鋼板剪切控制裝置結構設計

1. 粘貼鋼板加固橋梁

粘貼鋼板加固橋梁是非常重要的，了解橋梁加固的每個細節，才能更好的保障正常使用，每個細節的處理都很關鍵。中達咨詢就粘貼鋼板加固橋梁和大家說明一下。
採用環氧樹脂系列粘結劑將鋼板粘貼在鋼筋混凝土結構物的受拉緣或薄弱部位，使之與原結構物形成整體共同受力，以提高其剛度，改善原結構的鋼筋及混凝土的應力狀態，限制裂縫的進一步發展。從而達到加大補強、提高橋梁承載能力，是粘貼鋼板加固法的目的。
1.鋼與混凝土的粘結強度
1．1 粘結抗剪試驗
在C40級的混凝土立方體試塊上，用結構膠粘合兩塊大小相同的鋼板，在結構膠完全固化後。進行剪切試驗，結果表明，剪切破壞發生在混凝土，而不在粘結面上，混凝土的破壞面大於粘配鎮穗合面。可見，粘結抗剪強度大於混凝土的抗剪強度。
1．2 粘結抗拉試驗
把兩塊鋼板對稱地粘結在C40級的混凝土立方體試塊上，進行抗拉試驗。結果表明，拉斷面發生在混凝土試塊上。而粘結面完好，混凝土的破壞面大於粘合面。可見，粘結抗拉強度大於混凝土的抗拉強度。
上述試驗表明，用結構膠粘結的鋼板與混凝土，無論其粘結抗剪，還是粘結抗拉，破壞均發生在混凝土，粘結強度取決於混凝土的自身強度。因此，鋼板與混凝土的粘結抗剪、粘結抗拉強度，可取等於混凝土的抗剪強度、軸心抗拉強度。
2.粘貼鋼板加固設計
(1)為了提高橋梁結構的抗彎能力，一般在構件的受拉緣的表面粘貼鋼板，使鋼板與原結構形成整體來受力，此時以鋼板與混凝土粘結處的混凝土局部抗剪切強度控制設計。合理與安全的設計應控制在鋼板發生屈服變形前，粘結處混凝土不出現剪切破壞。
(2)當橋梁結構的主拉應力區斜筋不足，為了加固和增加結構的抗剪切強度時。可將鋼板粘貼在結構的側面，並垂直於剪切裂縫的方向斜向粘貼(斜度一般為45°-46°)，以承受主拉應力。
(3)補強設計時，鋼板可作為鋼筋的斷面來考慮，將鋼板換算成鋼筋，原有構件承受恆載與活載，增加的鋼板承受原有構件承受不了的那部分活載。
(4)在構件設計時，加固用的鋼板可按實際需要採用不同的形狀，但鋼板的厚度必須比計算出的厚度大些。用於抗彎能力補強的鋼板尺寸應盡可能薄而寬、厚度一般為4～6 mm，較薄的鋼板可有足夠的彈性來適應構件表面形狀。用於抗剪能力提高的鋼板厚度宜厚點，可依設計而定，一般採用10～15mm。
(5)設計鋼板長度時，應將鋼板的兩端延伸到低應力區，以減少鋼板鉗固端的粘結應力集中，防止粘結部位構件出現裂縫或粘貼鋼板被拉脫培卜現象的發生。
(6)粘鋼法加固橋梁，如何確保鋼板和外加固構件形成整體受力是加固成功與否的關鍵，所以，在補強設計時，除應考慮鋼板具有足夠的錨固長度、粘結劑具有足夠的粘結強度和耐久性外，為避免鋼板在自由端脫膠拉開，端部可用夾緊螺栓固定，或設置u型箍板、水平錨固板等，並在鋼板上按一定的距離用螺栓固定，確保鋼板與混凝土之間的粘結力滿足抗拉或抗剪強度的需要。
3.材料與構造要求
(1)加固所用的粘結劑，必須是粘結強度高、耐久性好、具有一定彈性。
(2)加固使用的鋼板，一般以3號鋼或16號錳鋼為宜。鋼板、連接螺栓及焊縫的旅運強度設計值，應按現行國家標准《鋼結構設計規范》規定採用。
(3)粘鋼加固結檯面的粘結強度，除粘結劑本身強度應確保外，主要取決於被加固構件混凝土強度。因此，粘鋼加固基層的混凝土強度等級不應低於C15 。
(4)對於受壓粘結鋼加固，當採用梁側粘鋼時，鋼板寬度不宜大於梁高的1/3。
(5)粘結鋼板在加固點外的錨固長度，除滿足計算值外，尚應保證一定的構造要求；對於受拉區，不得小於200t（t為鋼板厚度），亦不得小於600mm；對於受壓區，不得小於160t，亦不得小於480mm；同時，錨固區尚宜增設U型箍板或螺栓等附加錨固措施。
(6)為防止鋼板銹蝕，延緩粘結劑的老化，鋼板表面應作密封防水防腐處理。
4.粘貼鋼筋法特點
粘貼鋼筋加固法一般用在橋梁結構的抗拉強度不足，受拉部位產生裂縫時，在受拉部位粘貼鋼筋對橋梁進行加固，以便增強橋梁抗彎部位外纖維的抗拉能力。粘貼鋼筋具有與結構物粘附性能較好、加工成型容易、用鋼量少、錨圊牢靠方便、加固效果明顯等特點。一般採用環氧砂漿粘貼鋼筋，環氧砂漿的厚度以不使鋼筋外露為標准。為便於施工和加強補強鋼筋和原結構更好地形成整體，可在原結構上間隔一定距離設置短鋼筋錨桿。
5.加固施工工藝要點
(1)搭設支架，在支架上設有支承梁和成型模板。
(2)對原結構被加固部位的混凝土表面進行處理，確保粘貼效果更好。混凝土表面要清除破碎部位、鑿平拉毛，使骨料露出，用鋼絲刷或壓縮空氣把浮塵清除掉。
(3)安裝錨桿和布設鋼筋。鋼筋布設前，應先把鋼筋接被加固部位的外形整形截好，除銹後再用丙酮擦拭乾凈，放在模板上紮成排柵，或在橋下點焊成排柵再就位。就位前，先在鋼筋排柵表面塗一層環氧樹脂膠漿，然後再用錨桿固定在構件的底面上。
(4)粘結。為便於脫模，粘貼鋼筋前先在模板上鋪一層塑料薄膜，再將環氧樹脂砂漿均勻地攤鋪在模板上，厚度稍大於設計值。粘貼時，在模板與支承梁之間打人木楔，將模板頂起壓在構件底面的補強鋼筋上，使環氧砂漿壓入鋼筋的間隙，與原結構的混凝土粘為一體。
(5)待環氧砂漿固化後拆除模板，並立即對粘貼質量進行檢查，若發現空洞等缺陷，應及時用環氧砂漿進行修補。
(6)對加固部位表面進行防護處理。一般先清除補強鋼筋表面的銹斑和塵污，然後塗一層環氧樹脂薄漿罩面，再塗兩層防銹漆在上面進行保護。也可在加固部位表面噴射一層混凝土保護層，防止補強鋼筋銹蝕。
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