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运用碳纤维进行桥梁加固补强
发布时间 : 2014-01-25

1.前言

  中国桥梁工程的发展已具有相当规模,公路交通量不断增加,行车密度及车辆载重越来越大,公路桥梁负荷日趋加重。有一部分公路桥梁是中国2O世纪8O年代以前修建的,因其设计荷载标准偏低,普遍存在承载力不足的问题。而2O世纪8O年代以后修建的,其中已有不少桥梁暴露出缺陷,更有一些在远没有达到设计寿命时出现耐久性能严重退化的现象,影响其承载能力和使用寿命。因此,采用适当的加固和改造技术措施,恢复和提高桥梁的承载能力及通行能力,延长桥梁的使用寿命,以适应现代化交通运输的需要变得十分迫切。

  2.碳纤维材料特性

  碳纤维增强塑料是碳纤维材料通过一定的制作工艺与特定的树脂材料复合而制成的,其力学特点是应力应变量完全线弹性,不存在屈服点或塑性区。碳纤维材料具有优异的物理力学性能。加固混凝土构件所用的碳纤维布,是由碳纤维长丝经编织而制成的柔软片材。碳纤维布在编织时,将大量的碳纤维长丝沿一个主方向均匀平铺,用极少的非主方向碳纤维丝将主方向碳纤维丝编织连接在一起,形成很薄的以主纤维方向受力的碳纤维布。碳纤维布的抗拉强度标准值应大于3000Mpa,弹性模量大于2.1×l05MPa.综合材料的物理、力学特性分析,要想较大限度地发挥材料自身的优势,适宜将C(RP材料作为桥梁结构的受拉或预应力受弯构件,特别适用于纯受拉构件,工程实践也证明了这一点。目前,用于桥梁加固的碳纤维材料主要是承受拉应力,约束裂缝的开展。

  3.碳纤维加固补强的施工工艺

  3.1根据设计确定粘贴碳纤维的范围进行基底处理

  a)将砼构件表面的残缺、破损及碳化层部分清除干净,达到结构密实部位。检查外露钢筋是否有锈蚀,并进行必要的处理。对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分进行修补复原;

  b)裂缝修补。缝宽小于0.2mm的裂缝,用环氧树脂进行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝;

  c)将构件表面凸出部分(模板的段差等)打磨平整,修复后的段差尽量平顺。用磨光机把棱角磨成半径大于30mm的圆角;

  d)清洗打磨过的构件表面,并使其充分干燥。

  3.2底层涂刷(底层涂料具有较强的渗透性,可渗入砼表面内)

  a)把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放人容器内,用搅拌器拌均匀,一次调和量应在可使用时间内用完为准;

  b)用滚筒刷均匀的涂刷底层涂料;

  C)底层涂料固化后,表面有凸起部分时要用砂纸磨光;

  d)注意在气温小于5C,相对湿度大于85,砼表面含水率在8以上,有结露可能而无可靠保证措施时,均不得施工。

  3.3环氧腻子对构件表面残缺的修补

  a)构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平,修复至表面平整;

  b)内角(段差、起拱等)要用环氧腻子填补使之平顺。

  3.4贴碳纤维片

  a)为了防止碳纤维受损,在碳纤维片运输、储存、裁切和粘贴过程中,严禁受弯折。贴片前应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断纤维片,每段长度一般不超过6rn;。

  b)碳纤维接头必须搭接10cm以上,横向不需搭接;

  c)按规定比例掺配树脂主剂和固化剂,用滚筒刷均匀地涂刷黏结树脂,称为下涂;

  d)贴片时,在碳纤维片和树脂之间尽量不要有空气,可用罗拉沿着纤维方向在碳纤维片上对此滚压,使树脂渗入碳纤维中。

  3.5养护

  粘贴碳纤维片后,需自然养护24h达到初期固化,并保证固化期间不受干扰。

  3.6涂装

  根据需要可在树脂固化后加固补强构件表面,涂刷耐火涂层和色彩。

 

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