橋梁加固的其他方法

1、橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)橋梁加固的其他方法橋梁加固的其他方法1.1.貼鋼法貼鋼法2.2.粘貼碳纖維加固橋梁粘貼碳纖維加固橋梁橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)一、概述一、概述粘貼鋼板補強：有效提高結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪及抗開裂性能，粘貼鋼板補強：有效提高結(jié)構(gòu)的抗彎、抗剪及抗開裂性能，不改變結(jié)構(gòu)外形，在許多情況下替代了增大截面加固技術。不改變結(jié)構(gòu)外形，在許多情況下替代了增大截面加固技術。是為是為2O2O世紀世紀8O8O年代的一種先進加固方法。年代的一

2、種先進加固方法。1.1.貼鋼法貼鋼法橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)1. 1. 方法：方法：采用粘結(jié)劑（環(huán)氧樹脂）將鋼板粘貼在鋼筋混采用粘結(jié)劑（環(huán)氧樹脂）將鋼板粘貼在鋼筋混 凝土結(jié)構(gòu)的受拉邊緣或其他薄弱部位；凝土結(jié)構(gòu)的受拉邊緣或其他薄弱部位；2. 2. 作用：作用：與原結(jié)構(gòu)共同受力、提高剛度，改善結(jié)構(gòu)應力與原結(jié)構(gòu)共同受力、提高剛度，改善結(jié)構(gòu)應力狀態(tài)、提高構(gòu)件抗彎和抗剪能力、減少裂縫擴展；狀態(tài)、提高構(gòu)件抗彎和抗剪能力、

3、減少裂縫擴展；3. 3. 優(yōu)點：優(yōu)點：施工技術簡便、操作空間小、施工周期短、便施工技術簡便、操作空間小、施工周期短、便于檢查；于檢查；4. 4. 缺點：缺點：鋼板防腐、超筋破壞。鋼板防腐、超筋破壞。橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)二、粘貼鋼板法加固原理和方法二、粘貼鋼板法加固原理和方法（一）粘貼鋼板加固設計要點（一）粘貼鋼板加固設計要點(1) (1) 提高結(jié)構(gòu)抗彎能力：提高結(jié)構(gòu)抗彎能力：在構(gòu)件的受拉邊緣表面粘貼鋼板，合理與在構(gòu)件的受拉邊緣表面粘貼鋼板，合理與安全的設計應控制在鋼板發(fā)生屈服變形前，粘結(jié)處混凝土不出安全的設計

4、應控制在鋼板發(fā)生屈服變形前，粘結(jié)處混凝土不出現(xiàn)剪切破壞。現(xiàn)剪切破壞。(2) (2) 主拉應力區(qū)抗剪強度不足：主拉應力區(qū)抗剪強度不足：將鋼板粘貼在結(jié)構(gòu)的側(cè)面、并垂直將鋼板粘貼在結(jié)構(gòu)的側(cè)面、并垂直于剪切裂縫的方向斜向粘貼（斜度一般為于剪切裂縫的方向斜向粘貼（斜度一般為45456060）。）。(3) (3) 構(gòu)造設計：構(gòu)造設計：加固用的鋼板可按實際需要采用不同的形狀，用于加固用的鋼板可按實際需要采用不同的形狀，用于抗彎能力補強的鋼板尺寸應盡可能薄而寬；用于提高抗剪強度抗彎能力補強的鋼板尺寸應盡可能薄而寬；用于提高抗剪強度的鋼板可適當厚些。的鋼板可適當厚些。橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術

5、學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)(4) (4) 鋼板設計長度：鋼板設計長度：應將鋼板兩端延伸到低應力區(qū)，以應將鋼板兩端延伸到低應力區(qū)，以減少鋼板錨固端的粘結(jié)應力集中，防止粘結(jié)部位構(gòu)減少鋼板錨固端的粘結(jié)應力集中，防止粘結(jié)部位構(gòu)件出現(xiàn)裂縫或粘貼鋼板受拉而脫落的情況發(fā)生。件出現(xiàn)裂縫或粘貼鋼板受拉而脫落的情況發(fā)生。(5) (5) 粘貼鋼板加固：除足夠的錨固長度、粘結(jié)劑具有足粘貼鋼板加固：除足夠的錨固長度、粘結(jié)劑具有足夠的粘結(jié)強度和耐久性外、端部可用夾緊螺栓固定，夠的粘結(jié)強度和耐久性外、端部可用夾緊螺栓固定，并在鋼板上按一定的距離用螺栓固定。并在鋼板上按一定的距離用螺栓固定

