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多層粘鋼加固應(yīng)用探討結(jié)構(gòu)由于使用年限增長(zhǎng)、使用功能的改變，會(huì)出現(xiàn)耐久性降低、承載力不足的情況，終產(chǎn)生結(jié)構(gòu)病害。近年來(lái)，隨著我國(guó)建筑的老齡化的加劇，包括房屋、橋梁、隧道等結(jié)構(gòu)在內(nèi)，病害發(fā)生率正呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。結(jié)構(gòu)加固的興起，為病害結(jié)構(gòu)帶來(lái)了解決方案，對(duì)資源的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。

粘鋼加固是當(dāng)前結(jié)構(gòu)加固中常用的方法之一，它利用高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)膠粘劑，將鋼板粘貼至混凝土表面，與混凝土共同受力達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。粘鋼加固優(yōu)點(diǎn)多，適用范圍廣，在各個(gè)領(lǐng)域中都有應(yīng)用。長(zhǎng)久以來(lái)，由于利用鋼板與碳纖維布加固有較高的相似程度，因此二者經(jīng)常被互相參照、對(duì)比。碳纖維布加固中，存在多層運(yùn)用的情況，粘鋼加固是否同樣適用呢？

粘鋼厚度的確定

在粘鋼加固中，加固鋼板的厚度與截面承載力提高幅度有直接的關(guān)聯(lián)。鋼板厚度的計(jì)算過(guò)程，類似于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的用量計(jì)算。當(dāng)采用鋼板對(duì)混凝土受彎構(gòu)件加固例如混凝土梁加固時(shí)，首先需要通過(guò)加固后構(gòu)件彎矩值求出混凝土受壓區(qū)高度，再通過(guò)受壓區(qū)高度計(jì)算出加固鋼板所需截面面積，后根據(jù)梁體寬度確定合理鋼板寬度，算出所需鋼板厚度。

經(jīng)過(guò)上述計(jì)算過(guò)程，便可以求證出鋼板的厚度，但并不能夠代表可以無(wú)限增加鋼板厚度來(lái)無(wú)限制的提高結(jié)構(gòu)承載力。鋼板過(guò)厚，易導(dǎo)致鋼板與混凝土基材間發(fā)生粘結(jié)的劈裂破壞，使加固失效；另一方面考慮到結(jié)構(gòu)整體的安全性，以及控制加固后構(gòu)件的裂縫與變形，鋼板的厚度不應(yīng)大于10mm。

多層粘鋼加固分析

從鋼板厚度的要求我們可以看出，多層鋼板要比多層碳布限制更多，而對(duì)于鋼板來(lái)說(shuō)，無(wú)論是單層鋼板還是多層鋼板，厚度上同樣都有10mm的高限制，為何還要采用多層鋼板？這是由于根據(jù)大量工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，厚度較高的鋼板，不宜采用人工施工的方式，規(guī)范也要求，采用人工涂膠粘貼鋼板的厚度不應(yīng)大于5mm，大于5mm的情況下，應(yīng)采用壓力注膠的形式，與外粘型鋼加固法較為類似。

也就是說(shuō)，當(dāng)我們根據(jù)計(jì)算，得出5mm厚鋼板無(wú)法滿足加固需求時(shí)，若要采用單層鋼板的形式，就需要采用注膠機(jī)進(jìn)行注膠施工，相對(duì)常規(guī)粘鋼加固來(lái)說(shuō)要稍顯繁瑣。多層粘鋼，便在一定程度上彌補(bǔ)了這樣的問(wèn)題，在實(shí)際操作中，也有較多的使用。

然而，多層粘鋼是否能夠起到理想效果，還是有待商榷的。類似于多層碳布，多層粘鋼從第二層起（包含第二層），鋼板提供的強(qiáng)度便會(huì)發(fā)生折減，造成同樣10mm厚，多層粘鋼提供強(qiáng)度低于單層粘鋼提供強(qiáng)度的現(xiàn)象；受彎構(gòu)件粘貼鋼板時(shí)，鋼板兩端由于邊緣效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，是粘鋼中薄弱的部位，尤其對(duì)于多層粘鋼更是如此，因此在多層粘鋼加固中，必須高度重視鋼板端部錨固措施，防止發(fā)生剝離破壞。

多層粘鋼加固，對(duì)于所用粘鋼膠，也是一種考驗(yàn)。膠體性能直接影響到鋼板是否能與基材形成整體，以及鋼板與鋼板間不發(fā)生剝離破壞有直接關(guān)系。

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少了這一步，粘鋼加固效果降低90%

HM-120M粘鋼灌注膠的使用說(shuō)明書(shū),粘鋼灌注膠使用流程：鉆孔-表面處理-固定鋼板-封縫及排氣設(shè)置-配膠及灌膠-固化養(yǎng)護(hù)-檢驗(yàn)-防腐處理。

