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粘貼鋼板加固法在橋梁中的應(yīng)用
2012-11-27 來源:作者:張國強(qiáng) 來源:中國論文網(wǎng)
1、工程加固的目的

  粘貼鋼板是目前在加固混凝土結(jié)構(gòu)中最常用的加固方法,以工程實(shí)際為研究對象,對粘貼鋼板的加固方法的應(yīng)用進(jìn)行研究。特別近年來隨著交通量的增大和交通車輛載重的增加,大部分運(yùn)行車輛的載重超過了該橋的設(shè)計(jì)承載力,加之該橋病害嚴(yán)重,承載力降低,故對該橋進(jìn)行維修加固,延長其實(shí)用壽命、增大其整體性、提高該橋的承載力和滿足安全使用的目的。

  2、加固方法及加固材料的主要技術(shù)指標(biāo)

  2.1 加固方法

  1)拱肋粘貼鋼板加固采用粘貼鋼板的方法對混凝土拱肋進(jìn)行加固,在拱肋底面沿拱肋縱向粘貼寬20cm厚6mm的鋼板,粘貼鋼板時(shí)用膨脹螺栓錨固。

  2)混凝土橫系梁粘貼鋼板加固

  混凝土橫系梁底面采用粘貼鋼板加固,并與拱底面鋼板焊接使其形成整體。從而使拱肋的橫向聯(lián)系得到了加強(qiáng)。

  2.2 加固材料的主要技術(shù)指標(biāo)

 ?。?)鋼板

  鋼板厚度為6mm,鋼板采用Q345-C級可焊性好的鋼材。

 ?。?)膨脹螺栓

  采用膨脹螺栓抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值800MPa,屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值300MPa,伸長率0.3d%(d標(biāo)示螺栓的公稱直徑)。

  (3)粘鋼膠

  粘貼鋼板的膠結(jié)劑采用A級膠,其膠體性能要求為:抗拉強(qiáng)度≥30MPa,抗拉彈性模量≥3500MPa,抗彎彈性模量≥45MPa且不得呈脆性破壞,抗壓強(qiáng)度≥65MPa,伸長率≥1.3%,鋼板與混凝土的正拉黏結(jié)強(qiáng)度≥2.5MPa,且為混凝土內(nèi)聚破壞,不揮發(fā)物含量(固體含量)≥99%。

  3、粘鋼加固施工工藝及施工要點(diǎn)

 ?。?)在鋼板上鉆灌膠孔和排氣孔;

  (2)表面處理。

 ?、黉摪灞砻娉P至發(fā)光,再作粗糙處理,紋路與受力方向垂直,然后用酒精或丙酮棉紗清洗鋼表面除油;

  ②打磨混凝土表面除去表面風(fēng)化層,找平?jīng)_洗烘干。

 ?。?)鋼板密封

 ?、倥渲泼芊饽z,每次配膠量不宜超過500G,在半小時(shí)內(nèi)用完,以免浪費(fèi);

 ?、谟妹芊饽z密封鋼板邊緣及錨固螺栓;

 ?、墼诠嗄z孔和出氣孔上安裝灌膠嘴并用密封膠粘結(jié),密封后約2小時(shí),即可進(jìn)行下一步施工。

 ?。?)灌膠

 ?、僭诠嗄z嘴上安裝塑料管以備罐滿時(shí)密封;

 ?、谂渲乒嘧⒛z,每次配膠量不應(yīng)超過500G,在2小時(shí)內(nèi)用完,冬季時(shí)間可長些;

 ?、蹖⒛z液加入灌膠器中;

 ?、軐⒐嗄z器出口與灌膠嘴相連,加壓入灌膠器打開閥門灌膠;

 ?、莓?dāng)出氣孔有膠液流出時(shí)彎折塑料管,用鋼絲捆扎,等待下一出氣孔膠液流出;

