桥梁加固粘贴钢板法应用分析

曹家文、王文昌

（1.上饶市鄱阳公路事业发展中心，江西 上饶 333100；2.江西省和泰建设工程有限公司，江西 上饶 333100）

1 粘贴钢板法概述

桥梁作为重要的交通基础设施，承载着巨大的交通流量和荷载压力。随着时间的推移和使用频率的增加，桥梁会出现结构损伤、疲劳裂缝和承载能力下降等问题。粘贴钢板法是一种常用的桥梁加固技术，在修复和强化桥梁结构方面有显著作用。该方法通过在受损桥梁结构表面粘贴和固定钢板，增加桥梁的强度、刚度和稳定性，修复和强化结构的承载能力。该方法适用于各种桥梁类型和受损情况，可以有效延长桥梁的使用寿命，提升其安全性和可靠性。应用粘贴钢板法进行加固施工时，首先，要对受损桥梁进行评估和检测，确定需要加固的区域和损伤程度。其次，清理受损表面并做好相应准备工作，确保钢板的粘贴和固定能够有效进行。最后，将预先制作好的钢板涂覆特殊的黏结剂粘贴在受损区域上，通过适当的加压和固定方式，确保钢板与桥梁结构紧密连接，形成坚固的整体。粘贴钢板法相较于传统的拆除和重建方法，一是不需要拆除原有结构，减少了对工期和交通的影响；二是施工相对简便，成本较低，且能够快速恢复桥梁的使用功能；三是由于钢板的高强度和刚性，粘贴钢板法能够有效增加桥梁的承载能力和刚性，提升其稳定性[1]。

2 桥梁加固粘贴钢板法施工要点

2.1 工程概况

2.1.1 桥梁概况

某桥梁工程项目建设需要跨越一座已定型的立交桥。桥梁的长度为430m，其中引桥部分长度为190m，桥面宽度为12.5m，净宽度为11.5m，设计为双向三车道，但未设置人行道。该桥梁采用普通钢筋混凝土曲线连续桥梁的形式，平曲线半径为200m，纵坡度为4%。横断面采用单箱单室箱型截面设计，梁体结构高度为1.1m。截至2023 年6 月，该桥梁已投入运营超过20 年，目前存在严重的损坏问题，各种病害较为严重。

2.1.2 桥梁破损情况

该桥梁所在的山区道路车流量较大，桥面采用沥青和混凝土结构铺设，目前出现了严重的纵横贯通裂缝问题。此外，连续箱梁结构的腹板上也存在严重的裂缝，且广泛分布，几乎涉及整个桥跨结构。经现场测量，裂缝尺寸在0.1～0.3mm 之间。尤其在各个跨中结构内、边跨结构内、箱梁底部出现严重的横向和纵向裂缝，严重者甚至贯通整个结构，导致结构的承载能力明显下降，无法满足桥梁通行的需求。此外，桥台结构也出现裂缝问题，承载能力不符合要求，已经对桥梁的安全性和稳定性构成严重威胁。

2.2 各工序施工方法

该工程桥梁采用粘贴钢板法进行加固，具体工程流程如图1 所示。

图1 粘贴钢板法施工工艺

2.2.1 测量放样

按设计方案的要求进行现场测量放样工作，在需要粘贴加固的结构表面应用钢筋探测仪确定钢筋结构的情况，掌握钢绞线的状态，并根据设计方案精确定位螺栓孔。

2.2.2 植（化学）螺栓

（1）植筋施工

使用螺栓（包括植筋胶和化学锚栓两种材料）进行植筋施工时，为实现良好的固定效果，要注意以下三点：一是植筋胶的性能必须达标；二是植筋胶注入必须按照规定进行操作；三是注入植筋胶时，应注满孔洞空间的2/3 以上，以满足饱满度要求，植筋见图2。

