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摘要:碳纤维具有高抗拉强度和高弹模,是加固修复工程的一种新型材料,阐述了碳纤维的加固机理及优点,施工工艺和注意事项,表明粘贴碳纤维复合材料技术是加固修复桥梁工程的一种行之有交往的方法,值得大力推广应用。
关键词:桥梁加固 施工工艺 碳纤维 应用
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)32-077-01
一、桥梁现状
随着国民经济建设项目蓬勃发展,我国的交通事业也得到了飞速发展,与此同时,交通量与汽车载重量逐年大比例提升,这就对道路与桥梁的通行能力提出了新的要求,目前我国公路桥梁中有5000多座危桥墩,占全路桥梁总数的20%,而且这个比例还有进一步上升趋势,对于存在着病害甚至隐藏着重大隐患的桥梁,苦味要全部拆除重建,不仅资金耗费巨大,而且时间也不允许,面对日益艰巨的公路钢筋混凝土陈旧桥梁改造丿,急需找到一种快速,有效,可的加固维修方法,碳纤维增强复合材料加固混乱结构技术是一项新型,简捷,高效的混乱结构加固技术,深受国内外学者的重视并已得到了较为广泛的应用和发展。
二、碳纤维加固机理及特点
(一)加固机理。碳纤维为极细纤维,因强度高,故由环氧树脂将其结合顺民一体后在纤维方面上具有高抗拉强度,在构造物的加固设计上,一般原则上避免两种性质差异过大的材料结合在一起,而碳纤维的强度虽然很高,介理其弹性系数却与钢筋相差不多,碳纤维用于钢筋混乱的加固上不会有不匹配的问题,因此可以用于弥补钢筋混凝土内钢筋的拉不足部分。
(二)碳纤维加固技术具有以下显著特点(1)材料力学性能好。碳纤维材料抗拉强度为普通钢材的10倍以上,弹性模量与钢相近,重量轻,在对混乱结构进行加固补强过程中,可以充公利用其高强主工,高模量的特点来提高结构及构件的承载力和延性,发送其受理性能,达到高效加固的目的。(2)作为一种复合材料,碳纤维抗腐蚀性能及耐久性稳定,不与酸碱盐等化学物质发生反应,因而用碳纤维材料防腐,维修费用,对内部的混乱结构也起到了保护作用,解决了其他加固方法所遇到了化学腐蚀问题。(3)碳纤维布质量轻且厚度薄,单位体积重量仅为钢材的1/4左右,加固后不但构件的自重及断面尺寸,经加固修补后的构件,基本上不增加原结构的自重,尺寸和改变截顼外形,也就不会减少建筑物的使用空间,恢复生产不会改变桥下的净空高度,这一优点更是传统补倾方式所无法比拟的。(4)具有良好的适应必一。由于碳纤维布是一种柔性材料,而且可以任意地裁减,对圆形,曲面的结构也可采用此种方式,尤其是布状片材可以适应各种结构的外形进行粘贴和裹缠,成型很方便,所以这种加固技术可广泛地应用各种结构类型,各种结构形状和结构中的各种部位,且不改变结构形状及不影响结构外观。
(三)加固施工极为便捷。由于其自重较轻,可听任性强,操作空间要求较宽松,没有湿作业,不需要大型的施工机械,施工占地较少,施工时对环境的影响较小,工效高,尤其对于箱梁构造而言,当箱梁内部的作业空间受到限制时,其操作性很好,即可以节省庞大的支架费用,也具有一定的社会性和隐蔽性。
(四)通过环氧树脂系列材料与结构有效粘结,不需要对原有结构打孔和埋设锚固螺栓,因而对原结构不会造成新的损伤。
(五)不影响交通,常规加固施工大部分需要禁止车辆通行,而采用碳纤维材料进行加固,一般无需对交通进行管制。
(六)加固费用胝,有国外专家针对碳纤维布粘贴加固既有混乱梁的理论和试验研究表明,用碳纤维布代替钢板加固混凝土节约资金25%左右。
三、碳纤维布加固施工技术
施工工序:施工准备——卸荷——基层处理——粘贴碳纤维布——表面防护
(一)施工准备:1、应认真阅读设备施工图。2、应根据施工现场和被加固构件混凝土的实际情况,制定施工方案和施工计划。3、应对所使用的碳纤维布,配套树脂粘吉剂,机具等做好施工前的准备工作。4、被加固构件位置已经搭设好满堂脚手架,并满铺脚手板。
(二)卸荷。(1)根据现场建筑结构的形式,选择钢管等支撑件对所加固梁板进行支撑,保证混凝土构件不受外力的影响。(2)对多层结构同时施工匠情况下,支撑件应该在同一垂直面上,防止支撑系统的不规划给结构带来影响。
