本发明涉及桥梁构件加固的方法。
背景技术：
现今常用的桥梁加固方法有增大截面加固、粘贴材料加固等多种方法。增大截面加固通过增加截面高度和厚度提高构件的抗压/抗剪承载能力，但是容易出现新老混凝土结合面强度不足的问题，且自重增加较大，抗拉能力提高不明显；粘贴碳纤维布加固方法能充分利用碳纤维材料卓越的抗拉强度和刚度，但是由于刚度过大容易出现与混凝土脱落现象，而且碳纤维布造价高。综上所述，现有常用的桥梁加固技术存在界面强度不足、自重大、施工繁琐、施工周期长和无法同时提高构件抗拉和抗压强度的缺点。
技术实现要素：
本发明要解决现有常用的桥梁加固技术存在界面强度不足、自重大、施工繁琐、施工周期长和无法同时提高构件抗拉和抗压强度的问题，而提供一种利用聚氨酯水泥复合材料与钢筋网加固桥梁构件的方法。一种利用聚氨酯水泥复合材料与钢筋网加固桥梁构件的方法，具体是按照以下步骤进行的：一、在桥梁混凝土结构构件维修加固部位的表面凿成凹凸差大于等于6mm的粗糙面，清洗桥梁构件表面，干燥桥梁混凝土结构构件维修加固部位；二、对桥梁混凝土结构构件维修加固部位植入连接钢筋，在连接钢筋上挂钢筋网片，同时将钢筋网片与连接钢筋进行焊接；所述的钢筋网片为直径为4mm～10mm的钢筋焊接成的矩形网；所述的连接钢筋直径为4mm～10mm；所述的钢筋网片的网孔大小为(1～20)cm×(1～20)cm；所述的连接钢筋间距为钢筋网片的网孔孔距的2倍～10倍；三、在加固构件表面架立模板，配制聚氨酯水泥复合材料，在钢筋网片表层浇注聚氨酯水泥复合材料，自然条件下进行养护，即完成利用聚氨酯水泥复合材料与钢筋网加固桥梁构件的方法；所述的聚氨酯水泥复合材料由聚酯多元醇、异氰酸酯、水泥、破泡剂和催化剂混合而成；所述的聚酯多元醇与异氰酸酯的质量比为1:1；所述的聚酯多元醇与水泥的质量比为 1:2；所述的聚酯多元醇与破泡剂的质量比为1:0.003；所述的聚酯多元醇与催化剂的质量比为1:0.00005；所述的浇注的聚氨酯水泥复合材料厚度为20mm～50mm。本发明的有益效果是：本发明加固技术是采用一种聚氨酯水泥复合材料与钢筋网结合使用的新型加固方法，聚氨酯水泥复合材料不仅具有较强的抗拉/压强度和刚度，而且与旧混凝土的粘结强度大，不会发生粘结界面的剪切破坏。内部与构件焊接的钢筋网片可以形成较好的加劲作用，与聚氨酯水泥复合材料同时受力。聚氨酯类材料本身具有良好耐酸性，在混凝土表面可以形成良好的保护屏障，增加混凝土耐久性。其既适用于受拉构件的加固，又适用于受压构件的加固，弯拉强度可达到40MPa～50MPa，抗压能力可达到50MPa～60MPa。材料利用率高、施工工艺简单，加固效果明显，适用于桥梁、建筑结构构建的加固。本发明用于一种利用聚氨酯水泥复合材料与钢筋网加固桥梁构件的方法。附图说明图1为本发明利用聚氨酯水泥复合材料与钢筋网加固桥梁构件的示意图，1为钢筋网，2为聚氨酯水泥复合材料；3为桥梁构件，4为连接钢筋。具体实施方式本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。具体实施方式一：结合图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种利用聚氨酯水泥复合材料与钢筋网加固桥梁构件的方法，具体是按照以下步骤进行的：一、在桥梁混凝土结构构件维修加固部位的表面凿成凹凸差大于等于6mm的粗糙面，清洗桥梁构件表面，干燥桥梁混凝土结构构件维修加固部位；二、对桥梁混凝土结构构件维修加固部位植入连接钢筋，在连接钢筋上挂钢筋网片，同时将钢筋网片与连接钢筋进行焊接；所述的钢筋网片为直径为4mm～10mm的钢筋焊接成的矩形网；所述的连接钢筋直径为4mm～10mm；所述的钢筋网片的网孔大小为(1～20)cm×(1～20)cm；所述的连接钢筋间距为钢筋网片的网孔孔距的2倍