 快捷、加固效果好等特点。粘贴钢板施工过程中应对施工细节进行严 格要求，并加强施工质量的监管，确保钢板与混凝土协同工作，从而 达到预期的维修加固效果。
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论文作者:李成杰
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第16期
论文发表时间:2019/10/17
标签：钢板论文; 混凝土论文; 桥梁论文; 螺栓论文; 局部论文; 胶管论文; 胶体论文; 《工程管理前沿》2019年第16期论文;