粘鋼法在瑯口橋加固中的應用分析

張曉斌

三明市公路養(yǎng)護中心沙縣分中心

1 引言

近年來，由于車輛的增加，導致道路交通擁擠，危險的橋梁在穩(wěn)步增加。由于一些危橋的使用年限較短，因此加固橋梁更為合適和經(jīng)濟。舊橋的加固方法可大致分為兩類：下部結構和上部結構加固。上部結構加固主要包括粘貼鋼板、受力體系轉換、預應力加固和橋面補強等方法。本文重點介紹了粘鋼法在加固危橋中的應用。

2 瑯口橋原橋工程概況

瑯口橋位于三明市沙縣。這是一座位于國道山深線G205線的長64.04m的二級公路中橋。上部結構為3×20m鋼筋混凝土T型梁。橋面寬度15.0m（車行道）+2m×1.5m（人行道）。側梁和中間梁的形狀相同，T梁無馬蹄，在每個跨中，有11個梁，間距為1.60m，T梁的底部寬度為0.18m，頂部的寬度為1.58m，梁的高度為1.30m。橋面為混凝土。橋墩采用柱式混凝土，橋臺則采用樁基混凝土。最初的設計有效載荷是汽-20，掛-100，建成時間為1996年1月8日。

3 病害原因分析

由于（1）原橋設計荷載等級較低；（2）大量超限車輛通行，致使上部結構開裂；（3）施工工藝及砌筑材料較差，材料老化，承載力下降。導致瑯口橋橋面系及T 梁腹板出現(xiàn)多處裂縫、鉸縫混凝土剝落，亟須進行加固，提高承載力，保障行車安全。

4 采用粘貼鋼板的原因

粘貼鋼板加固是一種加強混凝土結構的新方法。特殊的膠粘劑可以使鋼板粘到混凝土結構的表面。這樣就可以達到加強原始結構強度、延長耐久性的目的。與其他加固方法相比，鋼板加固方法具有許多獨特的優(yōu)點。

（1）穩(wěn)定性：已經(jīng)證明該方法可以加強結構的強度和耐用性，經(jīng)過長期的施工實踐，充分證明了加固工程的質量。

（2）施工迅速：根據(jù)粘貼鋼的施工方法，施工工作可以迅速進行，在不影響橋梁使用的情況下完成施工，受到施工單位的普遍好評。

（3）緊湊輕巧：與其他加固方法相比，粘貼鋼板加固清潔、操作相對簡單。加固完成后，結構外觀不變，重量輕，鋼板薄，結構重量增加得最少。這樣可以防止對其他結構造成破壞。

（4）靈活多變：粘貼鋼板方法非常靈活，它可以解決許多相關的橋梁問題。在施工過程中，可以根據(jù)橋梁結構靈活選擇運用。

（5）經(jīng)濟可接受：與其他加固方法相比，該方法施工迅速，可防止或降低施工的失敗率，并節(jié)省橋梁修復成本，經(jīng)濟效益高。

5 粘鋼法在危橋加固中的應用策略

5.1 裂縫修復

混凝土出現(xiàn)裂縫是混凝土結構中常見的現(xiàn)象。為了使外部材料對混凝土和鋼筋的加強效果最大化并提高結構的耐久性，有必要對混凝土結構的裂縫進行處理。

5.1.1 修復方法

結構上方和下方的所有可見裂縫都需要修復。通常，寬度小于0.15mm的小裂縫可用表面涂刷封閉膠處理，對于寬度大于0.15mm時需采用裂縫灌注封閉膠處理。

5.1.2 修復工藝

（1）裂縫密封處理過程（用于裂縫寬度W<0.15mm）：去除施工部位表面和裂縫結構周圍的雜物，并清潔裂縫的兩面。用鋼刷去除松散的混凝土。壓力水清洗裂縫，自然風干，然后用脫脂棉蘸丙酮清潔裂縫，用純環(huán)氧基液清潔裂縫的表面。制備環(huán)氧樹脂膠泥，涂刷2次以密封表面，3天后，裂縫封閉完成。

（2）裂縫灌漿處理（適用于裂縫寬度W≥0.15mm 的裂縫）：工藝流程：裂縫混凝土表面處理——粘貼壓漿嘴——封閉裂縫表面——檢查密封性——配制裂縫灌注膠——灌漿——封口結束。

5.2 混凝土表面質量缺陷處理

對于混凝土工程師來說，混凝土表面質量缺陷是一個普遍的問題，必須采取相應的處理措施。首先，按照《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》對缺陷的嚴重程度進行評估，之后，根據(jù)混凝土表面質量缺陷的類型和水平，采用合適方法來解決缺陷問題。

5.2.1 針對混凝土表面質量的一般缺陷處理方法

對于數(shù)量不多的小蜂窩、露石、露筋和麻面可以用水泥修補混凝土表面。具體過程如下：（1）用鋼刷或壓力水從混凝土表面清除松散的混凝土并潤濕混凝土。（2）1：2～1：2.5 的水泥砂漿抹于表面，確定表面初凝后，加強養(yǎng)護工作。

5.2.2 針對混凝土表面質量蜂窩或露筋嚴重缺陷處理方法

如果蜂窩嚴重或露筋很深，則需要使用細石混凝土進行維修。具體過程如下：（1）將表面松散的混凝土鑿除，并用鋼刷將裸露的鋼筋除銹。用水徹底清洗混凝土截面，最后，用丙酮清潔鋼筋的表面。（2）使用YJ-302混凝土界面處理劑，以1～2倍的比例稀釋膠水。膠：水泥：砂子=1：1.5：2，用刷子等清潔混凝土表面。用量0.6kg/m～0.8kg/m，固化后進行下一步。（3）填充細石混凝土，細石混凝土的強度比原有混凝土高一級。（4）養(yǎng)護細石混凝土。

