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关键词:胶粘剂;粘接;加固
中图分类号:TQ430.7+7文献标识码:A 文章编号:1673-0992(2010)06A-0171-01
目前,钢筋混凝土结构在全世界的各色的结构形式中扮演着举足轻重的角色。然而,由于使用年限的延长或其他如自然灾害等多种原因造成钢筋混凝土建筑构件强度、刚度不足引起的开裂、破损等情况频繁出现。在我国,许多建国后建成的建筑物经过数十年的使用已到了维修加固的高峰期,如何保证建筑物继续正常、安全的使用,是建筑行业经常碰到的问题。近年来因用途变更而对建筑物原有结构、构件进行改造、加固补强的工程也日增多。经过工程技术人员长时期的努力,逐渐形成了一套较为完善的切实可行的工程加固方法,在实际的加固工程中的到广泛的应用和发展。与此同时,随着科学技术的飞速发展,各种各样的新型建材的出现也为加固技术、方法的不断创新、升级提供了有利的条件。
利用建筑结构胶粘剂对需补强、加固的建筑物进行加固,就是近来应用比较广泛的一类加固方法。这类方法主要是采用结构胶这一粘接材料,将补强用的钢板或型材,或是其他补强材料牢固的粘接于各种钢筋混凝土的构件上,使补强材料和原有构件形成协同工作模式从而满足结构、构件原有设计强度、刚度、耐久性要求。应用建筑结构胶粘剂对各类构件进行连接、加固或修补,相比传统的连接加固方法有很多突出的优点:
1.用合成树脂胶粘剂来连接、加固构件,比一般的铆、焊法受力均匀,材料不会产生应力集中现象(如焊接时的热应力等),使之更耐疲劳,尤其能更好地保证构件的整体性和提高抗裂性,而整体性在基本程度上关系着构件的承载能力和稳定性。
2.结构粘剂可以将不同性质的材料牢固地连接起来,这对建材多样化的今天,也是传统方法无法比拟的优点。
3.使用胶粘剂进行施工,工艺简便,可大大缩短工期,往往在1―2天或更短时间就可以使用,尤其在各类构件的加固方面更是如此,可使一些传统方法无法加固的构件得以修复加固;对于某些重要军事工程、交通设施尤为重要。且其耐老化性能优良,能满足各种要求;在施工中还可以提高效率、降低成本、节约能源等。
建筑结构胶粘剂从20世纪80年代问世以来,已经有二十多年的发展历程,开辟了越来越广阔的应用领域:
1.建筑结构胶粘剂在粘接加固中的应用
这类应用范围主要是用结构胶作为一种粘接材料,讲补强用的钢板或型材,或者是其他补强材料(如碳纤维、芳纶、氯纶)牢固粘接在各种钢筋混凝土的构件上,如梁、柱、节点、托架板面、隧道及拱形顶等,已施工完成的加固工程均获得满意结果。以梁为例,可以是建筑物上的普通承重梁,也可以是起重吊车用梁,还可以是公路桥梁的梁及板梁、铁路桥的钢筋混凝土梁等。通过精心设计施工加固补强厚的效果非常良好。
2.建筑结构胶粘剂在化学栓或锚筋上的应用
这是另一个广泛应用的领域,是作为后锚固技术中的化学胶粘材料,它将螺栓、钢筋、塑料杆及其他锚固用材,埋于混凝土、岩石、砖、石材等基材中,发挥建筑结构胶粘剂的粘接强度,使后锚固件牢牢地埋植于基材里,在外力作用下,起到承载作用。这是近几年来发展和快的应用领域之一,大到抗震用钢筋的植牢,小到一个装修用螺杆的粘接埋入,建筑结构胶粘剂都有用武之地。
3.建筑结构胶粘剂在灌注与修补粘接上的应用
它可以是对外包钢加固用钢板,与混凝土构件之间灌胶粘接应用,建筑结构胶粘剂将钢板与混凝土牢固的连成一体,起到共同工作的效果。也可以用于一般构件中裂纹的封堵,使之达到原来的设计要求,并且防止了裂缝继续扩大。这类应用同样是量大面广的一个领域,不但可以在建筑构件中应用,同样可以用在水力工程和军事工程等各种结构上的修补和修复。
4.建筑结构胶粘剂在现场施工粘接构件中的应用
此项应用范围是结构胶刚刚开始不久的。在澳大利亚悉尼歌剧院混凝土屋盖的拼接拼装中曾经使用过,在我国也有柱子接长和地基桩接长的实际事例,但因其设计理论与计算方法的基础研究尚属起步阶段,目前还处于使用期,但这个领域的方展和应用前景是非常广阔的。
5.建筑结构胶粘剂在粘接修补各类建筑物上的应用
胶粘剂还可以对各类老建筑、古建筑(木结构、混凝土结构、石结构及砖结构等)进行粘接修复,也可以对某一单元构件进行修补修复。其修复工艺简便,修补修复效果良好。此种应用实例是比较多的。另外在公路面、机场跑道的修复中已有几十年的应用历史。水工水下中的粘接也有广阔前景。
6.建筑结构胶粘剂在其他方面的应用
这方面是在建筑及工程上的应用。如各类工程的应急抢险、防水堵漏、密封防潮以及防腐蚀等方面的应用。
建筑结构胶粘剂综合了化学、力学、材料、结构、光电测等先进技术的成果,应用于建筑结构粘钢补强、锚栓植筋、现场灌注施工上,显示出其突出的优点与重要性。国内公司经过多年不懈的努力,已成功的掌握了它们的技术,并应用于实际建筑施工中,解决了一些建筑加固中用传统方法难以解决的课题,创造了巨大的经济效益和社会效益。相信建筑结构胶粘剂此类材料与技术会有美好的发展前景。
参考文献:
[1] 黄世强 彭慧 孙争光,胶粘剂及其工程应用,机械工程出版社,2006.7
关键词:检测;加固技术
1 概述
