海工环境下钢筋砼桥梁抗弯加固新技术——高性能复合砂浆网__58期

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:159

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　　海工环境下钢筋砼桥梁抗弯加固新技术——高性能复合砂浆网
　　宋朝霞1高凤新2
　　1烟台市市政养管处2山东威青高速公路烟台管理处
　　摘要：本文通过分析近海环境下钢筋混凝土桥梁采用粘贴钢板或粘贴碳纤维布进行抗弯加固方法的不足，建议采用拟卸载技术，进行高性能复合砂浆网抗弯加固施工。
　　关键词：近海环境；拟卸载；高性能复合砂浆网0引言
　　近海钢筋混凝土桥梁受氯盐腐蚀严重，钢筋锈蚀，混凝土胀裂、剥离。采用粘贴钢板或粘贴碳纤维布进行抗弯加固，后期维护成本较高，且存在的大面积未加固区域，属混凝土耐久性补强薄弱区域。
　　高性能复合砂浆网（HPF）是近年研究应用的新型复合材料。HPF加固是在混凝土构件上绑扎钢筋网，用复合砂浆薄层起保护和锚固作用，使其共同工作整体受力，以提高结构承戟力的一种新的加固方法。
　　国内外学者对这种方法加固后的钢筋混凝土梁、柱构件的各种性能做了一系列试验研究[1-2]，研究表明，这种方法不仅能有效提高结构构件的刚度及抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面的性能，而且其本身也可起到对内部混凝土结构的保护作用，达到双重加固修补的目的。
　　1HPF加固钢筋砼结构的技术特点[3]
　　与传统加固修补方法及粘钢、粘贴碳纤维布加固技术相比，钢筋网复合砂浆加固修补混凝土结构具有明显的技术优势，主要表现在以下方面：
　　1.施工便捷，加固效果有保障
　　粘钢及粘贴碳纤维布加固效果受基底表面平整度影响较大，对基底的平整度要求较高。海工环境下的梁体粘钢及粘贴碳纤维布加固，应在凿除原劣化混凝土后，采用防腐聚合物砂浆进行修复，并在修复后的表面进行打磨，否则，加固效果无法保证。
　　高性能复合砂浆网加固在凿除原劣化混凝土后，直接绑扎钢筋网片，施工工艺简单，由于钢丝网比较柔软，即使加固的结构表面不是非常平整，也基本可以保证有效地固定，相比较粘钢法与粘贴碳纤维布法加固，施工质量得到较好的保证。
　　因此，该方法既有效地消除海工环境粘钢及粘贴碳纤维布加固的弊端，同时也能够较好地保证加固效果。
　　2.具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性能。
　　粘钢及粘贴碳纤维布加固属局部加固，未加固区域混凝土耐久性问题仍然存在。
　　采用该方法对结构进行修补处理后，不仅不需要像采用粘钢法所需要的定期防锈维护，解决了大笔维修费用，而且其本身便可起到对内部混凝土结构的保护作用，达到双重加固修补的目的。
　　3.适合各种轮廓外形的修复加固。
　　加固修补是在原结构的基础上进行的，受修补空间及修补形状的限制，比普通水泥砂浆有大得多的抗裂能力，容易被浇注成任意形状，适合于各种轮廓外形的结构单元的修复加固。
　　4.对结构现状及外观影响不大。
　　钢筋网加固混凝土结构，复合砂浆是一个薄层，一般只有15-25mm左右，基本不增加原结构重量及几何尺寸。
　　5.具有很好的耐火性与耐高温性能。
　　钢筋网复合砂浆是一种无机材料，解决了粘贴钢板及碳纤维因使用有机环氧结构胶而产生的问题。
　　2HPF主要施工工艺
