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多层粘钢加固应用探讨结构由于使用年限增长、使用功能的改变，会出现耐久性降低、承载力不足的情况，终产生结构病害。近年来，随着我国建筑的老龄化的加剧，包括房屋、桥梁、隧道等结构在内，病害发生率正呈现上升的趋势。结构加固的兴起，为病害结构带来了解决方案，对资源的可持续发展有着重要意义。

粘钢加固是当前结构加固中常用的方法之一，它利用高强度结构胶粘剂，将钢板粘贴至混凝土表面，与混凝土共同受力达到加固补强的目的。粘钢加固优点多，适用范围广，在各个领域中都有应用。长久以来，由于利用钢板与碳纤维布加固有较高的相似程度，因此二者经常被互相参照、对比。碳纤维布加固中，存在多层运用的情况，粘钢加固是否同样适用呢？

粘钢厚度的确定

在粘钢加固中，加固钢板的厚度与截面承载力提高幅度有直接的关联。钢板厚度的计算过程，类似于钢筋混凝土结构中钢筋的用量计算。当采用钢板对混凝土受弯构件加固例如混凝土梁加固时，首先需要通过加固后构件弯矩值求出混凝土受压区高度，再通过受压区高度计算出加固钢板所需截面面积，后根据梁体宽度确定合理钢板宽度，算出所需钢板厚度。

经过上述计算过程，便可以求证出钢板的厚度，但并不能够代表可以***增加钢板厚度来***制的提高结构承载力。钢板过厚，易导致钢板与混凝土基材间发生粘结的劈裂破坏，使加固失效；另一方面考虑到结构整体的安全性，以及控制加固后构件的裂缝与变形，钢板的厚度不应大于10mm。

多层粘钢加固分析

从钢板厚度的要求我们可以看出，多层钢板要比多层碳布限制更多，而对于钢板来说，无论是单层钢板还是多层钢板，厚度上同样都有10mm的高限制，为何还要采用多层钢板？这是由于根据大量工程经验来看，厚度较高的钢板，不宜采用人工施工的方式，规范也要求，采用人工涂胶粘贴钢板的厚度不应大于5mm，大于5mm的情况下，应采用压力注胶的形式，与外粘型钢加固法较为类似。

也就是说，当我们根据计算，得出5mm厚钢板无法满足加固需求时，若要采用单层钢板的形式，就需要采用注胶机进行注胶施工，相对常规粘钢加固来说要稍显繁琐。多层粘钢，便在一定程度上弥补了这样的问题，在实际操作中，也有较多的使用。

然而，多层粘钢是否能够起到理想效果，还是有待商榷的。类似于多层碳布，多层粘钢从第二层起（包含第二层），钢板提供的强度便会发生折减，造成同样10mm厚，多层粘钢提供强度低于单层粘钢提供强度的现象；受弯构件粘贴钢板时，钢板两端由于边缘效应会产生应力集中，是粘钢中薄弱的部位，尤其对于多层粘钢更是如此，因此在多层粘钢加固中，必须高度重视钢板端部锚固措施，防止发生剥离破坏。

多层粘钢加固，对于所用粘钢胶，也是一种考验。胶体性能直接影响到钢板是否能与基材形成整体，以及钢板与钢板间不发生剥离破坏有直接关系。

粘贴钢板加固设计

为了提高桥梁结构的抗弯能力， 一般在构件的受拉缘的表面粘贴钢板， 使钢板与原结构形成整体来受力， 此时以钢板与混凝土粘结处的混凝土局部抗剪切强度控制设计。 合理与安全的设计应控制在钢板发生屈服变形前， 粘结处混凝土不出现剪切破坏。 当桥梁结构的主拉应力区斜筋不足， 为了加固和增加结构的抗剪切强度时， 可将钢板粘贴在结构的侧面， 并垂直于剪切裂缝的方向斜向粘贴(斜度一般为 45°~60°)， 以承受主拉应力。 补强设计时， 钢板可作为钢筋的断面来考虑， 将钢板换算成钢筋， 原有构件承受恒载与活载， 增加的钢板承受原有构件承受不了的那部分活载。 在构件设计时， 加固用的钢板可按实际需要采用不同的形状， 但钢板的厚度必须比计算出的厚度大些。 用于抗弯能力补强的钢板尺寸应尽可能薄而宽、 厚度一般为 4~6 mm， 较薄的钢板可有足够的弹性来适应构件表面形状。

