粘贴钢板加固法Word下载.docx
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1〜2天时间,
比其它的加固法可大大节省施工时间。
4)材料消耗小。
钢材可按计算的需要量粘贴于构件的加固部位,并和原构件共同协调受力。
5)工艺简便
粘钢加固工序为被加固构件表面清理和修补、
刚把那除锈、拌胶粘贴、
加压固化、钢板
但发展迅速,应用越
60C时,强度开
外露面图刷防锈漆等,施工工艺简便,只要认真细致,每道工序较容易达到操作规程要求。
由于粘钢加固法有一系列优点,虽然用于桥梁工程中的时间不长,来越广泛。
2)适用范围
试验资料表明,建筑结构胶的粘结抗剪强度随温度而变,当温度高于始下降。
试件长期泡在水中,强度也有所降低,因而粘钢加固法广泛应用于无化学腐蚀桥梁结构中。
外部粘钢加固试验,目前受弯构件静载试验较多,缺乏动载试验,特别是疲劳性能试验
资料甚少,我国用胶来粘贴钢板加固构件的时间不长,使用最多的是环氧类建筑结构胶。
这
种胶有较为系统的试验和工程使用经验,性能较为可靠,但目前胶种发展很快,有的性能已相当不错。
为不妨碍建筑结构胶的发展,而在使用上又安全可靠,故对新胶种应持慎重态度,通过系统的试验和试点,取得经验后逐步推广使用。
3)材料要求
加固所用的胶粘剂,必须是强度高、耐久性好、具有一定弹性。
目前所用的环氧类结构胶的粘结抗剪、抗拉强度随被粘基层材料种类而异,当基层材料为钢材,破坏发生在胶层,
粘结强度接近于胶本身的强度,当基层材料为混凝土时,破坏发生在混凝土上,粘结强度等于混凝土的强度。
混凝土的抗剪强度试验值rV、标准值R:
及设计值Rv可据中国建筑科学研究院结构所
试验统计表;
混凝土的轴心抗拉强度标准值及设计值按现行规范规定采用。
加固用钢板,一般以3号钢或16锰钢为宜,钢板、连接螺栓及焊缝的强度设计值,应按现行钢结构设计规范规定采用。
、\混凝土强度强度名称、
C15
C20
C25
C30
C35
C40
C45
C50
C55
C60
试验值R0
2.25
2.70
3.15
3.55
3.90
4.30
4.65
5.00
5.30
5.60
标准值RK
1.70
2.10
2.50
2.85
3.20
3.50
3.80
4.00
4.10
设计值Rv
1.25
1.75
1.80
2.35
2.60
2.80
2.95
3.10
混凝土抗剪强度(MPa
表
2、粘贴加固梁破坏特征与受力分析
1)粘贴结构梁的破坏特征
许多试验表明,粘贴钢板加固梁板破坏时,粘贴在梁底的钢板可以达到屈服强度。
在适
随即混凝土被压碎而
筋范围内,随着荷载的增加,原梁中钢筋屈服,钢板随着也达到屈服,破坏。
也有部分试验表明,粘贴在梁底的钢板未达到屈服强度,而是钢板与混凝土间撕脱导致加固梁破坏。
这种破坏没有明显的预兆,钢板与混凝土间粘结突然撕脱,梁中钢筋应力突增,很快进入强化阶段而脆性破坏。
2)粘钢加固梁受力分析
变值gu=0.001〜0.0025大10倍以上,虽然加固梁钢板比原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。
同时也应注意到,由于粘贴钢板的应力滞后,当钢板达到屈服时,加固梁的挠度及裂缝就偏大。
部分试验和实践表明,加固梁破坏时,钢板未达到屈服而是钢板与混凝土间撕脱所致,
破坏主要有如下三方面原因:
1)锚固长度不够
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,一般要求锚固长度:
受拉区不得小于200t(t为钢板厚度),亦不得小于600mm;
受压区不得小于160t,亦不得小于480mm。
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
容易
度。
胶粘剂的质量对强度影响极大,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大波动,若质量不佳,粘钢加固受力时,出现钢板撕脱而破坏。
故现场使用的结构胶应及时检验,其强度指标应不低于混凝土强度,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,是最关键的工序,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、固定与加压应追踪检查,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,粘贴加固必须由专业化施工队伍施工。
1)梁(板)受拉区粘贴钢板加固计算
(1)承载能力计算
梁(板)正截面强度不足时,可米用在受拉区表面粘贴钢板法,如图
图2.1图-1
此时,矩形截面受弯承载力可按下式进行计算:
式中:
Rg――原构件纵向钢筋抗拉强度设计值;
Rg――原构件纵向钢筋抗压强度设计值;
Ag――原构件纵向受拉钢筋截面面积;
Ag――原构件纵向受压钢筋截面面积;
0.9――考虑加固钢板的应力滞后、撕脱力影响等的强度折减系数;
Ra――原构件混凝土弯曲抗压强度设计值;
X――混凝土受压区高度;
b——原构件的宽度;
h01――粘贴钢板重心至混凝土梁上缘的距离;
(2)钢板锚固粘结长度计算