随着我国经济建设的迅速发展和人民生活水平的不断提高,我国大规模的城市化进程逐步深入,必将导致城市可利用资源压缩,城市新建工程发展趋于平缓。此外,随着经济建设的发展,不少既有建筑物需要增加房屋高度、提高使用荷载、加大空间、加层等的改造。所以建筑鉴定、维修、加固和改造已经提上议事日程。
2 工程结构加固技术
2.1 工程结构的检测
在需要对建筑物的施工质量进行评定时,或当建筑物由于某种原因不能满足某项功能的要求或对满足某项功能的要求产生怀疑时,就需要对建筑物的整体结构、结构的某一部分或某些构件进行检测。由于钢结构的材质均匀,因此具有强度、塑性与韧性均能较方便地进行测试的优势。但其最大的缺点是:钢材易腐蚀,耐火性差,同时钢结构是一类缺陷敏感性结构,所以钢结构的检测主要是针对材料与连接缺陷以及锈蚀程度与涂层厚度的检测。通常所采用的方法有:超声波无损检测、渗透检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测、钢材锈蚀检测及涂层厚度检测等。
2.2 工程结构加固的基本方法
2.2.1 换土法
当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时,常采用换土垫层来处理软弱地基。即将基础下一定范围内的土层挖去,然后回填以强度较大的砂、碎石或灰土等,并夯实至密实。
换填法是将基础底面天然的或后天形成的软弱土层挖去或部分挖去,分层回填强度高、压缩性低且无腐蚀性的砂石、素土、灰土、工业废料等材料,压实后作为基础持力层。
常见的有换填砂卵石和灰土法。其主要作用表现为以下几个方面:(1)换填强度较高的垫层材料后,可以有效地提高地基的承载力。(2)换填压缩性较低的材料后,可减少建筑物的沉降量。(3)换填透水性较大的材料(砂石),可使基础下面的孔隙水压力迅速消散,避免基土的塑性破坏,并可加速垫层下软弱土层的固结及其强度提高。(4)在湿陷性黄土地基中,用素土或灰土材料置换黄土,可消除湿陷变形,同时,换填后的材料因其密实度增加,还可做为防水层,减少下卧天然黄土层被水浸泡的可能性。(5)换填法除能满足上述要求外,在对环保要求较高的现代社会,它基本对周边环境不构成噪声、水质污染、大气污染、地面泥浆污染等,只有一定的振动感,但波及范围较小。
2.2.2 置换混凝土加固法
置换混凝土加固法是剔除部分陈旧的混凝土,置换成新的混凝土,新混凝土的强度等级应比原结构、构件提高一级,且不得低于c20级。比较适用于钢筋混凝土构件的局部加强处理,有时也用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等钢筋混凝土结构构件的加固。置换混凝土加固法构件加固后不影响结构原先的净空,能恢复结构原先的外观。
2.2.3 粘钢加固法
外部粘钢加固法是在钢筋混凝土受弯构件承载力不足区段(正截面受拉区、正截面受压区或斜截面)表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板,使其整体工作共同受力,以提高结构构件承载力的一种加固方法。从而相应提高构件的刚度、抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面的性能,适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。粘钢加固法施工方便快捷,对结构的外形、净空等影响较小,在施工过程中刘生产和生活无显著影响。
2.2.4 粘结外包钢加固法
粘结外包型钢加固法是把型钢(钢板)包在被加固构件的外边,即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固钢筋混凝土构件粘结成一整体,使钢材与原构件整体工作共同受力。加固后的构件由于受拉、受压区钢材截面积增大,从而正截面承载力和截面刚度都有大幅度提高。粘结外包钢加固法受力可靠,施工简便,现场工作量较小,能显著提高结构、构件的承载能力而且对结构使用空间的影响小,施工简便且湿作业量较少。
2.2.5 粘贴纤维增强塑料加固法
外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域,使它与被加固截面共同工作,达到提高构件承载能力的目的。除具有粘贴钢板相似的优点外,还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点,但需要专门的防火处理,适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。
2.2.6 预应力加固法
预应力加固法是一种采用外加预应力钢拉杆(分水平拉杆、下撑式拉杆和组合式拉杆)或撑杆,对结构进行加固的方法。预应力加固法广泛用于混凝土梁、板等受弯构件以及混凝土柱(用预应力顶撑加固)的加固,具有广泛的应用前景。该法加固效果好而且费用低,但增加了施加预应力的工序和设备。
2.2.7 碳纤维加固法
碳纤维加固混凝土是指用特制的建筑结构胶将碳纤维与混凝土牢固的粘结在一起并共同工作,达到结构加固,提高结构承载力和抗震性能、修补构件缺陷的目的,由于碳纤维具有高强度、高弹性模量、耐腐蚀、耐久性好、施工简捷、没有湿作业、不需大型施工机具、适用面广,可广泛应用于各种结构类型、各种结构形状、各种结构部位的加固修补,且不改变结构形状及不影响结构外观,又具有很好的防腐蚀性能及耐久性能。