用于抗剪能力提高的钢板厚度宜厚点， 可依设计而定， 一般采用 10~15 mm。设计钢板长度时， 应将钢板的两端延伸到低应力区， 以减少钢板锚固端的粘结应力集中， 防止粘结部位构件出现裂缝或粘贴钢板被拉脱现象的发生。 粘钢法加固桥梁， 如何确保钢板和外加固构件形成整体受力是加固成功与否的关键， 所以，在补强设计时， 除应考虑钢板具有足够的锚固长度、 粘结剂具有足够的粘结强度和耐久性外， 为避免钢板在自由端脱胶拉开， 端部可用夹紧螺栓固定， 或设置 U型箍板、 水平锚固板等， 并在钢板上按一定的距离用螺栓固定， 确保钢板与混凝土之间的粘结力满足抗拉或抗剪强度的需要。

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在施工过程中粘贴钢板与粘贴碳布的异同

加压固定

不同点：碳布粘贴用刮板将碳布用力沿着一个方向进行刮压。钢板粘贴用化学锚栓进行临时固定，并且固定的化学锚栓不可以采用膨胀螺栓进行代替。

基面处理

相同点：表面含水率要求一致，粘贴部位的混凝土表层含水率不宜大于4%，不应大于6%。

不同点：粘贴碳纤维基面需要用角磨机对基面进行打磨，打磨要露出新鲜的混凝土基面，如果基面有较大孔洞、凹面、露筋等缺陷进行修补、复原；对构件截面的棱角，应打磨成圆弧半径不小于25mm的圆角。粘贴钢板基面首先要用角磨机对基面进行打磨，打磨要露天新鲜的混凝土基面，打磨完毕后需要进行凿毛处理。

胶体拌置及胶体涂抹

相同点：按材料说明书比例进行胶体拌置，均按质量比A:B=2:1进行拌置。

不同点：碳布粘贴浸渍胶应涂抹在混凝土表面，并且在碳布粘贴完以后再进行面胶涂抹。一层涂刷浸渍胶应保证胶体饱满，不得漏涂。第二层胶体应充分浸透碳纤维布。粘贴钢板应将粘钢胶涂抹在钢板表面，涂抹过程中应保证胶体中间厚两边薄，胶层平均厚度为3-4mm，加压完毕后胶层厚度保持在2-3mm。

施工质量检验

相同点：有效粘接面积不小于95%，并且单个空鼓面积不大于10000mm2可以采用注射法充胶修复。都需要进行现场拉拔试验，并且检验结构要求都是一致的。

不同点：粘贴碳纤维布单个空鼓面积≥10000mm2时，应割除空鼓，重新粘贴等量碳纤维布，粘贴时，其受力方向搭接长度不小于200mm，若粘贴层数超过三层，搭接长度不小于300mm。粘贴钢板时单个空鼓≥10000mm2时，应揭去重现场拉拔试件碳布可以不用提前裁好，粘贴好在拉拔试验之前用角磨机切割成40mm*40mmd的小方块，钢板粘场拉拔试验的试件必须提前裁剪成40mm*40mm的小方块。

粘钢如何达到加固效果

钢筋混凝土梁是由钢筋和混凝土两种力学性质差异很大的材料组成的受弯构件，混凝土抗压性能好但是其抗拉性能差，据试验证明混凝土的抗拉强度仅为其抗压强度的10%；然而相对来说钢筋的其抗拉强度与抗压强度都比较好。

对于钢筋混凝土梁来说，一般都为受弯构件，在荷载作用下，整个梁的上部为受拉区域，下部为受拉区域，由于混凝土抗拉强度很低，在不大的荷载作用下，素混凝土梁就会在受拉区开裂而产生破坏。

由于钢筋受拉性能良好，如果在梁的受拉区下边缘配置适量钢筋就能很好的解决这一问题，使得混凝土梁的抗压性能得到充分发挥。进一步来说，对于以浇筑好的混凝土梁来说，如果因为其出现抗弯能力不足的时候，可以采用增大其截面配筋率，使更多的混凝土参与受压，从而达到提高梁的抗弯性能，达到加固补强的目的。