钢板锚固粘结长度L1,是指在原梁不需要加固截面以外的粘贴钢板的延伸长度。
它保
Vj必须
证了钢板在拉断之前不发生脱胶等粘结破坏。
要求钢板在锚固区的粘结受剪承载力大于钢板的受拉(受压)承载力Tj,其锚固长度按下式计算:
ta――受拉加固钢板厚度;
Rv――被粘混凝土抗剪强度设计值;
Rgb――加固钢板抗拉强度设计值。
公式中数值2为锚固区剪应力分布不均匀系数,近似按三角形考虑。
bubu
HH
若钢板粘贴长度不能满足计算长度L1,可在钢板的端部锚固粘结U型箍板,如图,锚固承载力为加固钢板与混凝土间的粘结受剪承载力及箍板与加固钢板间的粘结受剪承载力
其计算公式
之和;
反之锚固承载力则为加固钢板和箍板与混凝土间的粘结受剪承载力之和,为:
RgVb12RVbU时
Rgvbi2Rvbu时
bu——箍板宽度;
Lu――箍板单肢的梁侧混凝土的粘结长度;
Rgv钢与钢粘接
SIs
抗剪设计值。
态计算
当梁的斜截面受剪承载力不足时,可采用局部粘贴并联U形箍板进行加固(图,此时斜截面受剪承载力按下式计算:
同时,必须满足以下条件
Qj――斜截面受承载剪力设计值;
Qo――原构件斜截面受剪承载力设计值;
Abi――单肢箍板截面面积;
s——箍板轴线间距;
Rgb――加固钢板抗拉强度设计值
s――钢筋安全系数,取s=1.25。
4、粘钢加固施工
1)构造要求
根据经验,粘钢钢板厚度以2〜6mm为宜,一般取4mm
为了延缓胶层老化,防止钢板锈蚀,钢板及其邻接的混凝土表面,应进行密封防水防腐
20mm对于板不
处理。
简单而有效的办法是用M15水泥砂浆抹面,其厚度对于梁不应小于应小于15mm
2)施工要点
粘钢加固施工应按图
被粘混凝土和钢板表面处理
加固构件卸载
表面处理
88文档来源为:
胶粘剂配制
固定加压
检验与试验
防腐粉刷
表面处理包括加固构件结合面处理和钢板贴合面处理,
是粘钢加固施工过程最关键的工
序,应认真进行。
对于混凝土构件结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对很旧很脏的混凝土构件的粘合面,应先用硬毛刷沾高效洗涤剂,刷除表面油垢污物
后用冷水冲洗,再对粘合面进行打磨、除去2〜3mn厚表层,直至完全露出新鲜面,并用压
缩空气除去粉尘。
处理后,若表面严重凹凸不平,可用环氧树脂砂浆修补。
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,去掉
1〜2mm厚表层,
用压缩空气除去粉尘,用棉花沾丙酮擦试表面。
③对于新混凝土粘合面,先用角磨机将粘合面磨平,再用钢丝刷将表面松散浮渣刷去,
用棉花沾丙酮擦试表面。
④对于龄期在3个月以内,或湿度较大的混凝土构件,粘钢前尚须进行人工干燥处理。
对于钢板粘合面,应根据钢板锈蚀程度,分别按以下两种方法处理:
①如钢板未生锈或轻微锈蚀,可用喷砂、砂布或平砂轮打磨,直至出现金属光泽。
打
磨粗糙度越大越好,打磨纹路尽量与钢板受力方向垂直。
然后用脱脂棉花沾丙酮擦拭干净。
②如钢板锈蚀严重,须先用适度盐酸浸泡20min,使锈层脱落,再用石灰水冲洗,中
和酸离子、最后用平砂轮打磨出纹道,再用丙酮擦试干净。
2)卸荷
为了减轻粘贴钢板的应力、应变滞后现象,粘贴钢板及胶液固化期间应封闭交通。
3)配胶
目前结构加固用胶粘剂中最常用的是环氧类粘结剂。
环氧类粘结剂分为甲、乙两组分,
使用前应进行现场质量检验,合格后方能使用。
使用时将甲、乙两组分别按说明规定混合在
一起,用转速为100〜300r/min的轴式搅拌器搅拌,至色泽均匀为止。
容器内不得有油污,
搅拌时应避免水进入容器,并按同一方向进行搅拌,以免带入空气形成气泡,降低粘结性能。
4)粘贴
粘结剂配制好后,用抹刀同时涂抹在已处理好的混凝土表面和钢板上,厚度
1〜3mm,
中间厚边缘薄。
然后将钢板贴于预定位置,若是立面粘贴,为防止流淌,可加一层脱蜡玻璃
丝布。
粘好钢板后,用手锤沿粘贴面轻轻敲击钢板,如无空洞声,表示已粘贴密实,否则应
剥下钢板补胶,重新粘贴。
5)固定与加压
钢板粘贴好后立即用特制
U型夹具夹紧或用木杆顶撑,压力保持为0.05〜0.1MPa,以
使胶液刚从钢板边缝挤出为度。
若用膨胀螺栓固定,膨胀螺栓一般是钢板的永久附加锚固,其埋设孔洞应与钢板一道于涂胶前钻成。
6)固化
环氧类粘结剂在常温下固化,保持在20C以上,24h即可拆除夹具或支撑,若低于15C,应采用人工加温,一般用红外线灯加热。
固化期间不得对钢板有任何扰动。
7)检验
撤除临时固定设备后,应用小锤轻轻敲击粘结钢板,从音响判断粘接效果或用超声波法
探测粘贴密度。
如锚固区粘结面积少于90%,非锚固区粘结面积少于70%,则此粘结件无效,应剥下重新粘结。
对于重大工程,为了真实检验其加固效果,尚需抽样进行荷载试验,一般仅作标准使用荷载试验,即在标准荷载作用下,加固结构的变形和裂缝开展应满足设计的使用要求。
8)防腐处理
粘钢加固的钢板,应按设计要求进行防腐处理。
可在钢板表面粉刷水泥砂浆保护,如钢板面积较大,为了有利于砂浆粘贴,可粘一层铅丝网或点粘一层豆石。
并在抹灰时涂刷一道
混凝土界面剂。
水泥砂浆的厚度:
对于梁不应小于
20伽,对于板不应小于15伽。
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