為什么說預應力碳板是橋梁加固的理想材料?

發表時間:2018-07-25 17:00:34

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隨著我國經濟的高速增長和交通量的迅猛增加,大量的橋梁處于高負荷運行狀態?;炷燎帕航峁乖誄て謔褂沒肪?如荷載、碳化、凍融、化學介質侵蝕等) 作用下,引起結構開裂,橋梁的承載能力降低,使用年限縮短,甚至出現橋梁坍塌情況。


為了適應我國未來經濟發展的需求,以節約投資和可持續發展為原則,在橋梁梁板結構功能沒有完全喪失,只是性能減弱及安全度下降的情況下,對其進行補強與加固處理,達到提高其承載能力、恢復其工作性能及延長其正常使用年限效果。


預應力碳纖維板加固系統是規范中規定可以在不卸荷、不阻斷交通情況下進行有效加固的少數加固方法,同時所用材料具備高強纖維復合材料輕質、高強、耐老化的特點,加固后幾乎不增加原結構的自重和體積,是非常理想的橋梁加固解決方案。


預應力碳纖維板加固系統主要應用于梁結構的加固補強,是一種通過對高強纖維復合材料(碳纖維板)施加預應力,提升結構承載能力、改善工作性能的主動加固技術。


2014年實施的GB50367-2013《混凝土結構加固設計規范》中對預應力碳纖維板的設計方法、材料要求作出了相應規定。國內經過近幾年的發展,預應力碳纖維板加固系統已在全國進行了數十個橋梁加固項目應用,加固效果得到了較為廣泛的認可,是一種未來橋梁加固領域不可替代的重要方法。目前國內只有少量廠家擁有相關材料的全套生產、施工技術,跨度大、拉應力大對材料和施工技術都提出了更高的要求。現將悍馬預應力碳纖維板加固橋梁混凝土結構施工工藝介紹如下。

工法特點


1.預應力碳纖維板加固屬于主動加固技術,利用碳纖維板高強、高彈的材料特性,通過對碳纖維板預張拉,產生初始預加力,用來平衡原梁一部分載荷,從而很大程度延緩裂縫的開展和減小裂縫寬度,有效增加結構剛度,減小結構構件的撓度,緩解內部鋼筋的應變,提高鋼筋的屈服荷載和結構的極限承載能力。


2.本工法裂縫修補與結構補強同時進行,采用預應力碳纖維板加固的混凝土結構可以抵抗各種酸、堿、鹽的腐蝕,極大地降低了結構的維護費用,延長了結構的使用壽命。


3.采用預應力碳纖維加固的混凝土結構可有效提高被加固橋梁的抗彎、抗剪、抗疲勞強度,恢復撓度變形,閉合裂縫,增加剛度。


4.補強后基本不改變構件的形狀與重量。


5.碳纖維板材更適用于采用預應力加固方式,更能充分發揮碳纖維高強度作用。


適用范圍


1.適用于大跨度鋼筋混凝土橋梁加固,提升承載能力,廣泛應用于預應力、非預應力橋梁結構。


2.橋梁截面類型和適用于空心板梁、箱型梁、T型梁截面增加預應力加固。


3.適用于廠房等建筑,大跨度結構梁預應力加固。


4.適用于截面偏小或配筋不足的鋼筋混凝土受彎、受拉和大偏心受壓構件的加固。本方法不適用于素混凝土構件,包括縱向受力鋼筋一側配筋率低于0.2%的構件加固。

施工工藝


1.定位放線


按設計圖紙,精確放樣碳板及模具在實地的位置,用墨斗彈出線。建議先彈出梁中心線,再從橋墩中心量出模具的位置,要考慮伸長量。


2.鉆孔


按照設計要求在相應位置鉆孔、打磨。鉆孔應避開鋼筋的位置,且不能把梁打穿。當鉆孔與鋼筋位置發生沖突時,適當調整孔位,鉆孔時應垂直梁體,鉆孔深度不少于10 cm,根據板底的厚度決定。


3.開槽、修整


沿兩端錨塊放線區域開槽,深度約為2~75px,長度略長于固定端及張拉端的限位框10-500px,開好槽后再修補內表面平整。


開槽完畢后,用修補膠修補,待完全固化后進行打磨,確保表面的平整,以保證錨具更平整地安裝。


4.種植錨栓


種植高強化學螺栓或高強機械錨栓,螺桿等級建議8.8級以上。植筋膠要飽滿包裹螺栓,順時針旋轉放入孔眼內。 固化期間不能擾動。凝固后才能上緊錨具螺栓。


5.安裝限位框、錨塊


安裝兩端限位框(固定端和張拉端)、錨塊。將錨塊分別置于限位框內,保持兩端中心線一致后固定,確保張拉端錨塊能在限位框內自由滑動。


固定端錨塊側面螺栓強度建議用12.9級以上,錨塊兩端的鍥形孔小孔均是朝內,高強螺桿建議用10.9級以上。


6.安裝碳纖維板


根據設計要求裁剪碳板,板裁剪長度每端各預留5-250px。將碳板裝入錨具鍥型孔內,滑動張拉端錨塊至起始位置,并用夾具夾緊。


7.安裝千斤頂


在張拉端依次安裝高強螺桿、墊片、4個螺母、千斤頂前方的擋塊及千斤頂,并調整至頂緊。千斤頂的受力方向應與預應力碳纖維板的中心線重合。


8.涂碳纖維板膠


現場應做好防護措施,再開始預張拉,以確保施工安全。預張拉卸載后,在碳纖維板表面用刮板涂抹碳板膠,保證涂抹均勻。


9.預應力張拉


按設計要求進行逐級正式張拉(每25%一級),每級張拉后需持荷3-5分鐘,同時記錄相應的拉力及伸長量,再進行下級張拉。


張拉完成后旋緊螺母,卸除千斤頂,并切除過長螺桿。


10.碳纖維板加壓


每隔2米安裝一個壓片固定,采用膨脹螺栓固定,并輕微加壓。


11.養護


***,涂刷防火、防腐涂料,對錨具及碳板做好防護處理。


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