粘鋼加固后必須做防腐處理，防腐處理：型鋼表面（混凝土表面）應(yīng)該抹厚度不小于25mm的高強(qiáng)度等級(jí)水泥砂漿（應(yīng)加鋼絲防裂）作為保護(hù)層，也可采用其他具有防腐性和防火性能的飾面材料加以保護(hù)。

少了這一步，粘鋼加固效果降低90%。

根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》，粘鋼加固完成后，之所以還需要在型鋼表面噴涂高強(qiáng)度水泥砂漿保護(hù)層，主要是為了防腐蝕和防火。

防腐處理

鋼結(jié)構(gòu)暴露在大氣環(huán)境下，大氣的氧和水分會(huì)造成鋼結(jié)構(gòu)的化學(xué)腐蝕，而且鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)風(fēng)霜雨露，溫度和濕度變化落差大，縮短鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，須要進(jìn)行防腐；

鋼結(jié)構(gòu)在正常的情況下，它的強(qiáng)度都是很好的，但是如果腐蝕了，就會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有不好的影響，腐蝕會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有作用，腐蝕會(huì)使鋼構(gòu)材料變薄，韌性變化，抗老化性能減低，所以需要對(duì)鋼構(gòu)件進(jìn)行防腐處理；

鋼構(gòu)件不做防腐處理，鋼構(gòu)件會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)上的破壞，沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)就會(huì)造成重要構(gòu)件的損壞，可能會(huì)發(fā)生垮塌危險(xiǎn)，所以，必須進(jìn)行防毒處理。

防火處理

鋼構(gòu)件本身是一種不會(huì)燃燒的建筑材料，但是如果溫度在450℃-650℃，不加防火處理的鋼構(gòu)件的耐火極限是15分鐘左右。

溫度迅速增長(zhǎng)，鋼構(gòu)件就會(huì)失去承載力，發(fā)生過(guò)大的變形，而不能繼續(xù)承載，就會(huì)導(dǎo)致后的倒塌事故。

所以粘鋼加固必須進(jìn)行防火處理，將鋼構(gòu)件的耐火極限達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范的限定范圍內(nèi)。

但是型鋼表面積過(guò)大，很難保證抹灰質(zhì)量，此時(shí)，可以在鋼構(gòu)件表面先加設(shè)鋼絲網(wǎng)或者點(diǎn)粘一層豆石，然后在抹灰，便不會(huì)出現(xiàn)脫落和開(kāi)裂。

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粘貼鋼板加固設(shè)計(jì)

為了提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗彎能力， 一般在構(gòu)件的受拉緣的表面粘貼鋼板， 使鋼板與原結(jié)構(gòu)形成整體來(lái)受力， 此時(shí)以鋼板與混凝土粘結(jié)處的混凝土局部抗剪切強(qiáng)度控制設(shè)計(jì)。 合理與安全的設(shè)計(jì)應(yīng)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。 當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)的主拉應(yīng)力區(qū)斜筋不足， 為了加固和增加結(jié)構(gòu)的抗剪切強(qiáng)度時(shí)， 可將鋼板粘貼在結(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 45°~60°)， 以承受主拉應(yīng)力。 補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)時(shí)， 鋼板可作為鋼筋的斷面來(lái)考慮， 將鋼板換算成鋼筋， 原有構(gòu)件承受恒載與活載， 增加的鋼板承受原有構(gòu)件承受不了的那部分活載。 在構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)， 加固用的鋼板可按實(shí)際需要采用不同的形狀， 但鋼板的厚度必須比計(jì)算出的厚度大些。 用于抗彎能力補(bǔ)強(qiáng)的鋼板尺寸應(yīng)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(lái)適應(yīng)構(gòu)件表面形狀。

用于抗剪能力提高的鋼板厚度宜厚點(diǎn)， 可依設(shè)計(jì)而定， 一般采用 10~15 mm。設(shè)計(jì)鋼板長(zhǎng)度時(shí)， 應(yīng)將鋼板的兩端延伸到低應(yīng)力區(qū)， 以減少鋼板錨固端的粘結(jié)應(yīng)力集中， 防止粘結(jié)部位構(gòu)件出現(xiàn)裂縫或粘貼鋼板被拉脫現(xiàn)象的發(fā)生。 粘鋼法加固橋梁， 如何確保鋼板和外加固構(gòu)件形成整體受力是加固成功與否的關(guān)鍵， 所以，在補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)時(shí)， 除應(yīng)考慮鋼板具有足夠的錨固長(zhǎng)度、 粘結(jié)劑具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度和耐久性外， 為避免鋼板在自由端脫膠拉開(kāi)， 端部可用夾緊螺栓固定， 或設(shè)置 U型箍板、 水平錨固板等， 并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(jié)力滿足抗拉或抗剪強(qiáng)度的需要。