图2 植筋施工现场

（2）固化和检验

在植筋胶注入后插入钢筋，并静置足够的时间待其固化，其间防止扰动钢筋。在植筋固化后，使用千斤顶、锚具、反力架和压力表等设备进行拉拔试验，确保植筋的牢固程度符合工程技术标准。

（3）质量控制

一是钻孔施工时，要避免触碰钢筋或钢绞线。二是在清理孔洞的过程中，要反复进行清洗处理，以满足工程建设的需求。三是如果锚栓插入孔内而植筋胶没有溢出，则意味着植筋胶注入不合格，需要及时返工处理[2]。

2.2.3 钢板打孔及预安装

（1）钢板打孔

一是在现场进行锚栓设置以及钢板定位，并绘制出定位线。二是在需要粘贴钢板的结构表面放样钻孔，并画十字线进行标记。三是钻孔设备通常采用台钻或者剪板钻床，钻孔直径应略微超过螺杆直径，为安装环节留出足够的空间。

（2）钢板预安装

如果在钢板预安装施工中发现存在偏差问题，孔位对应不合格，则应及时调节螺杆的端部位置，但是调整幅度不宜过大，以免导致灌胶厚度过大而影响施工效果。如果偏差问题比较严重，则应重新钻孔施工。在钢板钻孔环节，应纵向位移处理，防止对钢板受力产生负面影响。

（3）质量控制

检测锚栓孔，确定定位线。每个锚栓孔都有独立的数据，不宜进行多孔联合检测，防止存在偏差问题。如果局部出现严重偏差，则应及时进行钢板钻孔处理，一般会选择气割的方式开孔，以确保粘贴效果合格。

2.2.4 混凝土基面及钢板粘贴面处理

（1）混凝土基面处理

在施工过程中，如果发现混凝土有剥落的情况，首先，需要将受损的基面彻底清理干净，将松散的混凝土全部凿除；对于生锈的钢筋，需要将其清理至露出金属光泽。其次，采用合格的混凝土材料进行填充，确保施工位置干净、干燥、无杂物。最后，使用环氧混凝土进行修复，使剥落部位表面平整、结构密实。在处理混凝土结构表面粘贴区域时，第一，应将加固部位凿除2～5mm 厚度的表层砂层和碳化层，确保裸露出坚实的混凝土结构，并将其处理成粗糙表面；第二，使用钢丝刷进行刷毛处理，并利用压缩空气将表面彻底清理干净；第三，使用脱脂棉蘸取丙酮对表面进行擦拭。

（2）钢板粘贴面处理

在现场，将钢板条放置在架子上，平放在空中，使用磨光砂轮或钢丝刷对其进行处理，以除去锈蚀物，并使其粗糙度符合要求。为了避免施工过程中对混凝土基面和钢板粘贴面的灰尘污染问题，应对其进行打磨和清理处理。

2.2.5 钢板安装、封边及密实性检查

（1）钢板安装

在现场施工中，将钢板与螺栓直接连接固定，螺杆部分应设置3mm 的垫片，以确保钢板与混凝土表面保持3mm 以上的间隙。在此基础上进行灌胶施工，确保灌胶层的厚度超过3mm。在安装钢板之前，需要处理钢板的两侧边缘。使用砂轮片切割出灌胶凹槽，凹槽的直径应略微大于灌胶层的厚度，以确保灌胶管的安装效果符合要求，且不会影响胶液厚度。在安装灌胶管时，间隔距离应设定在0.5～1.5m 之间。此外，在钢板的顶部设置一排灌胶排气孔，以确保空气能及时排出，以免对结构性能产生影响。

（2）封边及密实性检查

封边胶固化通常需要静置6～12h。进行密实性检查时，需要封闭灌胶管和顶部排气管，并在该处涂抹一定量的肥皂水，然后使用无油压缩空气连接底部的灌胶管，检查封边和灌胶部位是否存在冒泡现象，如果发现冒泡现象，则需要重新进行施工。