　　1.施工准备工作
　　根据施工现场和被加固混凝土构件的实际情况拟定施工方案，确定加固工程施工组织设计，并对所使用的界面剂、抗剪切销钉、钢筋、复合砂浆材料及机具等做好施工前的准备。
　　2.混凝土表面处理
　　用铁锤和凿子借人力对新老混凝土粘结面敲打，使其表面形成随机的凹凸不平状，增加粘结面的粗糙程度，人工凿毛后。用真空吹去或刮出块状物，或用清洁压缩空气吹掉灰尘和颗粒。
　　3.对结构进行拟卸载处理
　　即在预搭平台上利用千斤顶等上顶装置在梁底施加与恒载反方向的荷载，消除己有变形并且使结构产生一定的反向变形，并在该变形状态下进行施工，待高性能复合砂浆网养护期结束后，撤销上顶装置。
　　4.混凝土构件植入销#p#副标题#e#钉
　　销钉采用圆钢，直径一般为6-10mm，成品形状为L形，基本锚固深度不应小于5d，同时不应小于50mm，外露原构件长度不小于20mm。销钉间距不小于埋入深度的2倍，同时不应小于100mm，采用无机植筋胶锚固。
　　5.绑扎安装钢筋网
　　钢筋网直径位4-10mm，钢筋种类为HPB235、HRB335、HRB400。钢筋直径不宜超过10mm。
　　6.涂刷界面剂
　　按产品使用说明书配置界面剂，其次对混凝土构件表面涂刷界面剂，在涂刷界面剂前混凝土构件表面提前24h洒水充分湿润，最后均匀涂刷界面剂，界面剂涂刷后应在30min内抹完复合砂浆。
　　7.抹复合砂浆
　　复合砂浆施工温度宜在环境5℃以上进行，界面剂涂刷完后10min，复合砂浆宜用手工用力抹在构件混凝土表面，一般分三次抹灰，第一次用力将复合砂浆塞满钢筋网格，第二次抹灰为初步找平，第三次抹灰为表面层，复合砂浆总厚度为20-25mm，几次抹灰的间隙应在砂浆初凝与终凝之间，复合砂浆每抹完一层后必须用木抹子纵横向反复搓毛复合砂浆表面，层面在初凝后压光。
　　8.复合砂浆养护
　　复合砂浆一般采用自然浇水养护，应在抹完砂浆薄层24h内进行保湿养护，浇水次数应能保持复合砂浆处于湿润状态。
　　3注意事项
　　1.复合砂浆薄层与老混凝土只有共同工作，才能保证加固效果，因此界面剂的施工质量是该技术的关键。
　　2.对砂浆层与老混凝土之间的基层处理严格控制，以防出现空鼓现象。
　　3.由于修补数量较小，施工中应严格控制好材料称量及施工配合比设计，施工后加强成品的养护，以防复合砂浆层抗压强度不足。
　　4.钢筋网片的定位、砂浆层的厚度应按照设计认真定位，以防出现龟裂。
　　4结束语
　　钢筋网复合砂浆加固法是在混凝土构件表面绑扎钢筋网，用复合砂浆作为保护和锚固材料，使其与原构件共同受力，以提高结构承载力的一种加固方法。它实质是一种体外配筋，提高原构件的配筋量，从而相应提高结构构件的刚度、抗拉、抗压、抗弯和抗剪等方面性能的方法。实验数据表明[1]：承载力能够提高20%-30%。
　　钢筋混凝土结构随着建设标准的提高，腐蚀环境的影响，给桥梁结构耐久性能提出更高的要求。而高性能复合砂浆网作为一种修补复合材料，具有一般水泥砂浆无法比拟的许多优越性能，有着广阔的工程应用空间。
　　参考文献：
　　[1]蒋隆敏,尚守平等.一种适用于钢丝(筋)网水泥加固方法的纤维增加复合砂浆和界面剂[J],第十届纤维混凝土学术会议论文集,2004.
　　[2]聂建国,王寒冰,张天申等.高强不锈钢绞线一渗透性聚合砂浆抗弯加固的试验研究.建筑结构学报,2005，26(2):1—9.
　　[3]卜良桃.高性能复合砂浆钢筋网（HPF）加固混凝土结构新技术[M],中国建筑工业出版社，2007.