浅谈预应力碳纤维加固桥梁混凝土结构施工工法.docVIP

预应力碳纤维加固简支桥梁混凝土结构施工工法 1．引言 随着我国经济的高速增长和交通量的迅猛增加，大量的桥梁处于高负荷运行状态。混凝土桥梁结构在长期使用环境(如荷载、碳化、冻融、化学介质侵蚀等) 作用下，引起结构开裂，桥梁的承载能力降低，使用年限缩短，甚至出现桥梁坍塌情况。 为了适应我国未来经济发展的需求，以节约投资和可持续发展原则，在功能没有完全丧失，只是及安全度下降的情况下，对其进行补强与加固处理，提高其承载能力延长其正常使用年限。采用加固的混凝土结构可以抵抗各种酸、碱、盐的腐蚀，极大地降低了结构的维护费用，延长了结构的使用寿命。 方法简便易行采用加固的混凝土结构加固修补碳纤维材料良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及。刚度收紧夹具），通过夹具的相互挤压，使纤维布收紧，从而建立预应力。 图4.1-1 嵌入式张拉夹具原理 5．工艺流程和操作要点 5.1 工艺流程 施工工艺流程见图5.1所示5.2.1加工锚夹具 根据梁板加固需要制作适当数量的锚夹具，锚夹具分两种：锚固夹具（如图5.2.1-1）、张拉夹具（如图5.2.1-2）。主要材料为型钢、螺栓和钢板等。 5.2.2混凝土基层处理 为了使预应力碳纤维与混凝土结构粘结紧密，需进行基层处理，将表面松动的混凝土打磨找平，露出密实层；混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除，对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复。用混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状(R≥0mm)并粘贴薄铁片（见图5.2.2-1），便于碳纤维布滑动。用吹风机将混凝土表面清理干净，保持干用空压机的风枪将混凝土梁板裂缝因基层处理打磨造成的浮尘清除干净，确保裂缝内无杂物，保证裂缝封闭效果。 5.2.4安装螺栓 按设计要求在相应位置打孔（注意控制深度，不得伤及构件的主筋或预应力筋），用于预埋螺栓；在锚固钢板和安装夹具处切割部分槽口。用压缩空气对裂缝进行清孔，螺栓孔清孔后用植筋胶（按以下方法配制：环氧树脂:固化剂:增柔剂＝20:5:1）将螺栓植入孔内。(见图5.2.4-1) 5.2.5裂缝灌胶打底胶 用胶纸将裂缝封住，留有部分注胶口和溢胶口对裂缝进行灌胶。用滚筒刷将均匀涂刷于混凝土表面，待胶固化后(固化时间视现场气温而定，以指触干燥为准)再进行下一工序施工。按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布，碳纤维布长度一般应在m之内碳纤维布长度。 待胶硬结后，用浸渍胶安装碳纤维布，步骤如下：首先在纤维布和锚固钢板处抹胶，将纤维布拉直就位，盖上锚固钢板，安装紧固螺帽，将钢筋连同纤维布向外拉，同时收紧锚固钢板，保证纤维布中各纤维束均匀受力，初步将纤维布张紧。 张拉过程中预应力的控制是本工法关键之处，预应力的控制主要是根据测定碳纤维布的缩进量，除以碳纤维布的净长度，得出碳纤维布的应变，再乘以纤维布的弹性模量，从而确定张拉预应力的大小。如下式子（5-1）所示： （5-1） 为了便于预应力的控制，制作张拉夹具时，目前设计夹具的最大缩进量为35mm，跨径10m的构件， 采用一个夹具就可以将碳纤维布的应力张拉至800MPa（一般情况，碳纤维布的张拉控制应力值为：600MPa＜张拉控制应力＜1200 MPa）。 5.2.8进行二次锚固粘贴 施加预应力至设计的控制应力，进行二次锚固（见图5.2.8-1），同时安装附加锚固（附加锚固点间距一般不大于3m，且选择在基底凹陷处），充分挤压粘结层，并将挤出的粘胶均匀地涂在纤维布表面，待胶初步硬结后，表面撒中砂，便于后期抹砂浆进行表面防护处理。 5.2.9拆除夹具防护处理 待粘结层养护完毕后，将端部的原始锚固及夹具拆除（见图5.2.9-1），并将端部多余的纤维布粘贴于构件表面（见图5.2.9-2），完成加固。 6．材料与设备 6.1工程材料 6.1.1主要工程材料见6.1.1-1 表6.1.1-1 主要工程材料统计表 序号 材料名称 规格 技术要求 1 环氧树脂 E44 见《公路桥梁加固设计规范》 2 乙二胺 见《公路桥梁加固设计规范》 3 液体橡胶 液体端基羧丁腈橡胶（CTBN） 见《公路桥梁加固设计规范》 4 丙酮 见《公路桥梁加固设计规范》 5 碳纤维布 见《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》 6 锚固板 　6mm Q235钢板 见《碳素和低合金结构钢热轧薄钢板和钢带GB/T912-89 7 夹具、螺栓 Q235 型钢 见《碳素和低合金结构钢热轧薄钢板和钢带GB/T912-89 6