十堰桥梁隧道裂缝修补注胶 高铁桥梁粘碳纤维布加固

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粘钢加固受力分析
对于粘钢加固梁而言，虽然加固梁钢板比钢筋有应力滞后现象，但在破坏时，钢板一般均能达到屈服强度，因此，其截面受力可按一般受弯构件计算。因撕脱而造成加固梁破坏的原因主要有以下几个方面：
（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。
（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。胶黏剂的质量对强度影响及大，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动，若质量不佳，粘钢加固受力时，容易出现钢板撕脱而破坏。为此现场使用的结构胶应该及时检验，其强度指标应不**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，粘贴加固必须由传业化施工队伍施工。

粘贴钢板加固设计
（1）一般将钢板粘贴在被加固梁的受力部位的外边缘，以便充分发挥粘贴钢板的强度与作用，同时封闭粘贴部位的裂缝和缺陷，约束混凝土变形，从而有效地发挥粘贴钢板梁的抗弯、抗剪等性能。
（2）为了提高梁的抗弯能力，一般在其受拉缘表面粘贴钢板，使钢板与梁形成整体来受力，此时以钢板与混凝土黏结处的混凝土局部抗剪切强度控制设计。合理与安全的设计应控制在钢板发生屈服变形前，黏结处混凝土不出现剪切破坏。 
（3）当梁的主拉应力区斜筋不足，为了加固和增加梁的抗剪切强度时，可将钢板粘贴在梁体的侧面，并垂直于剪切裂缝的方向斜向粘贴（斜度一般为45°～60°），以承受主拉应力。
（4）补强设计时，钢板可作为钢筋的断面来考虑，将钢板换算成钢筋，但此钢板仅承受原梁承受不了的那部分活载。
（5）在构造设计时，加固用的前板可按实际需要采用不同的形状，但钢板的厚度必须比计算出的厚度大些。用于抗弯能力补强的钢板尺寸应尽可能薄而宽，厚度一般为4～6 mm，较薄的钢板有足够的弹性来适应梁体表面形状。用于抗剪能力提高的钢板厚度宜厚点，可依设计而定，一般采用10～15 mm。
（6）设计钢板长度时，应将钢板的两端延伸到低应力区，以减少钢板锚园端的黏结应力集中，防止黏结部位的混凝土出现裂缝或粘贴钢板被拉脱现象的发生。
（7）如何确保钢板和被加固的梁体形成整体受力是加固成功与否的关键。所以，在进行补强设计时，除应考虑钢板具有足够的锚固长度、黏结剂具有足够的黏结强度和耐久性外，为避免钢板在自由端脱胶拉开，端部可用夹紧螺栓固定，或设置U形箍板、水平锚固板等；并在钢板上按一定的距离用螺栓固定，确保钢板与混凝土之间的黏结力满足抗拉或抗剪强度的需要。

碳纤维布在桥梁加固中的应用
在桥梁加固中，必须尽可能地减少对原结构的扰动、损伤以及加固后自重的增加，同时兼顾施工操作的可行性。碳纤维布轻质高强，且施工方便的特性，在桥梁加固中可得到充分的发挥。因此碳纤维布在桥梁中，可用于主梁、墩台等承重构件中，也可在非承重构件中加固使用。
在桥梁的主梁加固中，可以将碳纤维布等效为钢筋，沿桥梁主拉应力方向粘贴碳纤维布，同时两端设置锚固段，可有效防止裂缝的生成以及提高主梁的抗弯刚度；也可粘贴在梁的侧面，发挥类似箍筋的作用机理，提高主梁抗剪承载力。碳纤维布也可用于轴心受压的墩柱加固中，可采用环向围束法，在墩柱上缠绕碳纤维布对柱体侧向变形起到约束，进而提高墩柱抗压强度。
需要注意的是，碳纤维加固不仅需要注意锚固还需要注意用量问题。先碳纤维布强度高，用量过多会造成材料的浪费。其次碳纤维布的任意使用会降低混凝土的延性，影响受弯构件的破坏形式，造成碳纤维布受拉破坏转变为受弯构件上部受压区混凝土的突然压坏，受压破坏具有突然性，危险程度较高。
事实上，虽然碳纤维布在桥梁加固中施工方便且对原结构影响小，但碍于其受力滞后的特性，在桥梁加固中难以发挥材料的高强度优势。而预应力碳板，结合预应力技术，能够充分发挥碳纤维复合材高抗拉强度、同时改变梁受力性能，为桥梁加固提供了全新的方法。预应力碳板尤其适用于大跨径桥梁的加固，正逐步得到越来越多的认可。

加固施工：采用粘贴钢板法进行加固时，在实际的工程中应当做到的施工控制有：在加固过程中，先对裂缝、混凝土破损处进行修补，然后再进行钢板粘贴。该桥由于大部分桥跨很高，因此采用吊篮施工，在进行加固施工时必须佩带安全带。具体的施工分为两大块：粘贴钢板前的准备工作和粘贴钢板。
粘贴钢板前的准备工作主要包括以下几个方面：
（1）对桥梁裂缝的核查及确认；
（2）构件表面裂缝处的清理、封闭及灌胶工作；
（3）把混凝土表面缺陷部位清掉除，使该部位露出坚硬的骨料部分，并保证该部位无各种影响修补效果的杂质；
（4）用钢刷对外露钢筋表面的锈蚀部分进行清除，露出新鲜的金属部分，对做过处理的钢筋涂刷钢筋保护剂，保护剂可以直接涂刷于钢筋表面，一般要涂抹1至2遍。粘贴钢板主要包括：钻孔、安装螺栓；钢板制作与安装；配胶；灌胶；钢板防腐等工作。
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