粘贴钢板加固技术在水利闸桥中的应用

任建 华 1 易德扬 2

北京通成达水务建设有限公司 北京市顺义区  101399

摘 要 通过在京榆旧路拦河闸与分洪闸除险加固工程，阐述了粘贴钢板加固技术在水利闸桥中的应用，并通过试验验证，粘贴钢板有效的提高了原结构的承载能力。

关键词 粘贴钢板加固；水利闸桥；承载能力

粘贴钢板加固方法是采用结构胶将钢板粘在钢筋混凝土结构物的受拉缘或薄弱部位，使之与结构物形成整体，有效地传递应力，提高结构构件的抗弯以及抗剪方面的力学性能，从而达到提高原有结构承载能力的效果。在众多的桥梁加固方法中，粘贴钢板加固法具有自重轻、所占空间小、施工周期短等优点，目前在许多领域都得到了广泛的运用，而在水利工程上应用粘贴钢板加固技术不是十分普遍。在京榆旧路拦河闸和分洪闸除险加固项目中，对拦河闸桥和分洪闸桥的梁体加固运用了此加固技术。

1.工程概况

京榆旧路拦河闸桥与分洪闸桥位于北京市通州区京榆旧线。拦河闸桥上部结构为6跨预制钢筋混凝土简支T梁，单跨横向布置6片梁，每跨相邻梁体间纵向设置6道横隔板。分洪闸桥上部结构为5跨预制普通钢筋混凝土简支T梁，单跨横向布置6片梁，每跨相邻梁体间纵向设置6道横隔板。两座桥支座均采用弧形钢支座。下部结构为钢筋混凝土桥台、双柱式桥墩。

2.水利闸桥存在的主要缺陷

京榆旧路拦河闸桥、分洪闸桥曾于2016年组织进行专项检测，均评定为4类桥梁。由于两座桥梁混凝土存在不同程度的碳化，从而导致混凝土实际强度达不到原设计强度；同时，由于两座桥梁主要承重结构有多处钢筋锈蚀，梁腹板两侧有竖向裂缝，宽度最大为0.36mm，混凝土开裂，局部有混凝土脱落，T梁间横隔板连接处有多处破损等较为严重的病害出现，导致桥梁目前实际承载能力降低。

此次对拦河闸桥和分洪闸桥存在的缺陷采用粘贴钢板加固技术进行修复加固，采用Q345D钢板，T梁底部和主梁腹板区采用厚度为8mm钢板，T梁横隔板采用厚度为5mm钢板。

3.粘贴钢板加固的施工工艺

3.1钢板条制作

钢板下料宜采用工厂自动、半自动切割方法。钢板粘合面用喷砂或平砂轮直至露出金属光泽，打磨纹路应与钢板受力方向垂直，使钢板结合面有一定的粗糙度；钢板外露面必须除锈至呈现金属光泽并保持干净。

3.2混凝土表面处理

表面处理包括混凝土与钢板粘合面处理，是关键的工序，应认真对待。对于混凝土构件粘合面。应根据构件表面的新旧程度、坚实程度、干湿程度，分别按以下四种情况处理：

①对于很旧很脏的混凝土构件粘合面，应先用硬毛刷沾高效洗涤剂，刷除表面油垢无误污物，用水冲洗干净后，再对粘合面进行打磨，除去表层，直至完全露出新面，并用无油压缩空气吹除粉粒。处理后，若表面严重凹凸不平，可用环氧砂浆进行修补。粘贴前用丙酮粘贴前用丙酮将粘合面擦拭干净。

②如果混凝土表面不是很脏很旧，则可直接对粘合面进行打磨，用压缩空气除去粉尘或用高压水枪清洗干净，待完全干燥后用丙酮擦拭干净。

③对于新混凝土粘合面，先用钢丝刷将表面松散浮渣刷去，打磨去除浮浆、粉尘后，用丙酮擦拭干净即可。

④对于湿度较大的混凝土构件，因一般树脂类胶在潮湿的基层上粘贴强度会大幅度降低，故除满足上述要求外，还需要进行人工干燥处理。

3.3钻孔植埋螺栓

依照公路桥梁加固施工技术规范的要求，放出需钻孔的位置，钻孔间距一般20-40cm，用钢筋混凝土保护层测试仪查明混凝土钢筋布置，然后钻孔。钻孔时应避免碰及钢筋。植入螺栓，其距灌钢板边缘的距离应控制在5～10cm之间。钻孔孔径和孔深应严格按设计要求施工。