5.3 粘貼鋼板加固

5.3.1 材料

（1）灌注鋼板結構膠的選用:粘鋼封邊膠使用封邊#101膠。為了確保鋼板和構件完全成型，粘鋼灌注膠必須具有良好的可灌性，并在鋼板和混凝土構件之間形成均勻且厚實的涂層。不得在產(chǎn)品使用過程中添加任何溶劑。鋼板和其中的膠體可以一起工作并可以在一起受力，從而確保鋼板和混凝土之間的黏合劑層不會被拉脫，粘鋼灌注膠強度應大于65MPa，鋼的抗拉強度應大于35MPa，鋼的標準拉伸剪切強度應大于16MPa，并且粘鋼灌注膠的性能應符合JTG/TJ 22—2008《公路橋梁加固設計規(guī)范》中黏合劑要求。粘鋼膠要求進行90天耐濕熱測試的檢測報告。90天的濕熱條件下，鋼-鋼的拉伸強度下降率不能超過1%。（2）用于植筋錨固件的植筋膠#101，必須符合JTG/T J22—2008《公路橋梁加固設計規(guī)范》。本項目的種植錨固件的膠粘劑不能使用水泥和微膨脹劑作為主要材料，而要采用A級膠。

5.3.2 施工工藝

（1）施工準備:認真閱讀設計施工圖，了解用途和要求，檢查現(xiàn)場實際混凝土和加固部件的狀況，準備施工。對于鋼板、環(huán)氧材料、混凝土、機械和其他設備，在施工之前進行準備。（2）裂縫封閉:首先將裂縫密封，當環(huán)氧材料固化完成后，可進行下一步工作。（3）灌注鋼板加固的施工要點:①定位混凝土結構：應根據(jù)工程圖和現(xiàn)場測量及分布要求，在需粘鋼加固混凝土的表面放出鋼板位置大樣；②對混凝土和鋼材進行界面處理：對于混凝土鑿毛，鑿毛的深度必須形成一個平坦粗糙的表面，并能到達骨料新面（通常為2mm或更大）。不平整的表面用鋒利的尖鑿輕鑿平整和鋼絲刷刷毛。如果用三面或四面混凝土梁和柱外包鋼板，則需要除去梁和柱的棱角。主要部件的混凝土邊緣需要磨圓，磨圓的半徑至少應為20mm。以上處理完成后，清除松散的混凝土、灰塵、污垢，并清潔干凈。完全干燥后，用棉絨和丙酮擦拭表面。如果表面不規(guī)則，可使用環(huán)氧修補膠使其平滑?；炷恋乃趾坎荒艹^4%。然后，對鋼板表面和混凝土用磨光砂輪機進行嚴格的處理。去除表面銹時，鋼的表面應出現(xiàn)金屬光澤，質地粗糙，紋路方向應垂直于其受力方向。用棉絨沾丙酮清潔鋼板表面。③鉆孔植埋螺栓：根據(jù)圖紙要求，放出鉆孔位置，植入螺栓。④鋼板的安裝和焊接：鋼板是根據(jù)現(xiàn)場混凝土的實際結構切割而成的，鋼板根據(jù)螺釘打孔。調整鋼板的水平度和螺栓的位置，以使鋼板和混凝土表面之間的距離為3mm～5mm，在混凝土和鋼板之間使用3毫米的墊片，以確保灌注膠層的厚度至少為3 mm。對鋼板接縫焊接，鋼板安裝完成。

（4）配制結構膠:根據(jù)供應商提供的產(chǎn)品說明書配置結構膠，將粘鋼灌注膠和鋼板封邊膠使用混合器低速均勻地攪拌。粘鋼灌注膠應在封邊完成，且鋼板封邊膠達到完全固化有足夠的強度后再進行配制和使用。

（5）封縫、安裝壓漿嘴、出氣嘴：將壓漿嘴粘于鋼板注入孔上，鋼板邊縫需預留出氣孔，然后用環(huán)氧膠泥封閉邊緣接縫，膨脹螺栓罩封頭并用環(huán)氧膠泥密封。待封邊膠到完全固化具有一定的強度后，再通氣試壓以檢驗鋼板的封邊良好，才能進行后續(xù)灌注結構膠施工。

壓力灌膠：用壓力泵將環(huán)氧膠在0.2MPa～0.4MPa 的壓力下注入鋼板和混凝土之間的空隙中，壓力保持穩(wěn)定，當出氣嘴流出環(huán)氧膠時停止加壓。然后用環(huán)氧膠泥封口，并以較低壓力維持10min 以上。灌注過程中，用橡皮錘敲擊粘貼鋼板，從聲音判定灌注密實。修整：膠完全固化后，所有注漿嘴、出氣嘴需全部去除，清潔鋼板表面，并對外露鋼板進行防銹處理。

6 結束語

瑯口橋的加固提高了其結構的承載能力和剛度，限制了混凝土裂縫的發(fā)展，可以有效保證上部結構的總體穩(wěn)定性，并確保耐用性。該加固方法還改善了橋面的行駛舒適性，并且使用狀況良好，獲得了很好的經(jīng)濟和社會效益。