 ?、奕玟摪暹^長,下一出口很久沒有膠液流出,可將灌注口密封后,在下一出氣口繼續(xù)灌注。

 ?。?)注意事項(xiàng)

 ?、僬充摴嘧⒛z必須符合《公路橋梁加固設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T J22-2008)中各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求,且必須出具相應(yīng)的由有資質(zhì)單位所作出的膠體物理力學(xué)性質(zhì)檢測報(bào)告;

 ?、诠嗄z平均厚度為2mm;

 ?、酃嗄z施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照相應(yīng)的產(chǎn)品施工工藝要求進(jìn)行。

 ?。?)鋼板焊接要求

 ?、偈┖盖皯?yīng)對所焊鋼板進(jìn)行檢查,焊件是否平整,拼接是否密合,縫隙、坡口是否符合圖紙及工藝要求,并應(yīng)檢查各種焊接設(shè)備是否良好,焊接材料是否符合工藝要求。焊劑和焊條在使用前均應(yīng)烘干,焊劑中的臟物和焊絲上的油漆均應(yīng)清除;

  ②焊接完畢,應(yīng)仔細(xì)檢查焊縫質(zhì)量。焊縫質(zhì)量應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50017-2003)的相關(guān)技術(shù)要求。

 ?。?)鋼板防腐

  先將裸露在外面的鋼板表面除銹,再用丙酮或酒精除去油污,然后在鋼板表面涂刷底漆一遍,面漆一遍。

  4、加固效果評價(jià)

 ?。?)通過對跑車測試信號進(jìn)行分析,得出全橋一階頻率、阻尼比如表1所示。圖1為40Km/h跑車動位移時(shí)程曲線圖。

  

  

  (2)加固后不同速度載重車輛對橋梁產(chǎn)生沖擊時(shí)的沖擊系數(shù)及最大動位移如表2所示。

  表2 沖擊系數(shù)(1+μ)測試結(jié)果

  
 
  沖擊系數(shù)實(shí)測值的分析結(jié)果:

  根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D60-2004)規(guī)定,當(dāng)結(jié)構(gòu)基頻1.5Hz≤f≤14Hz時(shí),沖擊系數(shù)μ=0.1767lnf-0.0157,故理論沖擊系數(shù)

  μ=0.1767lnf-0.0157=0.1767ln7.178-0.0157=0.333

  1+μ=1.333

  由表2中的數(shù)據(jù)計(jì)算得出:大橋動載試驗(yàn)實(shí)測沖擊系數(shù)平均值為1.113。該橋?qū)崪y動力沖擊系數(shù)小于按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTG D60-2004)計(jì)算的1.333。

  5、結(jié)論

 ?。?)堅(jiān)固耐用:粘鋼加固結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度都能滿足設(shè)計(jì)的要求,完全能保證加固工程的質(zhì)量。

 ?。?)施工快速:在保證粘鋼加固結(jié)構(gòu)質(zhì)量的前提下,在不停產(chǎn)、不影響使用的情況下能快速完成加固施工。加固三天后即可正常使用。

  (3)簡潔輕巧:與其它加固方法比較,粘鋼加固結(jié)構(gòu)受力明確,施工簡便,現(xiàn)場無濕作業(yè),清潔,不留污染物。完成加固后的結(jié)構(gòu)外觀基本不改變,因加固用鋼板薄,結(jié)構(gòu)自重增加極微,不會導(dǎo)致建筑物內(nèi)其他構(gòu)件的連鎖加固。

 ?。?)靈活多樣:粘鋼加固法的適應(yīng)性很強(qiáng),粘貼鋼板的方案多樣,靈活巧妙。除加固混凝土外還可粘貼型鋼、加固鋼結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)等。

 ?。?)經(jīng)濟(jì)合理:由于施工快,避免或減少建筑物暫停使用的時(shí)間,且加固材料少,價(jià)格低,經(jīng)濟(jì)效益較高。
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