2.2.8 植筋技术
植筋技术是一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术,可植入普通钢筋,也可植入螺栓式锚筋,已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程。如:施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救,构件加大截面加固的补筋,上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长,房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等
2.3 工程结构加固的基本原则
各种加固方法的选择又根据可靠性签定结果、结构功能降低及加固原因,结合结构的特点,新的功能要求,当地具体条件等因素,按照加固效果安全可靠、经济合理、施工简便原则来综合分析确定。而抗震加固的重点则侧重考虑结构的整体性和延性上。在加固设计中,同样要遵循强柱弱粱、强剪弱弯、强节点、强锚固的原则,以保证加固后的结构有较好的延性,在地震作用下具有较大的内力重分布和耗散地震能量的能力。为了达到抗震加固的效果,又达到节省材料、降低造价目的,只要条件许可,实际加固工程中应采取多种措施尽量卸荷。
参考文献
关键词:粘钢加固,工程应用,施工工艺
Abstract: combining with engineering example, the paper introduces the structure, the main reason for the reinforcement, analysis of steel sticking reinforcement technique, construction technology and its application in engineering in the specific application, the practical its engineering effect is good, is a valuable expansion of reinforcement technique.
Keywords: sticky steel reinforcement, the engineering application, construction technology
中图分类号: TU8 文献标识码:A 文章编号:
1、概述
对老化或有病害的钢筋混凝土结构进行加固是提高其耐久性、延长其使用寿命的有效办法,其主要方法有:加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、增设支撑加固法、粘钢加固法、托梁抽柱技术、增设支撑体系及剪力墙加固法、增设拉结联系加固法、裂缝修补技术等。粘钢加固法是在混凝土构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板以提高结构承载力的一种加固方法。该方法优点是简单、快速、不影响结构外形,施工影响较小。外包钢加固法分湿式与干式两种。干式外包钢施工简便,但承载力提高量、整体工作性能及受力特点不如湿式外包钢有效。现将外包钢加固技术与粘钢加固技术结合起来,用新型结构胶代替乳胶水泥和环氧树脂化学灌浆,同时发挥了外包钢加固技术与粘钢加固技术的优点。本文通过对这种新型结构胶的外包粘钢柱的模型试验,探讨这种加固技术的受力性能,并以万益钢结构加工厂厂房作为工程加固研究实例,进一步说明该技术用于工程结构加固的可行性。
2、建筑物结构(梁、板、柱)加固的主要原因分析
建筑物在其设计使用年限内,一般都应满足安全性、适用性和耐久性三项基本功能要求,但无论是旧建筑物还是新建建筑物,都可能由于种种原因,造成其不能满足上述某项或几项功能的要求。这些原因往往在设计阶段、施工阶段或使用阶段形成:
2.1在设计阶段,可能由于勘察、设计资料不全或不准,出现设计计算的错误或构造不合理等原因,造成结构构件的配筋量、断面尺寸、混凝土强度等不足,致使建筑物不能满足预定功能的要求。
2.2在施工阶段,可能由于施工管理不善,或施工技术水平低下,或人为非法的偷工减料,或不按施工规范操作以及施工不慎等原因,发生主要受力钢筋放错位置以及配筋量、构件断面、混凝土强度等不符合设计,造成工程质量隐患,致使建筑物不能满足原设计功能要求。
2.3在使用阶段,可能由于建筑物已经达到或超过了设计使用年限,已完成其功能要求的使命而又在继续使用的;或建筑物年久失修,在尚未达到设计使用年限就已丧失某项或几项功能要求;或建筑物使用不合理,包括建筑物用途变更、超载使用、使用条件或环境恶化以及人为破坏等原因;或由于自然灾害及偶然事故,致使建筑物不能满足其基本功能要求。
由于上述在不同阶段形成的种种原因,导致建筑物不能满足或丧失某项或几项功能要求。为了恢复或部分恢复其原有功能或一定的功能,就应及时采取加固补强措施来满足。
3、工程情况
3.1该工程为工业建筑,在室内地坪某区域内,有一震源。在正常生产条件下,在夹层楼板上有明显震感。
