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淺談粘貼碳纖維布加固橋梁混凝土結構施工技術

發布日期:2017-02-09 19:36:46 瀏覽量:908

(甘肅省定西公路管理局漳縣公路管理段,甘肅 定西 748300)趙 萍

【摘 要】近年來,粘貼碳纖維布加固橋梁混凝土結構的研究及其應用在我國得到了飛速的發展和廣泛應用,它利用混凝土具有很強的滲透性和足夠粘結強度的環氧樹脂,將碳纖維布粘貼于混凝土表面,達到對結構加固的目的。碳纖維布具有高強高效、自重輕、厚度薄、高耐久性、施工簡便、抗腐蝕、抗疲勞、抗老化、施工周期短等性能。本文結合工程實例論述了粘貼碳纖維布在橋梁加固工程中的應用。

關鍵詞    碳纖維布;加固原理;碳纖維加固

長期使用的混凝土橋梁受各種因素的影響,工作性能不斷惡劣,許多橋梁已不能滿足不斷增長的交通需求,在對這些橋梁做結構性能評估的基礎上,通過加固補強來恢復提高承載能力,既滿足了使用要求,又可節省大量的重建資金。碳纖維布是一種復合纖維材料,是由高強碳纖維和結合料組成,而且具有幾種優良性能,碳纖維布加固技術在橋梁加固技術中受到了廣泛關注。

1 工程概況

張家磨大橋位于甘肅省漳縣境內的縣道X447線K52+720處,該橋上部結構為鋼筋混凝土板橋,下部構造是多柱式橋墩,橋梁總長為72.6m、寬度為6.9m,由于長期 超負荷運營,出現了以下主要病害:

(1)橋墩頂部出現裂縫。

(2)第1孔和第9孔板底及板側面出現裂縫,縫寬0.2mm。

(3)第2孔至第8孔板底出現網狀裂縫。

(4)橋面板混凝土出現橫向裂縫。

2 加固原理

碳纖維為極細纖維,其單位輕度直徑極小,借助環氧樹脂結合成一體后,具有很高的抗拉輕度,用于橋梁加固具有優良的力學性能,其抗拉輕度為普通鋼材的10倍。但是,碳纖維材料織成碳纖維布后,其中的各種碳纖維絲很難以完全共同工作,在承受較低的荷載時,一部分應力水平較高的碳纖維絲首先達到其抗拉強度并退出工作狀態,以此類推,各碳纖維絲逐漸斷裂,直至整體破壞,而使用粘結劑后,各碳纖維絲能很好地工作,大大提高碳纖維布的抗拉強度,故碳纖維加固首先必須使碳纖維布中的碳纖維絲共同工作。因此,粘結劑對碳纖維布的加固起著關鍵的作用,它既確保各碳纖維絲共同工作,同時又確保碳纖維布結構共同工作,從而達到加固的目的。

3 施工工藝

3.1 施工準備

擬定施工方案和施工計劃,應對所使用的碳纖維片材、配套樹脂、機具等做好施工前的準備工作。

3.2 表面處理

(1)清除被加固構件表面的破落、疏松蜂窩、腐蝕等雜質,直至完全露出混凝土結構層,并用修補材料將混凝土表面凹凸部位修復平整。

(2)對裂縫進行灌縫或封閉處理。

(3)將混凝土的表面用混凝土磨光機處理整平,除去表面松散物、塵埃、油脂等雜物,直至完全露出結構新面,表面平整度應達到5mm/m。轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀,且圓弧半徑不應小于20mm。

(4)用吹風機或吸塵器將混凝土表面清理干凈并保持干燥。

(5)用脫脂棉沾丙酮擦拭混凝土表面,若有漏水現象要做止水、導水等處理。

3.3 涂底層環氧樹脂膠

(1)按照規定配合比將底層樹脂準備好,將固化劑倒入樹脂。注意必須將全部固化劑倒入樹脂中,最好是用一臺電動攪拌器進行攪拌,以使用固化劑和樹脂充分混合,以至達到均勻,沒有色差分層為止。

(2)底層樹脂應用一次性軟毛刷均勻涂刷在已用丙酮擦凈的混凝土表面,不得漏刷、有氣泡,膠量必須充足飽滿,調好的樹脂應在規定的時間內用完。

3.4 粘貼碳纖維布

(1)施放作業邊界線。

(2)按比例將底層樹脂進行拌合均勻后,用短毛刷均勻涂抹于工作面上。

(3)將碳纖維布按順序依次粘貼于工作面,并用消泡滾反復滾壓碳纖維布表面,使碳纖維布與工作面緊密結合,至沒有氣泡存在為止。

(4)靜置30~60分鐘,在碳纖維布表面均勻涂一層浸漬樹脂。涂抹浸漬樹脂時,不得使粘貼的碳纖維布卷起。

(5)碳纖維布在粘貼后,養護24小時,不宜使碳纖維布受潮、受震,也不得受荷載直接沖撞碳纖維布表面。

(6)待樹脂初期硬化后,再進行下一道工序。

4 施工中應注意的事項

(1)施工宜在5℃以上環境溫度條件下進行,并應符合配套樹脂的施工使用溫度。

(2)在表面處理和粘貼碳纖維布前,應按照加固設計放線定位。

(3)按比例準確配制好底膠并攪拌均勻,注意一次調和量在可使用時間內用完,超過時間的絕對不能使用,以確保粘結質量,底膠硬化后,在表面有凹起部分時,要用磨光機或砂紙磨平。

(4)使用中應避免碳纖維布附著灰塵、彎折、扭曲。

(5)縱向搭接時長度不能小于100mm。粘貼搭接時長度不能小于10mm。

(6)粘貼碳纖維布時要從中間向兩側進行粘貼,可避免施工時產生氣泡影響加固效果。

(7)具體粘貼層數要通過計算確定,考慮到各層的共同工作系數,抗疲勞的能力和避免脆性破壞,一般不宜超過5層。

(8)單層優于多層,窄幅優于寬幅。

(9)碳纖維布拍套樹脂的原料應密封儲存、避免陽光直射,遠離火源。

(10)碳纖維布為導電材料,施工時應注意用電安全。

5 結語

粘貼碳纖維布結構加固橋梁技術是一種新材料、新工藝、新型的加固技術、采用碳纖維布加固橋梁,解決了工程急需的技術難題,通過加固工程實踐證明,達到了安全可靠,經濟、使用的目的,所以,粘貼碳纖維布已在橋梁混凝土結構修復加固工程中得到廣泛的應用。



文章來源: 永年加固公司
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