6、。橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)（二）粘貼鋼板加固注意事項（二）粘貼鋼板加固注意事項 1. 1.抗彎加固抗彎加固 粘鋼部分和沒有粘鋼部分存在剛度差別，在剛度變化處粘鋼部分和沒有粘鋼部分存在剛度差別，在剛度變化處有較大的應力和應變突變，結(jié)構(gòu)易在此部位開裂。因此應考有較大的應力和應變突變，結(jié)構(gòu)易在此部位開裂。因此應考慮粘貼鋼板時鋼板的厚度不宜過厚，避免在剛度變化處出現(xiàn)慮粘貼鋼板時鋼板的厚度不宜過厚，避免在剛度變化處出現(xiàn)裂紋。因此粘貼鋼板的起點應盡可能靠近支座，以減小主拉裂紋。因此粘貼鋼板的起點應盡可能靠近支座，以減小主拉應

7、力，從而減少突變破壞的概率。應力，從而減少突變破壞的概率。 從受力觀點看，加固的鋼板滿布梁底伸到支座以外更好。從受力觀點看，加固的鋼板滿布梁底伸到支座以外更好。當結(jié)構(gòu)的抗彎強度需要較厚的鋼板時，可采用變厚度鋼板。當結(jié)構(gòu)的抗彎強度需要較厚的鋼板時，可采用變厚度鋼板。如條件限制，可考慮其他加固方式，如粘貼碳纖維布。如條件限制，可考慮其他加固方式，如粘貼碳纖維布。橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè) 2. 2.抗剪加固抗剪加固 結(jié)構(gòu)粘貼鋼板進行加固后，結(jié)構(gòu)的抗剪能力也有一定結(jié)構(gòu)粘貼鋼板進行加固后，結(jié)構(gòu)的抗剪能力也有一定的提高，試驗

8、證明，對于不同配筋和采用不同的鋼板規(guī)格的提高，試驗證明，對于不同配筋和采用不同的鋼板規(guī)格加固的結(jié)構(gòu)，其抗剪強度都有所提高，提高的幅度為加固的結(jié)構(gòu)，其抗剪強度都有所提高，提高的幅度為2 22020。設計中，為了安全起見，不考慮這部分抗剪強。設計中，為了安全起見，不考慮這部分抗剪強度的提高。度的提高。 鋼板粘貼在梁的側(cè)面可以減少結(jié)構(gòu)開裂，使結(jié)構(gòu)中混鋼板粘貼在梁的側(cè)面可以減少結(jié)構(gòu)開裂，使結(jié)構(gòu)中混凝土的抗剪能力得到較為充分的利用。凝土的抗剪能力得到較為充分的利用。 從力學觀點上看，抗剪鋼板在粘貼時從底面到兩側(cè)面從力學觀點上看，抗剪鋼板在粘貼時從底面到兩側(cè)面布置成布置成U U形最好，可減緩裂縫繞過鋼板發(fā)

9、展。形最好，可減緩裂縫繞過鋼板發(fā)展。橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)三、粘貼鋼板加固法施工三、粘貼鋼板加固法施工（一）施工工藝（一）施工工藝 (1) (1) 待粘貼部位的混凝土表面應清鑿平順、堅硬干凈；待粘貼部位的混凝土表面應清鑿平順、堅硬干凈； (2) (2) 鋼板除銹要徹底，且表面應有一定的粗糙度；鋼板除銹要徹底，且表面應有一定的粗糙度； (3) (3) 慎重選擇膠粘材料，配膠精確，已固化的膠不得慎重選擇膠粘材料，配膠精確，已固化的膠不得再用；再用； (4) (4) 粘貼時環(huán)氧樹脂應飽滿，在混凝土表面及鋼板表粘貼時環(huán)

