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工程案例

業(yè)務范圍

鋼板貼合加固補強在工程中的應用

發(fā)布時間：2014-08-09

摘要   本文通過實例對鋼板貼合加固法加固結(jié)構構件進行簡要的說明，并與其他方法進行比較，凸現(xiàn)了該方法的優(yōu)點。?
關鍵詞  鋼板貼合加固；構件；固化性；補強??
1    鋼板貼合加固法簡介?
鋼板貼合加固法始于1964年新氵舄地震時的橋梁加固，至今已有40年的歷史。該方法有兩大特點：一是其粘貼工藝采用壓注法；二是其粘貼材料有瞬間固化特性，并有很高的抗拉強度。一般的鋼板貼合是在粘貼表面涂抹粘結(jié)材料，加壓粘貼鋼板。但由于粘貼面的空氣不易排凈，很容易在粘貼面內(nèi)產(chǎn)生空洞，且產(chǎn)生的空洞不易處理排除，從而降低粘貼效果。而本方法采用的是多點壓注法，避免了空洞的產(chǎn)生，保證了鋼板與混凝土的完全貼合。常用的粘結(jié)材料的固化過程是逐漸固化，固化時間一般在10～20h。在此期間如果有外力擾動將會大大降低其粘結(jié)效果。本方法采用的粘結(jié)材料GROUT膠具有瞬間固化的特性，在其化學反應過程進行到臨界點之前，材料一直保持液態(tài)，到達臨界點時，膠液會在短短10min左右的時間內(nèi)固化，并且立即達到標準強度的70%。

2 鋼板貼合加固的效果?
采用鋼板貼合法加固后形成的結(jié)構是一種復合結(jié)構。原混凝土構件承擔恒載，活載由粘貼的鋼板與原混凝土構件共同承擔。簡支梁其恒、活載一般各占50％，而大跨度梁其活載只占20％左右，因此粘貼的鋼板所受到的應力一般不會很大。下面是用鋼板貼合法加固構件的工程實例：?
例一：三跨（7.5×3）鋼筋混凝土簡支T型梁，梁高66cm、寬16cm。需要加固提高承載能力。
T梁跨中受到的恒載彎矩為?81.35kN·m，?
原設計活載彎矩為?97.42kN·m?，相應的鋼筋應力為?114.9MPa；?
現(xiàn)設計活載彎矩為?191.79kN·m，?相應的鋼筋應力是175.5MPa≮［σs］=120MPa（日本規(guī)范），不符合規(guī)范要求。
采用350×100×9mm的A3鋼板補強后，鋼筋應力達到102.1MPa，鋼板應力達到61.7MPa，滿足使用要求。?
例二：鋼筋混凝土“T”形梁縱向跨度2.5m。行車道梁板加固，板厚15cm。板的橫向跨度?1.3m，?縱向跨度?2.5m。?
板跨中受到的恒載彎矩為?0.79kN·m，?
原設計活載彎矩是?9.15kN·m?，相應的鋼筋應力為?107.8MPa，?
現(xiàn)設計活載彎矩?17.36kN·m，?相應的鋼筋應力為?169.8MPa?≮［σs］=120MPa（日本規(guī)范），不符合規(guī)范要求。
采用２０００×９００×?4.5mm?的A3鋼板補強后，鋼筋應力達到?114.7?MPa，鋼板應力?31.0MPa?。?
從以上數(shù)據(jù)可以看出：采用鋼板貼合加固構件可以提高承載力，滿足使用要求。?
３鋼板貼合加固與其他工藝的比較?


日本公路界的權威學術機構——道路公團試驗研究所，曾利用從實際使用中的橋梁上切割下來的混凝土橋板進行試驗，分別對狀況相同的各個試件采用不同加固方法進行補強，然后測定各試件的剩余疲勞壽命。這些方法包括：從橋板頂面進行加固的“鋼纖維混凝土增厚頂面”和“粘貼纖維增強板增厚頂面”，從橋板底面進行加固的“增厚板底”和“碳纖維布貼合加固”，以及“鋼板貼合加固”。?
    試驗結(jié)果表明，經(jīng)過鋼板貼合的試件取得了最好的加固效果。僅僅在板底貼合上4.5mm的薄鋼板，橋板就承受住了240kN車輪動載的往復作用，到試驗結(jié)束時，共計反復加載37.1萬次，動載造成的試件跨中撓度卻僅有1mm。相比之下，其他加固方法處理的試件早在十幾萬次甚至更少次數(shù)時就已發(fā)生破壞。用碳纖維貼合法加固的試件，即使貼合到5層，破壞時也僅達到3萬余次加載。?
從補強材料的作用機理來看，鋼板較為平整，并有一定的剛度，因此在粘貼后的組合截面在受力初期即可發(fā)揮作用。而碳纖維布的纖維在粘貼后處于曲線狀態(tài)，需要預拉應力，因此它的受力滯后于加載。
另一方面，預應力的產(chǎn)生是由于鋼材力學指標的提升。作為補強材料中的高強度材料碳纖維，只有向預加力方向發(fā)展才能得到充分的發(fā)展。?
可見經(jīng)過鋼板貼合加固的構件其疲勞耐久性非常突出，對控制構件撓度作用明顯。

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