3.2所检测梁、板的混凝土设计强度等级为C25。
3.3经建筑工程质量检验测试中心检测,该工程混凝土强度不到20MPa,屋面横向梁中部及纵向梁中部多处存在一定深度的裂缝;由于抗剪承载力不足,纵向梁的端部有剪切型裂缝,屋面板也多处存在裂缝。
3.4材料选择
水泥采用R42.5;乳胶采用805乳胶;钢材选用成钢Q235B钢;环氧树脂及固化剂为蓝星化工生产的FA4及T31;水泥砂浆为广汉中砂;焊条采用大西洋E43型焊条手工焊;环氧树脂(A组份)配比为环氧树脂(E44):增塑剂:稀释剂一100:15:15。
3.5工程设备
加工钢材设备主要有钢材加工机具、焊机;打磨设备主要有角磨机、金刚石磨片、砂轮片、空压机、棉布、护目镜、防尘口罩;制胶设备有搅拌器、容器、衡器、手套;固定设备有加压固定及卸荷系统、腻刀。
4粘钢加固施工工艺
4.1粘钢施工工艺流程,被粘结砼及钢板表面处理钢板涂敷结构胶粘贴钢板固定加压固化检验。图1为施工工艺流程
图1 施工工艺流程
4.2施工方法及要求
(1)用轻型水磨石机磨去混凝土粘结面浮浆,清理干净后,用棉布沾丙酮将表面擦干净,以保证胶层粘结在坚实的混凝土基材上。
(2)用角向磨光机对钢板粘结面进行除锈和去粗糙处理,打磨纹理方向与钢板受力方向重直,然后用棉布沾丙酮将粘结面擦干净,擦钢板是要顺着纹理擦,以增加钢板与结构胶层的粘结能力。
(3)严格按产品使用说明要求的比例,在现场计量配制胶结剂,并搅拌均匀。
(4)胶结剂配制完毕后,及时用抹刀涂敷在已处理的钢板表面,厚度以l一3mm为宜,中间厚边缘薄,然后将钢板粘贴于预定位置,以胶液刚从钢板边缘挤出为度。压钢板方木要包塑料薄膜,因结构胶不粘塑料,所以将来拆除方便。一般兼作钢板的永久附加锚固措施,其埋设孔洞应与钢板于涂胶前同时准备好。
(5)当胶结剂固化到70%左右强度(20℃一般24h)时,即可拆去加压工具,用小锤敲击钢板检验其有效粘结面积。锚固区有效粘结面积不应小于90%,非锚固区有效粘结面积不应小于70%。
(6)在钢板外涂2cm厚1:2水泥砂浆,以保护钢板。
4.3注意事项
(1)由于配置好的结构胶发热较大,经常导致结构胶快速固化,所以应用导热较好的容器,每次配胶时不应过多(3~5kg),应及时涂抹,不应间隔太长时间而导致结构胶固化。结构胶属于易燃物品,在施工过程中应注意防火。
(2)在涂抹已处理好的混凝土表面和钢板时,注意在中心轴线位置可以多涂抹些结构胶厚度在2~3mm,然后往两边厚度逐渐减小,在加压挤胶时,有利于胶体均匀分布,避免中心位置形成空鼓或胶体厚度不够。
(3)当钢板面积较大时,在放置时应快速倾斜下放,避免胶体流淌和整块钢板整面接触到结构胶而在混凝土上胶体和钢板胶体之间由于空气的阻断而产生空鼓。
(4)在加压时,最好在钢板面上放置压条,然后再每间隔500mm位置上置上夹具,加压时夹具两边应同时施力,且间隔一个夹具加压,然后再把剩余夹具进行加压,这样可以避免沿钢板纵向胶体不均。
(5)处理端部锚固时,首先应注意U型锚固环下料时应精确,避免过大造成结构胶厚度过厚导致粘结强度下降,或过小而造成锚固环套不上。加压时最好在锚固环开口处打上膨胀螺丝进行加压。
4.4安全措施
(1)严格控制脚手架所用材料和加工质量,不得使用不合格产品。为防止钢管锈蚀,要及时涂刷防锈漆。钢管内壁每3年清理一次,扣件每3年用煤油洗净,有条件可除锈镀锌。
(2)脚手架必须进行施工方案设计。特别是高层建筑,复核验算其承载力,做出完整搭设、使用、拆除方案。
(3)操作人员必须持证上岗。搭设时要逐排逐跨进行。操作人员要穿防滑鞋,系安全带,佩戴安全帽。
(4)操作现场应设安全围护或警示标志。
(5)脚手架拆除应从上而下,逐层向下进行,严禁上下同时作业。
(6)使用过程中严格遵守规定要求,严格控制施工荷载和铺板的层数。
(7)必须按规定搭设安全网,以保证架上和架子周围人员安全。
(8)要建立和加强脚手架检查和监督制度,消除事故隐患。
4.5关键控制点:
(1)工作环境的温度,由于胶本身的性能要求操作时温度在5~60℃之间。
(2) 工作环境的相对湿度不大于70%,如果相对湿度过大,胶容易受潮而起鼓泡,从而影响粘贴质量。
(3) 基底处理是关键工序,基底处理不应只停留在构件的表面处理,尤其对于老结构,更应对其本身检查是否有空鼓,裂缝现象,以便采取相应措施保证粘贴质量。
(4) 粘贴时,一定要避免先粘后焊,因焊接温度过高,容易引起结构胶老化而失效。
(5) 粘贴钢板与原构件宜采用膨胀螺栓连接。
5结论
5.1加固效果。柱子加同后,其轴压比和配筋都能满足设计规范要求,从而保证了结构的稳定性。采用粘钢、粘碳纤维技术进行结构加固,对构件外观无特别影响,操作简便,加固处理速度快,对生产和使用影响较小,而且科学经济,质量可靠,取得了较好的综合效果,值得很好的推广和应用。
5.2粘钢补强施工中应选择可靠的粘结剂和合理的粘贴工艺。严格按照工艺规范施工,切实做好混凝土表面处理、钢板除锈和粘贴后加压固定等工作,确保有80%以上的可靠粘结,以保证补强加固的可靠性。
5.3节约成本。经测算,采用此方法比其他传统加固方法降低造价约l0%。
参考文献
[1]梁红星.粘钢加固技术的应用[J].山西建筑,2006(23):99―100.