10、氧樹脂應飽滿，在混凝土表面及鋼板表面分別涂刷一層均勻的環(huán)氧砂漿薄層（厚約面分別涂刷一層均勻的環(huán)氧砂漿薄層（厚約2mm2mm），然后加），然后加壓使之密貼并使之固定（粘結(jié)劑固化前應有措施使鋼板固壓使之密貼并使之固定（粘結(jié)劑固化前應有措施使鋼板固定并夾緊）；定并夾緊）；橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè) (5) (5) 粘貼前在混凝土構(gòu)件上鉆孔并安裝錨固螺栓粘貼前在混凝土構(gòu)件上鉆孔并安裝錨固螺栓( (兼作固定件和壓緊件兼作固定件和壓緊件) )，要求埋設牢固，具有可靠的，要求埋設牢固，具有可靠的抗拔力，以保持粘貼鋼板時有效地加壓

11、，同時還可幫抗拔力，以保持粘貼鋼板時有效地加壓，同時還可幫助鋼板克服剪切，有利于粘貼的耐久作用；助鋼板克服剪切，有利于粘貼的耐久作用； (6) (6) 對鋼板外表面進行防銹處理和被加固部位構(gòu)對鋼板外表面進行防銹處理和被加固部位構(gòu)件的外觀處理。件的外觀處理。橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)（二）施工安全措施（二）施工安全措施 (1) (1) 配制粘結(jié)劑用的原料應密封貯存，遠離火源，配制粘結(jié)劑用的原料應密封貯存，遠離火源，避免陽光直接照射；避免陽光直接照射； (2) (2) 配制和使用場所，必須保護通風良好；配制和使用場所，

12、必須保護通風良好； (3) (3) 操作人員應穿工作服，戴防護口罩和手套；操作人員應穿工作服，戴防護口罩和手套； (4) (4) 工作場所應配備各種必要的滅火器以備救護。工作場所應配備各種必要的滅火器以備救護。橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)（三）質(zhì)量檢查（三）質(zhì)量檢查 (1) (1) 撤除臨時固定設備后，應用小錘輕輕敲擊粘結(jié)撤除臨時固定設備后，應用小錘輕輕敲擊粘結(jié)鋼板，從音響判斷粘接效果或用超聲波法或紅外線法探鋼板，從音響判斷粘接效果或用超聲波法或紅外線法探測粘結(jié)密實度。鋼板的有效粘結(jié)面積應不少于測粘結(jié)密實度。鋼板的有

13、效粘結(jié)面積應不少于9595。 (2) (2) 對于重大工程，為真實檢驗其加固效果，尚需對于重大工程，為真實檢驗其加固效果，尚需抽樣進行荷載試驗，一般僅作標準使用荷載試驗，即將抽樣進行荷載試驗，一般僅作標準使用荷載試驗，即將卸去的荷載重新全部加上，其結(jié)構(gòu)的變形和裂縫開展應卸去的荷載重新全部加上，其結(jié)構(gòu)的變形和裂縫開展應滿足設計使用要求。滿足設計使用要求。橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)2.2.粘貼碳纖維加固橋梁粘貼碳纖維加固橋梁 碳纖維材料碳纖維材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer(Carb

14、on Fiber Reinforced Polymer簡簡稱稱CFRP)CFRP)用于加固工程于用于加固工程于2020世紀世紀8080、9090年代在發(fā)達國家興年代在發(fā)達國家興起的一項工程修復技術，與其他加固方法相比有更多的起的一項工程修復技術，與其他加固方法相比有更多的優(yōu)點和更明顯的加固效果。碳纖維加固橋梁已受到越來優(yōu)點和更明顯的加固效果。碳纖維加固橋梁已受到越來越多的關注，已成為國內(nèi)外加固修補領域中廣泛應用的越多的關注，已成為國內(nèi)外加固修補領域中廣泛應用的一種手段。一種手段。 碳纖維根據(jù)原料及生產(chǎn)方式的不同，主要分為聚丙碳纖維根據(jù)原料及生產(chǎn)方式的不同，主要分為聚丙烯腈烯腈(PAN(PAN）