3.4安装钢板

依据现场混凝土上的实际放样进行钢板下料，并依据现场植埋的螺杆，对待灌注的钢板进行配套打孔，然后将钢板的粘贴面用磨光砂轮机或钢丝刷磨机进行除锈和粗糙处理，打磨粗糙度越大越好，打磨纹路应与钢板受力方向垂直；用脱脂棉沾丙酮将钢板表面擦拭干净。将钢板固定在螺栓上，并保证钢板与混凝土表面的间隙在4-5mm，以确保灌注胶层有足够的厚度；焊接钢板接缝，完成钢板安装。

3.5配制结构胶

将钢板封边胶按照产品说明书要求的比例重量比准确称量，搅拌均匀，在适用期内用完。粘钢灌注胶应在封边完成，且钢板封边胶达到完全固化有足够的强度后再进行配制和使用；其配制应按照产品说明书的要求进行。

3.6封边

将注入咀粘结在钢板的注入孔上，在钢板边缘插入排气管，在螺栓头上罩上盖碗，然后用钢板封边胶封闭钢板边缘，完成封边。注入咀布置间距为2～3m。

3.7灌注

用注胶泵将粘钢灌注胶从注入咀灌注到钢板和混凝土的空隙中，灌注工作持续到所有排气管均有胶液流出。在灌注过程中，用橡皮锤敲打钢板以确认是否灌注密实。要求灌浆之前先通气试压，以不小于0.1MPa的压力将粘钢灌注胶从注入咀压入，当排气孔出现浆液溢出后停止加压，以钢板封边胶堵孔，再以较低压力维持10分钟以上。

3.8钢板表面防腐处理

对钢板的粘贴面用磨光砂轮机或钢丝刷磨机进行除锈和粗糙处理，打磨粗糙度越大越好，打磨纹路应与钢板受力方向垂直。最后用脱脂棉沾丙酮将钢板表面擦拭干净。加固完成，经检验确认钢板粘贴固化密实效果可靠后，清除钢板表面污垢和锈斑，对外露钢板粉刷氟碳涂料防腐处理。

4.粘贴钢板加固质量控制

4.1.粘贴钢板加固技术的关键在于加固构件的卸载，由于京榆旧路两座闸桥处于交通要道，社会交通流量大，为减少桥梁主体进行粘贴钢板加固注胶期对桥梁承载结构安全的扰动，且使施工对人民群众、社会经济生活的影响降到最低，粘贴钢板期间选择在夜间车辆较少的情况下施工，且加派专人疏导，采用半幅通车与半幅施工的方式，并在施工地点来车方向安全距离处设置明显的安全警示标志、锥桶、警示圆盘闪灯等，及早对过往车辆进行警示和疏导。

4 .2.桥梁梁体锚栓钻孔施工时，对梁体结构进行了削弱，为保证桥梁结构安全，施工前在每跨梁体中部设置临时立柱支撑；梁体锚栓钻孔时应分两序钻孔，即按照 1#、3#、5#梁一序，2#、4#、6#梁二序，严禁全跨梁体同时施工锚栓钻孔。锚栓钻孔完成后应及时植入锚栓。钢板注胶后应采取有效措施严格控制车辆，以保证钢板注胶粘贴加固效果。

5.粘贴钢板加固的质量检测

5.1.黏结成品的质量检测

5.1.1.外观目视检查

通过现场目测，在梁体粘贴钢板周边缝普遍有粘钢胶溢出，余胶色泽比较均匀，硬化较好，没有明显缺胶现象。

5.1.2.敲击检查

固化后，用小锤轻击钢板，用音响判断粘结效果。未胶合好的部分，如分层、缺胶、鼓包等会发出沉闷的声响。

锚固区粘结表面不少于90％，非锚固区粘结面积不少于70%.若超过规定值，认为此粘结体无效，应剥下重新粘结。

5.2.粘贴物理力学性能检测

6.结束语

通过试验与分析得出，采用粘贴钢板加固技术后，京榆旧路拦河闸桥和分洪闸桥提高了原有结构承载力，通过一段时间的运行，达到了良好的补强效果，表明粘贴钢板加固技术在水利工程中的成功应用。

参考文献：

[1]《公路桥梁加固施工技术规范》JTG/T J23-2008

[2]丁鹏程,粘贴钢板法在桥梁加固工程中的应用[J],科技与创新,2018年19期

[3]王宝东,张生林,粘贴钢板法在T型梁桥加固中的应用[J],科技信息,2008年28期

[4]李国元,施峰涛,刘汉拾,粘贴钢板法桥梁加固技术与施工工艺研究[J],商品储运与养护,2008年03期作者简介：任建华（1993.4.4），性别：男，民族：汉族，籍贯：山西太原，职务：助理工程师，学历：本科，单位名称：北京通成达水务建设有限公司，研究方向水利施工，单位所在地：北京市顺义区 101399