[2]四川省建筑科学研究院.GB50367--2006混凝土结构加固设计规范[s].北京:国家质检总局(SBTS),2006.
[3]李如斌.粘钢加固施工的质量控制[J].建筑技术,2003,34(6).
[4]章红梅,吕西林.粘钢加固钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究
[5]曹建国.混凝十结构粘钢加同施T.技术[J].山两建筑,2008,(14).
[6]丁书云.粘钢加固技术的工程应用[J].民营科技,2008,(08).
关键词:桥梁;加固;施工
中图分类号:U445 文献标识码:A
引言
桥梁在交通基础设施当中有着十分特殊和重要的地位,它的使用功能的好坏程度直接关系到其所处交通线路的畅通与否。众所周知,桥梁结构的设计使用年限一般都比较长,随着交通运输事业的发展,通行量和车辆载重不断增大,导致桥梁服役期间需要承受的荷载日益增加,但桥梁结构的老化、破损、变形、开裂等病害都会使它持荷能力明显下降,甚至影响到桥梁的使用安全,为了保证桥梁最大限度发挥其作用,桥梁加固已成为桥梁建成后有着重大现实意义的课题。
一、桥梁加固方案设计原则
当前普遍认为桥梁加固技术就是通过对构件的补强和结构性能的改善来修复或提高现有桥梁的承载能力及使用性能,以延长其服役期,从而满足新的交通运输要求。通常,桥梁加固设计分为承载力加固、使用功能加固和耐久性加固等三种情况,实际施工时则主要包括现有桥梁的改造和病害桥梁的修复两类。桥梁加固方案设计一般应遵循如下原则:
1、先分析评估原则
在进行具体加固方案设计之前,应对拟加固桥梁的劣化和受损情况进行全面的检测,结合现有的技术状况、检测结果、交通量要求以及未来交通发展需要等因素进行综合分析,确定加固的可行性,并根据分析评估结论和加固后使用要求共同来确定加固设计的内容及范围。
2、技术可靠性原则
在进行方案设计时不但要考虑施工工艺简洁、易操作,重点还应考虑方案的技术可靠性,加固方案实施之后,经过加固的桥梁其承载力、结构性能及耐久性方面都应达到预期使用效果,能保证加固改造后桥梁的安全运营。
3、经济合理性原则
加固方案应尽量做到减少工程量,减少对原结构的破坏,避免不必要拆除,并保留具有利用价值的构件,减少因对现有交通的干扰或中断造成的经济损失,现在,一般认为只有当加固方案比新建桥梁的费用节约60~70%以上,这个方案的经济指标才是合理、可行、有意义的。
4、方案比选原则
在前面三个原则执行的基础上,比选原则是对设计方案的科学性、严谨性提出的更高要求,当加固工程规模大时,比如对一些大桥、特大桥的主要构件进行加固时,设计的加固方案不应少于两个,对加固方案的先进性、经济性和安全性等进行全面综合评价,通过比选,确定最佳方案。
二、桥梁加固的原因
1、桥面平整度
我国虽然有很多新建的桥梁,但是一些上世纪50、60年代建筑的桥梁在服役的也不在少数,对于这些老一些的桥梁,由于当时没有考虑到经济社会的发展会如此迅速,在设计强度和设计功能上都是与现代的交通事业不相匹配的。加之疏于日常的管理,使得桥面出现了破损问题。还有的桥梁虽然是新建的,但是由于在建筑的时候有偷工减料或以次充好的行为,虽然桥身没有大碍,但是桥面的强度不够,来往汽车的轮胎与桥面相互作用,久而久之就形成了一些坑洼不平的地带,这不仅会使车辆颠簸,严重的时候还会造成交通事故。
2、栏杆不完整
我们在国道上行驶之时,经常能够看到桥面两侧的护栏经过长时间的雨水侵蚀或是其他方面的损害,有的已经损坏或是缺失。还有的路段临近村庄或人口聚居区,这样的路段,桥面栏杆的丢失很多。也有一部分是由于大型的货运汽车在行驶的时候不慎剐蹭而损坏。
3、桥头产生跳车