15、基碳纖維（高強度型）及瀝青基碳纖維（高）基碳纖維（高強度型）及瀝青基碳纖維（高彈性型）。彈性型）。橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)碳纖維材料加固具有如下特點：碳纖維材料加固具有如下特點：1. 1. 軸向抗拉強度高，能靈活地用于抗彎、抗剪加固；軸向抗拉強度高，能靈活地用于抗彎、抗剪加固；2. 2. 密度小，自重輕，能在狹小的空間操作：密度小，自重輕，能在狹小的空間操作：3. 3. 具有柔性，適用于各種復雜外形構(gòu)件表面；具有柔性，適用于各種復雜外形構(gòu)件表面；4. 4. 織物覆蓋表面平整，對裝修影響?。豢椢锔采w表面平整，對裝修

16、影響?。?. 5. 耐腐蝕性耐腐蝕性( (抗堿等化學腐蝕和惡劣環(huán)境抗堿等化學腐蝕和惡劣環(huán)境) )、抗磨蝕性、抗磨蝕性、抗震性及耐久性，存儲壽命長；抗震性及耐久性，存儲壽命長；6. 6. 永久荷載作用下抗蠕變等特點。永久荷載作用下抗蠕變等特點。橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)一、碳纖維材料性能一、碳纖維材料性能 加固混凝土結(jié)構(gòu)用的纖維材料目前主要有三種：加固混凝土結(jié)構(gòu)用的纖維材料目前主要有三種：玻玻璃纖維璃纖維(GFRP)(GFRP)、碳纖維碳纖維(CFRP)(CFRP)和和芳綸纖維芳綸纖維(AFPR)(AFPR)。 纖維

17、復合材料的力學特點是其應力應變量完全線彈纖維復合材料的力學特點是其應力應變量完全線彈性，不存在屈服點或塑性區(qū)。性，不存在屈服點或塑性區(qū)。 由于碳纖維材料具有由于碳纖維材料具有高強高強、輕質(zhì)輕質(zhì)、耐腐蝕耐腐蝕、耐疲勞耐疲勞等優(yōu)異物理力學性能，以及現(xiàn)場施工便捷，所以是橋梁等優(yōu)異物理力學性能，以及現(xiàn)場施工便捷，所以是橋梁加固補強的理想材料。加固補強的理想材料。橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)玻璃纖維玻璃纖維(GFRP)(GFRP)、碳纖維、碳纖維(CFRP)(CFRP)、芳綸纖維芳綸纖維(AFPR)(AFPR)與高強鋼絲力學性

18、能與高強鋼絲力學性能橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)碳纖維布：碳纖維布：抗拉強度：一般為抗拉強度：一般為3550MPa3550MPa；彈性模量：彈性模量：2.35X105MPa2.35X105MPa；厚度在厚度在0.110.110.43mm0.43mm；幅寬在幅寬在2020100cm100cm；卷材長度為卷材長度為5050100m100m。橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)碳纖維材料與其他加固材料對比：碳纖維材料與其他加固材料對比：（1 1）抗拉強度

19、：）抗拉強度：碳纖維的抗拉強度約為鋼材的碳纖維的抗拉強度約為鋼材的1010倍；倍；（2 2）彈性模量：）彈性模量：碳纖維復合材料的拉伸彈性模量高于鋼碳纖維復合材料的拉伸彈性模量高于鋼材，但芳綸和玻璃纖維復合材料的拉伸彈性模量則僅為材，但芳綸和玻璃纖維復合材料的拉伸彈性模量則僅為鋼材的一半和四分之一。鋼材的一半和四分之一。（3 3） 疲勞強度：疲勞強度：碳纖維和芳綸纖維的疲勞強度高于高碳纖維和芳綸纖維的疲勞強度高于高強綱絲。金屬材料的疲勞極限僅為靜荷強度的強綱絲。金屬材料的疲勞極限僅為靜荷強度的30%30%40%40%。由于纖維與基體復合可緩和裂紋擴展，以及存在纖維內(nèi)由于纖維與基體復合可緩和裂紋

