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为什么说预应力碳板是桥梁加固的理想材料?

发表时间:2018-07-25 17:00:34

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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?#26159;质?#31561;) 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为原则,在桥梁梁板结构功能没有完全丧失,只是性能减弱及安全度下降的情况下,对其进行补强与加固处理,达到提高其承载能力、恢复其工作性能及延长其正常使用年限效果。


预应力碳纤维板加固系统是规范中规定可以在不卸荷、不阻断交通情况下进行有效加固的少数加固方法,同时所用材料具备高强纤维复合材料轻质、高强、耐老化的特点,加固后?#36127;?#19981;增加原结构的自重和体积,是非常理想的桥梁加固解决方案。


预应力碳纤维板加固系统主要应用于梁结构的加固补强,是一种通过对高强纤维复合材料(碳纤维板)施加预应力,提升结构承载能力、改善工作性能的主动加?#30899;?#26415;。


2014年实施的GB50367-2013《混凝土结构加固设计规范?#20998;?#23545;预应力碳纤维板的设计方法、材料要求作出了相应规定。国内经过近?#25913;?#30340;发展,预应力碳纤维板加固系统?#35328;?#20840;国进行了数十个桥梁加固项目应用,加固效果得到了较为广泛的认可,是一?#27835;?#26469;桥梁加固领域不可替代的重要方法。目前国内只有少量厂家拥有相关材料的全套生产、施工技术,跨度大、拉应力大对材料和施工技术都提出了更高的要求。现将悍马预应力碳纤维板加固桥梁混凝土结构施工工艺介绍如下。

工法特点


1.预应力碳纤维板加固属于主动加?#30899;?#26415;,利用碳纤维板高强、高弹的材料特性,通过对碳纤维板预张拉,产生初始预加力,用来平衡原梁一部分载荷,从而很大程度延缓裂缝的开展和减小裂缝宽度,有效增加结构刚度,减小结构构件的挠度,?#33322;?#20869;部钢筋的应变,提高钢筋的屈服荷载和结构的极限承载能力。


2.本工法裂缝修补与结构补强同时进行,采用预应力碳纤维板加固的混凝土结构可以抵抗各种酸、碱、盐的腐蚀,极大地降?#22303;?#32467;构的维护?#24310;茫?#24310;长了结构的使用寿命。


3.采用预应力碳纤维加固的混凝土结构可有效提高被加固桥梁的抗弯、抗剪、抗疲劳强度,恢复挠度变形,闭合裂缝,增加刚度。


4.补强后基?#38745;?#25913;变构件的形状与重量。


5.碳纤维板材更适用于采用预应力加固方式,更能充分发挥碳纤维高强度作用。


适用范围


1.适用于大跨度钢筋混凝土桥梁加固,提升承载能力,广泛应用于预应力、非预应力桥梁结构。


2.桥梁截面类型和适用于?#25307;?#26495;梁、箱型梁、T型梁截面增加预应力加固。


3.适用于厂房等建筑,大跨度结构梁预应力加固。


4.适用于截面偏小或配筋不足的钢筋混凝土受弯、受拉和大偏心受?#26500;?#20214;的加固。本方法不适用于素混凝土构件,包括纵向受力钢筋一侧配筋率低于0.2%的构件加固。

施工工艺


1.定?#29615;?#32447;


按设计图纸,精确放样碳板及模具在实地的?#24674;茫?#29992;墨斗弹出线。建议先弹出梁?#34892;?#32447;,再从桥墩?#34892;?#37327;出模具的?#24674;茫?#35201;考虑伸长量。


2.钻孔


按照设计要求在相应?#24674;?#38075;孔、打磨。钻孔应避开钢筋的?#24674;茫?#19988;不能把梁打穿。当钻孔与钢筋?#24674;?#21457;生冲突时,适当调整孔位,钻孔时应垂直梁体,钻孔深度不少于10 cm,根据板底的厚度决定。


3.开槽、修整


沿两端锚块放线区域开槽,深度约为2~75px,长度略长于固定端及张拉?#35828;?#38480;位框10-500px,开好槽后再修补内表面平整。


开槽完毕后,用修补胶修补,待完全固化后进行打磨,确保表面的平整,以保证锚具更平整地安装。


4.种植锚栓


种植高强化学螺栓或高强机械锚栓,螺?#35828;?#32423;建议8.8级以上。植筋胶要饱满包裹螺栓,顺时针旋转放入孔眼内。 固化期间不能扰动。凝固后才能上紧锚具螺栓。


5.安装限位框、锚块


安装两端限位框(固定端和张拉端)、锚块。将锚块分别置于限位框内,保?#33267;?#31471;?#34892;?#32447;一致后固定,确保张拉端锚块能在限位框内自由滑动。


固定端锚块侧面螺栓强度建议用12.9级以上,锚块两?#35828;?#38194;形孔小孔均是朝内,高强螺杆建议用10.9级以上。


6.安装碳纤维板


根据设计要求裁剪碳板,板裁剪长度每端各预留5-250px。将碳板装入锚具锲型孔内,滑动张拉端锚块至起始?#24674;茫?#24182;用夹具夹紧。


7.安装千斤顶


在张拉端?#26469;?#23433;装高强螺杆、垫片、4个螺母、千斤顶前方的?#37096;?#21450;千斤顶,并调整至顶紧。千斤顶的受力方向应与预应力碳纤维板的?#34892;?#32447;重合。


8.涂碳纤维板胶


现场应做好防护措施,再开始预张拉,以确保施工安全。预张拉卸载后,在碳纤维板表面用刮板涂抹碳板胶,保证涂抹均匀。


9.预应力张拉


按设计要求进行逐级正式张拉(每25%一级),每级张拉后需持荷3-5分钟,同时记录相应的拉力及伸长量,再进行下级张拉。


张拉完成后旋紧螺母,?#20923;?#21315;斤顶,并切除过长螺杆。


10.碳纤维板加压


每隔2?#35013;?#35013;一个压片固定,采用膨胀螺栓固定,并轻微加压。


11.养护


***,涂刷防火、防腐涂料,对锚具及碳板做好防护处理。


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