碳纤维加固修复公路隧道衬砌补强新技术探究

《碳纤维加固修复公路隧道衬砌补强新技术探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、碳纤维加固修复公路隧道衬砌补强新技术探究摘要：本文论述了碳纤维隧道衬砌加固修复方法，以及公路隧道衬砌碳纤维补强的计算模式及方法的研究，公路隧道渗漏水的处理及碳纤维补强设计、施工技术标准。关键词：隧道衬砌；加固修复；碳纤维CarbonfiberreinforcedrepairhighwaytunnelliningreinforcingtheresearchofnewtechnologiesShaoZi-jian(XinxiangCity,RuralRoadManagementDepartment,Xinxiang,Henan45

2、3000)Abstract：Thispaperdiscussesthethetunnelreinforcementofcarbonfiberrepairmethod,aswellashighwaytunnelcarbonfiberreinforcedcomputingmodelandmethodsforthehighwaytunnelseepagewatertreatmentandcarbonfiberreinforcementdesign,constructionandtechnicalstandards・Keywords：

3、tunnellining；strengtheningandrepairing；carbonfiber1.引言粘贴碳纤维加固法修复混凝土结构具有高强高效、施工便捷、耐腐蚀、自重轻、不增加结构尺寸等明显的优点，因而使其在隧道补强工程中具有广泛的应用前景。为推广使用，有必要对碳纤维在公路隧道衬砌补强中的计算方法及施工工艺开展专项研究，并建立相关的设计、施工、检验的行业标准。本文结合工程实践对碳纤维在公路隧道衬砌补强中应用做一介绍。以供同行借鉴。1.传统加固方法缺陷我国隧道养护维修中的衬砌补强修复技术仍停留在六、七十年代水平，即二次衬

4、砌开裂几乎都采用换拱、套拱、刻槽嵌钢拱架加固等传统技术，这些方法和技术也有效地解决了不少隧道实际问题，但也存在如下缺点：(1)维修成本高：采用这种技术维修成本往往接近新建隧道同等长度的30〜50%。(2)维修时间长：采用传统技术处理二次衬砌开裂，从爆破或人工拆墙到立模浇筑。新的混凝土，往往要花数月或一年以上的时间。(3)对围岩和结构扰动大：由于传统技术需爆破或拆除已有结构，往往造成对混凝土和围岩的进一步扰动，给病害整治带来新的问题。(4)采用刻槽或套拱加固衬砌，既容易侵入隧道建筑限界又不美观，同时施工往往中断交通。因此，迫切需

5、要对公路隧道衬砌补强技术开展研究，尤其需要在新材料、新工艺采用方面加大力度。1.国内外碳纤维增强复合材料发展动态碳纤维又称增强复合材料(CarbonFiberReinforcedPolymer)CFRP,于1950年在美国问世，其具有轻质高强、抗腐蚀、耐老化、耐久性好、物理性能稳定等诸多优点。其抗拉强度约为同等截面钢材的7〜10倍。碳纤维材料首先应用于航天工业，七十年代在技术上已趋成熟，但直到八十年代初才开始在土建工程中开始进行应用研究。瑞士联邦材料测试研究所首先于1991年7月在总长228米的多跨连续箱形梁桥(Ibach桥)

6、进行了碳纤维加固试验和研究并获得了成功。90年代在国际上对碳纤维材料怎样应用于土建工程中进行了广泛的系统的研究。我国约在1997年才开始对碳纤维加固修复土木结构进行研究，但发展势头迅猛，进展较快。国内已有很多科研院和高等学校进行了各种实验研究，积累了一些资料。因而大都仍是从基本性、验证性和试验着手，从简支梁、柱的加固着眼，因而重复性较多，尚有待进一步深化。2001年重庆交通科研设计院率先开始了新材料加固隧道衬砌的有关工作。2.碳纤维在公路隧道衬砌补强中的应用意义4.1碳纤维修复补强技术的特点工程实践表明，碳纤维维修复补强混凝土

7、结构具有很多优于传统方法的特点，是混凝土结构修复补强技术的一个新发展。(1)施工简便迅速用碳纤维片修复补强混凝土结构只需将修补部位的混凝土表面修补打磨平整，表面净涂刷特定的环氧树脂，然后粘贴碳纤维片，最好在涂刷一层环氧树脂自然固话养护即可。不需任何夹具、模版的支撑，施工既简便又迅速。必要时可不中断交通。(2)不增加结构重量碳纤维片的重量仅200〜300g/m2,设计厚度0.111〜0.167mm,加上环氧树脂的重量也仍然很轻，对结构自重的影响甚微,可忽略不计。(3)能适应各种结构外形的补强碳纤维片的厚度很薄，可以裁剪成所需形状

8、，顺应结构的外形粘贴在混凝土表面，如变截面梁、曲线梁、拱形结构,均可方便地粘贴。(4)可以多层粘贴根据补强设计的要求，碳纤维片可以在一个部位重叠粘贴，即贴一层后上面再贴一层，连续贴很多层，充分满足补强的要求。(5)能有效地封闭混凝土的裂缝碳纤维片粘贴在混凝土的表面，不仅封闭了