～10倍；三、在加固构件表面架立模板，配制聚氨酯水泥复合材料，在钢筋网片表层浇注聚氨酯水泥复合材料，自然条件下进行养护，即完成利用聚氨酯水泥复合材料与钢筋网加固桥梁构件的方法；所述的聚氨酯水泥复合材料由聚酯多元醇、异氰酸酯、水泥、破泡剂和催化剂混合而成；所述的聚酯多元醇与异氰酸酯的质量比为1:1；所述的聚酯多元醇与水泥的质量比为1:2；所述的聚酯多元醇与破泡剂的质量比为1:0.003；所述的聚酯多元醇与催化剂的质量比为1:0.00005；所述的浇注的聚氨酯水泥复合材料厚度为20mm～50mm。本实施方式根据加固需要，焊接不同直径、不同网孔大小的钢筋网片。本具体实施方式步骤三中所述的聚酯多元醇为二元羧酸与多元醇聚合而成，俗称白料；本具体实施方式步骤三中所述的异氰酸酯为固化剂巴斯夫20S，俗称黑料；本具体实施方式步骤二中为保证界面处理的均匀性，采用压缩空气净洁桥梁构件表面；本具体实施方式步骤三中按照图纸对桥梁构件混凝土结构维修加固部位植入连接钢筋，在连接钢筋上挂钢筋网，钢筋网与钢筋进行焊接，以保证新增截面能与原结构共同受力。本具体实施方式步骤四中在钢筋网表层浇注聚氨酯水泥复合材料时，若采用分段浇筑，前后两次浇筑的时间间隔不少于24小时，严格控制分段浇筑的时间间隔。本实施方式的有益效果是：本实施方式加固技术是采用一种聚氨酯水泥复合材料与钢筋网结合使用的新型加固方法，聚氨酯水泥复合材料不仅具有较强的抗拉/压强度和刚度，而且与旧混凝土的粘结强度大，不会发生粘结界面的剪切破坏。内部与构件焊接的钢筋网片可以形成较好的加劲作用，与聚氨酯水泥复合材料同时受力。聚氨酯类材料本身具有良好耐酸性，在混凝土表面可以形成良好的保护屏障，增加混凝土耐久性。其既适用于受拉构件的加固，又适用于受压构件的加固，弯拉强度可达到40MPa～50MPa，抗压能力可达到50MPa～60MPa。材料利用率高、施工工艺简单，加固效果明显，适用于桥梁、建筑结构构建的加固。。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中当桥梁混凝土结构构件维修加固部位的配筋有锈蚀时，配筋表面应除锈、脱脂并打磨至露出金属光泽；当配筋锈蚀造成的截面面积削弱达原截面的1/10以上时，应补配钢筋；当桥梁混凝土结构构件维修加固部位存在蜂窝麻面、混凝土脱落应对残损部分进行局部维修；当桥梁混凝土结构构件维修加固部位存在的裂缝时进行灌浆或封闭处理。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是：步骤二中所述的连接钢筋为普通钢筋或螺栓式锚筋。其它与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤三中所述的异氰酸酯为固化剂巴斯夫20S；所述的破泡剂为硅油；所述的催化剂为苯甲酰氯。其它与具体实施方式一至三相同。本具体实施方式所述的配制聚氨酯水泥复合材料应分别满足如下技术指标：聚酯多元醇：酸值，≤5mgKOH/g；羟值，350±10mgKOH/g；异氰酸酯：纯度，≥96.5％；破泡剂为硅油；催化剂：苯甲酰氯。本具体实施方式组成聚氨酯水泥复合材料的各组分原材料的用量应根据现场配比试验确定的最佳配合比计算、下料，精度不大于0.5％。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤三中在钢筋网片表层浇注聚氨酯水泥复合材料，自然条件下进行养护，养护时间不应少于24h。其它与具体实施方式一至四相同。本具体实施方式自然条件下进行养护，养护时间不应少于24h，养护期间严禁雨水淋湿或浸泡。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤一中所述的桥梁混凝土结构构件若为普通钢筋混凝土构件，混凝土强度得不低于C20混凝土强度；步骤一中所述的桥梁混凝土结构构件若为预应力钢筋混凝土构件，混凝土强度不得低于C30混凝土的强度要求。