(三)基层处理。(1)应清除被加固构件表面的剥落,疏松,蜂窝,腐蚀等劣质层混乱,露出混乱结构层,并用修复材料将表面修复平整。(2)应按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。一般情况下都选择环氧树脂。(3)被粘贴的混凝土表面应打磨平整,除去表层浮浆,油污等杂质,直至完全露出混凝土新结构面,转角粘贴处应进行导角并打磨成圆弧状,圆弧半径不应小于20MM。(4)混凝土表面应清理干净并保持干燥。(5)应按产品生产商提供的工艺规定配制底层树脂,采用专用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。宜在底层树脂表面接触干燥后,尽快进行下一工序的施工。(6)找平处理。按产品生产厂提供的工艺规定配制找平材料。然后对混凝土表面用找平材料填补夹带,不应有棱角,转角处应采用找平材料修理成为光滑的圆弧,半径不应小于20MM。(7)在找平材料表面指触干燥后,尽快进行下一工序的施工。
四、碳纤维加固技术要点及注意事项
粘贴碳纤维加固片材的效果主要取决于施工质量。粘贴碳纤维加固技术施工工艺流程为:构件表面处理——涂刷底层涂料——粘贴面修补整平——粘贴碳纤维片材——养护——表面涂装——完工质量验收,并由熟悉施工工艺的专业施工队伍完成。
粘贴碳纤维布。(1)按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布。(2)按產品生产商提供的工艺规定配制浸渍树脂,并均匀涂抹于粘贴部位。(3)将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置,采用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压,挤出气泡,使浸渍树脂充分浸透纤维布,滚压时不得损伤碳纤维布。(4)多层粘贴时应重复上述步骤,并宜在碳纤维布表面的浸渍树脂指触干燥后尽快进行下一层粘贴。(5)在最后一层碳纤维布粘贴完毕后,应在其表面均匀浸抹浸渍树脂。
结束语
随着人们对碳纤维布加固混乱结构技术优势认识的逐渐提高通读加固技术的逐渐成熟,碳纤维布加固技术已经多次在建筑物的梁,板,柱到及桥梁,隧道,水坝等混凝土结构的加固中得以应用,加固施工技术已被逐渐掌握,碳纤维布加固技术作为一种新兴的,技术含量高的加固方法,具有很大的研究推广价值和巨大的社会经济效益,应引起同行高度重视的积极推广。
参考文献
[1]何宗学,《碳纤维加固施工工艺》《山西建筑》2008年第34卷第16期。
[2]余天来,江阿兰,《桥梁结构检测与加固技术》[M],哈尔滨市,燕涨林业大学出版,2004,23-24。
[3]蒙云,《桥梁加固与改造》[M],北京,人民交通出版,2004。
[4]张昌平,《碳纤维布加固技术在工程中的应用》[J],《山西建筑》,2007,33(19),77-78。
关键词:桥梁加固 施工工艺 碳纤维 应用
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)32-077-01
一、桥梁现状
随着国民经济建设项目蓬勃发展,我国的交通事业也得到了飞速发展,与此同时,交通量与汽车载重量逐年大比例提升,这就对道路与桥梁的通行能力提出了新的要求,目前我国公路桥梁中有5000多座危桥墩,占全路桥梁总数的20%,而且这个比例还有进一步上升趋势,对于存在着病害甚至隐藏着重大隐患的桥梁,苦味要全部拆除重建,不仅资金耗费巨大,而且时间也不允许,面对日益艰巨的公路钢筋混凝土陈旧桥梁改造丿,急需找到一种快速,有效,可的加固维修方法,碳纤维增强复合材料加固混乱结构技术是一项新型,简捷,高效的混乱结构加固技术,深受国内外学者的重视并已得到了较为广泛的应用和发展。
二、碳纤维加固机理及特点
(一)加固机理。碳纤维为极细纤维,因强度高,故由环氧树脂将其结合顺民一体后在纤维方面上具有高抗拉强度,在构造物的加固设计上,一般原则上避免两种性质差异过大的材料结合在一起,而碳纤维的强度虽然很高,介理其弹性系数却与钢筋相差不多,碳纤维用于钢筋混乱的加固上不会有不匹配的问题,因此可以用于弥补钢筋混凝土内钢筋的拉不足部分。
(二)碳纤维加固技术具有以下显著特点(1)材料力学性能好。碳纤维材料抗拉强度为普通钢材的10倍以上,弹性模量与钢相近,重量轻,在对混乱结构进行加固补强过程中,可以充公利用其高强主工,高模量的特点来提高结构及构件的承载力和延性,发送其受理性能,达到高效加固的目的。(2)作为一种复合材料,碳纤维抗腐蚀性能及耐久性稳定,不与酸碱盐等化学物质发生反应,因而用碳纤维材料防腐,维修费用,对内部的混乱结构也起到了保护作用,解决了其他加固方法所遇到了化学腐蚀问题。(3)碳纤维布质量轻且厚度薄,单位体积重量仅为钢材的1/4左右,加固后不但构件的自重及断面尺寸,经加固修补后的构件,基本上不增加原结构的自重,尺寸和改变截顼外形,也就不会减少建筑物的使用空间,恢复生产不会改变桥下的净空高度,这一优点更是传统补倾方式所无法比拟的。(4)具有良好的适应必一。由于碳纤维布是一种柔性材料,而且可以任意地裁减,对圆形,曲面的结构也可采用此种方式,尤其是布状片材可以适应各种结构的外形进行粘贴和裹缠,成型很方便,所以这种加固技术可广泛地应用各种结构类型,各种结构形状和结构中的各种部位,且不改变结构形状及不影响结构外观。