（3）质量控制

当螺栓拧紧后，需要确保其牢固度符合标准，避免出现脱落的问题；并保证胶液的厚度符合要求。施工人员应正确设置顶部排气管道，以确保其性能符合工程要求。同时，在钢板打磨和清理完成后，应及时进行钢板安装和封边处理[3]。

2.2.6 灌胶及固化处理

（1）灌胶

按照胶液厂家发布的说明书，根据规定的比例进行粘贴胶的配置，并且应用压力泵逐步将胶液灌入内部。在下一排的灌胶管出现胶液溢出的情况时，对其进行封顶处理，利用上一排的灌胶管进行灌胶施工。按照上述操作顺序逐步完成各个部位，在排气管冒胶之后即进行封闭处理，再使用较小的压力维持运行，时间在10min 以上，直至最终灌胶结束。

（2）固化检查

在钢板灌胶工作结束24h 后，使用小锤轻微敲击钢板表面，通过声音判定内部是否达到密实度标准。如果发现内部的空洞面积在10%以上，说明该部位的钢板粘贴加固质量不达标。

（3）质量控制

一是根据钢板灌胶作业的施工效率和速度，确定钢板封边的施工时间。二是避免钢板存放时间过长，否则极易造成锈蚀问题。三是在灌胶施工环节，应在确保结构性能达到要求的前提下，逐一完成各个部位的灌胶作业。

2.2.7 钢板表面防腐

在钢板非粘贴面进行喷砂处理，在其粗糙度超过80μm 后，对其表面进行镀锌处理，形成良好的防腐层结构，以提升桥梁结构的运行性能，延长其使用寿命。

3 桥梁加固粘贴钢板法施工注意事项

在进行桥梁加固粘贴钢板法施工时，需要注意以下六个关键事项，以确保施工加固效果满足设计要求。

第一，在施工前，必须进行全面的结构评估和设计，确定加固区域、加固材料和施工方法。结构评估应包括桥梁的荷载分析、结构强度计算和损伤程度评估，以确保加固措施符合工程要求。

第二，施工前必须对受损表面进行彻底的清洁。清除油污、灰尘、涂层残余物和松动的混凝土碎块等，以确保钢板能够牢固地粘贴在桥梁表面[4]。

第三，选择适合的黏结剂，并按照生产厂家的建议进行正确的涂覆操作。黏结剂的选择应考虑桥梁的材料特性、环境条件和预期寿命，以确保粘贴的钢板与桥梁结构具有良好的黏合性和耐久性。

第四，加固阶段，将预制的钢板按照设计要求粘贴在受损区域上，要确保钢板与桥梁表面完全接触，并使用适当的固定方法（如螺栓、焊接或钢丝绳）将钢板固定在桥梁上。固定方法应根据桥梁类型、结构特点和设计要求进行选择。

第五，施工时应注意控制环境温度和湿度。一般情况下，施工温度应大于指定的最低施工温度，以确保黏结剂能够正常固化。湿度对黏结剂的固化也有较大影响，应避免在高湿度或降雨天气下进行施工。

第六，施工过程中应加强质量控制，可使用测量工具对钢板粘贴的位置、间距、固定质量、厚度和平整度进行检测，以确保施工质量符合设计要求[5]。

4 结语

总体而言，粘贴钢板法通过将钢板与桥梁结构表面进行粘贴和固定，能够有效增加桥梁的承载能力、提升结构的刚度和稳定性，从而延长桥梁的使用寿命。通过本文对工程实例的分析可知，采用合理的设计方案、高质量的材料和严格的施工操作是保证粘贴钢板法加固效果的基础。粘贴钢板法的应用，虽然可以解决桥梁结构的损伤问题、提高桥梁的安全性和可靠性，但是尚存在一些不足之处，未来仍需要不断深化研究和实践，以期进一步完善该方法，为我国桥梁建设事业增添助力。