其它与具体实施方式一至五相同。采用以下实施例验证本发明的有益效果：实施例一：本实施例所述的一种利用聚氨酯水泥复合材料与钢筋网加固桥梁构件的方法，具体是按照以下步骤进行的：一、在桥梁混凝土结构构件维修加固部位的表面凿成凹凸差大于等于6mm的粗糙面，清洗桥梁构件表面，干燥桥梁混凝土结构构件维修加固部位；二、对桥梁混凝土结构构件维修加固部位植入连接钢筋，在连接钢筋上挂钢筋网片，同时将钢筋网片与连接钢筋进行焊接；所述的钢筋网片为直径为4mm的钢筋焊接成的矩形网；所述的连接钢筋直径为4mm；所述的钢筋网片的网孔大小为2cm×2cm；所述的连接钢筋间距为钢筋网片的网孔孔距的20cm；三、在加固构件表面架立模板，配制聚氨酯水泥复合材料，在钢筋网表层浇注聚氨酯水泥复合材料，自然条件下进行养护，即完成利用聚氨酯水泥复合材料与钢筋网加固桥梁构件的方法；所述的聚氨酯水泥复合材料由聚酯多元醇、异氰酸酯、水泥、破泡剂和催化剂混合而成；所述的聚酯多元醇与异氰酸酯的质量比为1:1；所述的聚酯多元醇与水泥的质量比为1:2；所述的聚酯多元醇与破泡剂的质量比为1:0.003；所述的聚酯多元醇与催化剂的质量比为1:0.00005；所述的浇注的聚氨酯水泥复合材料厚度为30mm。所述的桥梁构件为钢筋混凝土T形梁。步骤一中当桥梁混凝土结构构件维修加固部位的配筋有锈蚀时，配筋表面应除锈并打磨至露出金属光泽；当配筋锈蚀造成的截面面积削弱达原截面的1/10以上时，应补配钢筋；当桥梁混凝土结构构件维修加固部位存在蜂窝麻面、混凝土脱落应对残损部分进行局部维修；当桥梁混凝土结构构件维修加固部位存在的裂缝时进行灌浆或封闭处理。步骤二中所述的连接钢筋为普通钢筋。步骤三中所述的聚酯多元醇为二元羧酸与多元醇聚合而成，俗称白料；步骤三中所述的异氰酸酯为固化剂巴斯夫20S，俗称黑料；所述的破泡剂为硅油；所述的催化剂为苯甲酰氯。所述的聚酯多元醇：酸值≤5mgKOH/g，羟值为350±10mgKOH/g；异氰酸酯：纯度≥96.5％；步骤三中在钢筋网片表层浇注聚氨酯水泥复合材料，自然条件下进行养护，养护时间不应少于24h。步骤一中所述的桥梁混凝土结构构件若为普通钢筋混凝土构件，混凝土强度得不低于C20混凝土强度；步骤一中所述的桥梁混凝土结构构件若为预应力钢筋混凝土构件，混凝土强度不得低于C30混凝土的强度要求。对本实施例加固后的桥梁构件经过荷载试验：钢筋混凝土T形梁的极限承载力为92KN，利用聚氨酯水泥复合材料分别加固Ⅱ类梁、Ⅲ类、Ⅳ类和Ⅴ类桥梁后得到的极限承载力分别为210KN，215KN、202KN和180KN。相对钢筋混凝土T形梁的极限承载力而言，分别提高了1.3倍、1.3倍、1.2倍和0.96倍；钢筋混凝土T形梁破坏前的最大裂缝宽度为1.65mm，利用聚氨酯水泥复合材料分别 加固Ⅱ类梁、Ⅲ类和Ⅳ类桥梁后得到的最大裂缝宽度分别为0.6mm、1.01mm、1.11mm。相对钢筋混凝土T形梁破坏时的最大裂缝宽度而言，分别降低了64％、40％和30％；钢筋混凝土T形梁跨中破坏前的最大位移为16.6mm，利用聚氨酯水泥复合材料分别加固Ⅱ类梁、Ⅲ类和Ⅳ类桥梁后得到的跨中最大挠度分别为24.2mm、38.0mm、24.0mm。相对钢筋混凝土T形梁破坏时的最大裂缝宽度而言，分别提高了46％、130％和35％。对加固后70mm×70mm×70mm试验块进行抗压强度试验；对加固后400mm×100mm×100mm试验梁进行弯拉强度试验；对75mm×75mm×75mm混凝土块表面浇筑聚氨酯水泥复合材料进行界面拉拔试验。试验结果表明：聚氨酯复合材料抗压强度为55MPa，抗折强度可以达到42.5MPa，多组拉拔结果均为混凝土截面发生破坏，非界面粘结破坏。