桥头跳车多半是由于路与桥的衔接处没有对接好而引发的。还有的桥头跳车是由于路面的土基较软,而桥面是完全由混凝土构成的,路面长期走车,造成一定程度的塌陷,产生与桥面的高度差。桥头跳车会严重影响汽车的使用,有案例表明,汽车会因为桥头跳车造成悬挂系统的彻底报废。
4、桥梁构件小的损坏未及时维修
有的桥梁在交付使用的时候桥面光洁,桥身完好,待几年之后就会出现一些小毛病,比如桥身出现裂缝,桥面由于车辆碾压和雨水的作用也出现不同程度的破损,这些在养护工人看来是小事,一般情况下都会放任不管,等到裂缝变大或是桥面破损严重时进行修补,他们认为这样可以把问题统一解决,也能够节省一部分的人力物力。这种想法是万万要不得的,因为据权威部门的调查结果显示,桥梁整体质量责任事故,都是由于在小的环节上没有处理好,或是忽略突发的小状况而产生的。
三、桥梁加固施工方案及施工方法
对于桥梁加固工程,要根据对已建桥梁的受损情况以及检测评定对其进行加固方案拟定,目前较为常见的桥梁加固方案有:增大构件截面加固法,粘贴钢板加固法,粘贴碳纤维增强塑料加固法,施加体外预应力加固法,改变结构受力体系加固法。本工程中对桥梁不同部分选用不同加固方案,并选用多种桥梁加固技术对受损桥梁进行加固恢复。
1、粘贴芳玻韧布技术
对于桥梁主拱片特别是其主拱腹部以及桥体存在严重微裂缝的部分,选用粘贴芳玻韧布技术对其进行加固。粘贴芳玻韧布相对粘贴钢板或粘贴碳纤维布而言,更容易形成新的符合结构,更好地提高原结构的承载力。此外,芳玻韧布具有良好的延性、强度和抗弯拉能力,外观也相对美观。
首先要对原有桥梁外部进行处理,铲除需修补位置的粉刷层及污垢,并使用砂浆材料找平抹面,对容易结露、凝水的粘贴部位,对其进行干燥处理,保证粘贴面能够与芳玻韧布较好的粘结。然后,配制用于粘结芳玻韧布的粘结材料——特殊环氧树脂,将配制好的环氧树脂均匀的涂抹在芳玻韧布上,并在修补加固的桥置也涂抹一层特殊环氧树脂作为底层。最后在树脂凝结前将芳玻韧布平整的粘贴到混凝土表面,施加一定的压力使其充分接触,保证韧布与桥体之间不存在气泡。施工完成后对加固材料在环境温度下进行养护,养护时间为48小时,养护完成后即可进行下一步工作。
2、桥体加固灌缝技术
对于桥体已出现的裂缝宽度较大,不能使用粘贴加固方法处理的部位,选用灌缝技术对其进行加固处理。灌缝技术的施工顺序为:搭设脚手架、作业面裂缝及周边处理混凝土表面清理灌缝浇筑封闭裂缝表面涂装。
首先清除裂缝周围尘土、污垢,测量开裂宽度,灌缝技术一般适用于裂缝宽度大于3mm的裂缝,对于宽度小于3mm的裂缝可以通过粘贴纤维布的方法进行处理。然后,配制灌封浆,用补缝机进行注浆,除去裂缝外多余的灌缝浆,清理裂缝表面。最后,对裂缝外部进行适当处理,避免裂缝处钢筋受到雨水及湿气的影响,提高桥梁的耐久性及安全性。
3、桥体表面处理技术
由于车辆荷载及外部环境的长期作用,公路桥梁的混凝土表面产生了严重的劣化层,存在一定的拥包、破碎、龟裂病害,因此选用表面处理技术对其外部进行修复加固,保证其正常的使用功能。
首先要对已经破裂、风化的部位进行打磨,直到露出集料的新面,打磨后使用空压机清理表面。然后在打磨面涂抹已经预先调配好的额合成树脂,用滚筒均匀的涂抹,将涂料在自然条件下养护,养护时间为3小时到12小时不等,根据当地气候及天气情况选择,待涂料全部干燥后,使用打磨机或者人工砂纸打磨的方式对其进行打磨,保证其表面初步平整。最后,对于表面凸起和凹陷现象仍较为明显的部位使用腻子找平,并再次打磨至光滑。
结束语
总之,桥梁加固技术是一门极具探索性、复杂性、实践性的新技术,对于这门新技术的研究和推广对广大工程技术人员来说,还任重而道远,需要在实践中不断积累经验,总结分析后期使用效果,判断加固方法的科学性、适用性和针对性,使其更好地在桥梁建设中发挥作用。
参考文献
[1]吴金翔.桥梁加固技术研究[J].山西建筑,2010,(04).