(三)加固施工极为便捷。由于其自重较轻,可听任性强,操作空间要求较宽松,没有湿作业,不需要大型的施工机械,施工占地较少,施工时对环境的影响较小,工效高,尤其对于箱梁构造而言,当箱梁内部的作业空间受到限制时,其操作性很好,即可以节省庞大的支架费用,也具有一定的社会性和隐蔽性。
(四)通过环氧树脂系列材料与结构有效粘结,不需要对原有结构打孔和埋设锚固螺栓,因而对原结构不会造成新的损伤。
(五)不影响交通,常规加固施工大部分需要禁止车辆通行,而采用碳纤维材料进行加固,一般无需对交通进行管制。
(六)加固费用胝,有国外专家针对碳纤维布粘贴加固既有混乱梁的理论和试验研究表明,用碳纤维布代替钢板加固混凝土节约资金25%左右。
三、碳纤维布加固施工技术
施工工序:施工准备——卸荷——基层处理——粘贴碳纤维布——表面防护
(一)施工准备:1、应认真阅读设备施工图。2、应根据施工现场和被加固构件混凝土的实际情况,制定施工方案和施工计划。3、应对所使用的碳纤维布,配套树脂粘吉剂,机具等做好施工前的准备工作。4、被加固构件位置已经搭设好满堂脚手架,并满铺脚手板。
(二)卸荷。(1)根据现场建筑结构的形式,选择钢管等支撑件对所加固梁板进行支撑,保证混凝土构件不受外力的影响。(2)对多层结构同时施工匠情况下,支撑件应该在同一垂直面上,防止支撑系统的不规划给结构带来影响。
(三)基层处理。(1)应清除被加固构件表面的剥落,疏松,蜂窝,腐蚀等劣质层混乱,露出混乱结构层,并用修复材料将表面修复平整。(2)应按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。一般情况下都选择环氧树脂。(3)被粘贴的混凝土表面应打磨平整,除去表层浮浆,油污等杂质,直至完全露出混凝土新结构面,转角粘贴处应进行导角并打磨成圆弧状,圆弧半径不应小于20MM。(4)混凝土表面应清理干净并保持干燥。(5)应按产品生产商提供的工艺规定配制底层树脂,采用专用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。宜在底层树脂表面接触干燥后,尽快进行下一工序的施工。(6)找平处理。按产品生产厂提供的工艺规定配制找平材料。然后对混凝土表面用找平材料填补夹带,不应有棱角,转角处应采用找平材料修理成为光滑的圆弧,半径不应小于20MM。(7)在找平材料表面指触干燥后,尽快进行下一工序的施工。
四、碳纤维加固技术要点及注意事项
粘贴碳纤维加固片材的效果主要取决于施工质量。粘贴碳纤维加固技术施工工艺流程为:构件表面处理——涂刷底层涂料——粘贴面修补整平——粘贴碳纤维片材——养护——表面涂装——完工质量验收,并由熟悉施工工艺的专业施工队伍完成。
粘贴碳纤维布。(1)按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布。(2)按產品生产商提供的工艺规定配制浸渍树脂,并均匀涂抹于粘贴部位。(3)将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置,采用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压,挤出气泡,使浸渍树脂充分浸透纤维布,滚压时不得损伤碳纤维布。(4)多层粘贴时应重复上述步骤,并宜在碳纤维布表面的浸渍树脂指触干燥后尽快进行下一层粘贴。(5)在最后一层碳纤维布粘贴完毕后,应在其表面均匀浸抹浸渍树脂。
结束语
随着人们对碳纤维布加固混乱结构技术优势认识的逐渐提高通读加固技术的逐渐成熟,碳纤维布加固技术已经多次在建筑物的梁,板,柱到及桥梁,隧道,水坝等混凝土结构的加固中得以应用,加固施工技术已被逐渐掌握,碳纤维布加固技术作为一种新兴的,技术含量高的加固方法,具有很大的研究推广价值和巨大的社会经济效益,应引起同行高度重视的积极推广。
参考文献
[1]何宗学,《碳纤维加固施工工艺》《山西建筑》2008年第34卷第16期。
[2]余天来,江阿兰,《桥梁结构检测与加固技术》[M],哈尔滨市,燕涨林业大学出版,2004,23-24。
[3]蒙云,《桥梁加固与改造》[M],北京,人民交通出版,2004。
[4]张昌平,《碳纤维布加固技术在工程中的应用》[J],《山西建筑》,2007,33(19),77-78。