20、擴展，以及存在纖維內(nèi)力再分配的可能性，復合材料的疲勞極限較高，約為靜力再分配的可能性，復合材料的疲勞極限較高，約為靜荷強度的荷強度的70%70%80%80%，并在破壞前有變形顯著的征兆。，并在破壞前有變形顯著的征兆。（4 4）重量：）重量：約為鋼材的五分之一。約為鋼材的五分之一。橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)碳纖維片拉伸性能碳纖維片拉伸性能橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)二、粘結(jié)材料二、粘結(jié)材料 粘結(jié)材料的性能是保證碳纖維布與混凝土共同工作的粘結(jié)

21、材料的性能是保證碳纖維布與混凝土共同工作的關鍵，也是兩者之間傳力途徑中的薄弱環(huán)節(jié)。因此，粘結(jié)關鍵，也是兩者之間傳力途徑中的薄弱環(huán)節(jié)。因此，粘結(jié)材料應有足夠的強度保證碳纖維與混凝土間剪力的傳遞，材料應有足夠的強度保證碳纖維與混凝土間剪力的傳遞，同時應有足夠的韌性，不會因混凝土開裂導致脆性粘結(jié)破同時應有足夠的韌性，不會因混凝土開裂導致脆性粘結(jié)破壞。壞。 粘結(jié)材料是將連續(xù)纖維狀的碳纖維結(jié)合在一起，同時粘結(jié)材料是將連續(xù)纖維狀的碳纖維結(jié)合在一起，同時又與混凝土表面粘合的系列粘接材料。又與混凝土表面粘合的系列粘接材料。 主要包括三類材料：底層涂料、整平材料和浸漬樹脂。主要包括三類材料：底層涂料、整平材料和

22、浸漬樹脂。橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè) 1 1底層涂料底層涂料( (底涂膠底涂膠) ) 在處理好的混凝土表面上，涂一層很薄的底層膠，在處理好的混凝土表面上，涂一層很薄的底層膠，既可以浸入混凝土表面，強化混凝土表面強度，又可以既可以浸入混凝土表面，強化混凝土表面強度，又可以改進膠接性能，從而使混凝土與碳纖維布之間的粘接性改進膠接性能，從而使混凝土與碳纖維布之間的粘接性得以提高。得以提高。 2 2整平材料整平材料( (找平膠找平膠) ) 碳纖維布只有與所加固補強的混凝土表面緊密接觸，碳纖維布只有與所加固補強的混凝土表面緊

23、密接觸，才能產(chǎn)生良好的補強效果因此。在涂敷的底層涂料指觸才能產(chǎn)生良好的補強效果因此。在涂敷的底層涂料指觸干燥后，必須用找平膠進行找平，同時將矩形斷面直角干燥后，必須用找平膠進行找平，同時將矩形斷面直角打磨后補成圓弧狀。打磨后補成圓弧狀。橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè) 3 3浸漬樹脂浸漬樹脂( (粘貼主膠粘貼主膠) ) 浸漬樹脂在粘結(jié)材料中起著至關重要的作用，它連接浸漬樹脂在粘結(jié)材料中起著至關重要的作用，它連接底膠與碳纖維布。底膠與碳纖維布。 4 4防護材料防護材料( (罩面膠罩面膠) ) 罩面膠主要是為了施工表面的美觀

24、和保護碳纖維布，罩面膠主要是為了施工表面的美觀和保護碳纖維布，防止復合材料被紫外線直接照射。它的選擇范圍較大，丙防止復合材料被紫外線直接照射。它的選擇范圍較大，丙烯酸體系、聚氨脂體系、不飽和聚脂體系、有機硅、有機烯酸體系、聚氨脂體系、不飽和聚脂體系、有機硅、有機氟體系等都適合。氟體系等都適合。橋涵工程應用技術橋涵工程應用技術酒泉職業(yè)技術學院酒泉職業(yè)技術學院 道路橋梁工程技術專業(yè)道路橋梁工程技術專業(yè)三、粘貼碳纖維加固施工工藝三、粘貼碳纖維加固施工工藝碳纖維加固橋梁的施工工藝如下：碳纖維加固橋梁的施工工藝如下： 1. 1.施工要求。施工要求?，F(xiàn)場溫度低于現(xiàn)場溫度低于5 5攝氏度及雨天或可能結(jié)露時應停止攝氏度及雨天或可能結(jié)