关键词:加固 施工组织
1、加固方法:
1)、将该层剔除至结构层,而后对所有结构裂缝进行修补(灌缝胶补强),对于通缝,可以采用封底胶封底后进行灌缝胶补强;
2)、对结构承载负弯矩集中区域按通长方向进行粘碳纤维加固(一层),具体范围见后附平面图;将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强片材(单向连续纤维片);用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上,形成一个新的复合体,使增强贴片与原有钢筋混凝同受力,增大结构的抗拉或抗剪能力,提高强度、刚度、抗裂性和结构的延性。
2、施工准备:
2.1、材料准备:砂子(中砂)、石子(5~32)、碳纤维采用日本东丽UT70-30,粘碳配套胶(底胶、浸渍胶、找平胶分别采用中国建科院MSP、MSE、MSR系列),裂缝灌缝胶、封底胶采用中国建科院CABR建筑灌缝胶
2.2、机具准备:角磨机、钢刷、电铲、起泡器、日本小西KONYBOND裂缝注射修补工法配套器具(如后附彩页),铁抹子、手推车、铁锹
2.3 、技术准备:根据平面图,提前在现场放线,接通水、电。
3、主要施工方法及步骤
3.1、原梁面剔凿:用角磨机按放线范围,切至楼板结构面,然后用电铲将此范围内的楼板面层用电铲铲除,砼碎块垃圾用垃圾袋装袋后,用手推车清运出现场。
3.2、裂缝补强:
1)裂缝内部结构的调查:查明裂缝的宽度、深度、长度,根据裂缝宽度确定适当粘度的环氧树脂规格,估算出环氧树脂、密封膏和注射器的用量。
2) 基面处理:用金属刷子或砂轮整平裂缝表面,清除灰尘和油污等脏物。
3) 安装固定BC基座:每米裂缝安装5个注射器,即每米5个注射器,在裂缝上标出注射点位置。在做好标记的注射点安装BC基座,安装基座使用H-S密封膏,涂布注意的是BC 基座的这些要对准裂缝的这些位置,以便环氧树脂容易进入裂缝内部。
4) 密封膏封好裂缝:用密封膏将裂缝表面密封好,防止环氧树脂外流。在注射工作开始前要再次核查裂缝基基座的周围都已经密封好。
5)混合环氧树脂 : 将环氧树脂主剂和固化剂按特定的比例混合均匀,一次混合的树脂数量相当于1小时的用量为宜。用注射器抽取混合均匀的环氧树脂,抽取完毕后,将注射器的自动条卡住活塞的卡口,防止活塞活动,以免将环氧树脂挤出。
6)注射环氧树脂 :将装在环氧树脂的注射器安装BC基座上,然后根据不同的压力
要求装上所需数量的橡皮筋。所有注射器和橡皮筋安装完毕后,将注射器的活塞按顺时针方向旋转,直到制动条卡口中脱开,注射器在橡皮筋的压力下开始自动条匀速地注射工作。当注射器中环氧树脂已经注射完毕,请立即取下空注射器,重新换上另一个装有环氧树脂地注射器,继续注射工作。为了确保所有裂缝完毕灌满,所有空注射器都要新抽取环氧树脂,继续注射。
7) 固化养护 :在注射器静止24小时后,拆下注射器和BC基座。将H-S密封膏整条撕下并将对其用砂轮磨平。
4、碳纤维加固:对所有负弯矩承载集中区进行碳纤维加固,按所附平面图范围进行粘贴。具体方法如下:
4.1.1、胶粘剂的配置 :
1)、将原材料按不同配合比称量准确,分别配置底涂胶料、整平胶料及粘结胶料。先将稀释剂加入聚合物主料内搅拌均匀,再将填料加入继续搅拌至均匀,最后加入固化剂,充分搅拌后即可使用。
2)、 配置胶料时应注意以下事项:底涂胶料每次配置量以1-2公斤为宜;整平胶料每次配置量以0.5-1公斤为宜;粘结胶料每次配置量以1-2公斤为宜。
3)、所有胶料要求于1小时内施工完毕。
4.1.2、基底处理
1)、混凝土表面如出现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予剔除,对于较大面积的劣质层,在剔除后应用聚合物水泥砂浆进行修复。
2)、裂缝部位,如有必要应先进行封闭处理。
3)、用混凝土角磨机、砂轮(砂纸)等工具,去除混凝土表面的浮浆、油污等杂质,构件基面的混凝土要打磨平整,尤其是表面的凸出部位要磨平,转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状(R³ 10mm)。
4)、用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。使用中国建科院研制生产EC高强度聚合物砂浆修补表面凹陷底部分。
4.1.3、涂底胶
1)、按一定比例将主剂与固化剂先后置于容器中,用搅拌器搅拌均匀,根据现场实际气温决定用量,并严格控制使用时间。
2)、用滚桶刷或毛刷将胶均匀涂抹于混凝土构件表面,厚度不超过0.4mm,并不得漏刷或有流淌、气泡,等胶固化后(固化时间视现场气温而定,以手指触感干燥为宜,一般不小于2小时),再进行下一道工序。
4.1.4、用整平胶料找平
1)、混凝土表面凹陷部位应用刮刀嵌刮整平胶料修补填平,模板接头等出现高度差的部位应用整平胶料填补,尽量减少高差。
2)、转角的处理,应用整平胶料将其修补为光滑的圆弧,半径不小于10mm。
3)、整平胶料须固化后(固化时间视现场气温而定,以手指触感干燥为宜,一般不小于2小时),方可再进行下一道工序。
4.1.5、粘贴碳纤维布
1)、按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布,除非特殊要求,碳纤维布长度应在3m以内。
2)、配置、搅拌粘贴胶料,然后用滚筒刷均匀涂抹于所粘贴部位,在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。
3)、用特制光滑滚子在碳纤维布表面沿同一方向反复滚压至胶料渗出碳纤维布外表面,以去除气泡,使碳纤维布充分浸润胶料。
多层粘贴应重复以上步骤,待纤维表面指触感干燥为宜,方可进行下一层碳纤维布的粘贴。
4)、在最外一层碳纤维布的外表面均匀涂抹一层粘贴胶料。
4.4、地面恢复:因原地面未配筋,所以用人工搅拌1:2水泥砂浆(掺5%107胶,为保持新旧砼接缝处结合好,掺用UEA膨胀剂)即可,地面面层用铁抹压光恢复。
5、质量保证措施:
1)、对于砼工程,应振捣密实,面层平整,砂浆拌制严格按照设计配比,杜绝偷工减料现象发生。
2)、碳纤维粘贴工程:碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm。粘贴碳纤维布应尽量避开障碍物,如遇无法清除的障碍物而需截断时,在截断部位要予以适当处理,具体措施应视不同情况而定。
3)、碳纤维材料方面的可靠保证
碳纤维片具有极佳的力学性能,是与它自身的材质属性、成片加工工艺密不可分的。目前,国产碳纤维片与进口碳纤维片之间从质量、性能及生产工艺上,都存在着较大的差异,具体表现为:
(1)材料的匀质性:碳纤维束只有分布排列均匀,加工成片后才能起到整体均匀受力的作用;若才只得匀质性不好,则构件受力后导致纤维片局部受力不均,使碳纤维补强的效果不能充分发挥出来。因此,材料的匀质性问题,是目前国产碳纤维片提高质量所待解决的关键性问题。
(2)碳纤维片中预浸树脂的含量:我们用于结构补强的碳纤维片是含有预浸树脂的。其作用是使纤维之间相互约束、相互粘结成为共同受力的整体,但其含量过多、浸渍过厚,却无益于修复、补强。因为碳纤维补强混凝土结构是靠上涂及下涂环氧树脂对碳纤维片的反复渗透来完成的。如果纤维片中预浸树脂的含量过多,则粘贴碳纤维片时树脂的渗透效果就比较差,直接影响施工质量。目前国产材料在控制低预浸树脂含量方面与国外产品相比仍有较大差距。
(3)碳纤维的段丝率:由于纤维丝很细,只有7μm,极易出现段丝。因此,尽可能地减少纤维丝的断裂,确保纤维片的连续性与整体性,是确保最终补强效果的一个重要参数。这也是国产材料需要解决的一个大问题。国产原丝的杂质多,是导致碳纤维强度不高的主要原因之一(间下表)。
国内外碳纤维中金属杂质含量比较
(引自[高科技纤维与应用]杂志2001年第2期)(单位:10-6)
生产厂
Na
K
Ca
Mg
Fe
小 计
日本T300 10-15
1-15
10
2
1-5
24-27
日本T700
7.4
1.0
24.6
3.8
23.5 60.3
日本T800
10.1
3.5
18.5
3.4
35.5
国内甲厂
14
26
24
11
53
128
国内乙厂
95
22
105
17
101
340
(注:T300为文献值,其它为实测值)
为确保碳纤维片修复补强混凝土结构的质量,本公司使用的碳纤维片是性能质量优异的日本东丽公司的产品。
6、安全施工及场容:
1)、裁剪及使用碳纤维布时应尽量远离电源,尤其是高压电线及输电线路。
2)、碳纤维布的配套用胶要远离火源,避免阳光直接照射。
3)、现场施工人员应穿工作服,同时还须佩戴口罩和手套,施工人员严禁在现场吸烟。
4)、配置及使用胶的场所必须保持良好的通风。
5)、施工所用砂、石子、水泥等材料堆码整齐,施工完毕后,将施工所产生的垃圾及时清运出现场,作到工完场清。
7、工程验收:
7.1、工程验收时必须有碳纤维及其配套胶料厂家所提供的材料检验证明。
7.2、 每一道工序结束后均应按工艺要求进行检验,作好相关的验收记录,如出现质量问题,应立即返工。