碳炭素纤维布修复补强混凝土结构技术

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1、碳炭素纤维布修复补强混凝土结构技术在天津市政桥梁工程中的应用杨渡马晨光 [摘要]碳纤维复合材料以其高强轻质、抗腐蚀、耐老化等卓越的性能已广泛应用于混凝土结构加固领域。本文主要通过天津市内几座桥梁的维修加固实例，简要介绍碳炭素纤维布修复补强混凝土结构这一新型结构加固技术在桥梁加固工程中的应用。[关键词]碳炭素纤维布；混凝土修复补强；碳纤维材料具有轻质高强、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。用碳炭素纤维布修复补强混凝土结构是近些年新发展起来的一种混凝土结构修复补

2、强技术，其机理是利用环氧树脂将碳炭素纤维布粘贴在混凝土结构的表面，与混凝土结构形成一体共同工作，利用碳炭素纤维布卓越的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。这项技术具有施工简便快捷、安全可靠、耐久性好，能适应各种复杂的结构外形，不影响原结构的外观等诸多优点。已日益在混凝土结构修复补强工程中得到较为广泛的应用。天津市早期修建的一些桥梁和立交桥，由于交通量日益增大，重载车及超重车辆行驶以及雨水、冬季化冰盐的侵蚀和其他多种原因，导致桥梁结构出现不同程度的损坏，影响了桥梁的正常使用。为保证这些桥梁的长期安全使用，近些

3、年来，通过检测对一些损坏较为严重的桥梁结构陆续进行维修加固。在维修加固工程中，我们和北京特希达科技有限公司合作，采用了碳炭素纤维布修复补强混凝土结构新技术，取得了良好的效果。碳炭素纤维布修复补强混凝土结构的工艺非常简便，只要将被修复补强的混凝土结构表面修补打磨平整，清洁干净，涂刷专用的树脂粘贴碳炭素纤维布，再表涂一层树脂自然固化即可。不需要混凝土、粘钢等补强方法的支模、浇混凝土、植筋、装拆支架等繁杂的工序。不仅施工简便，而且安全可靠。碳炭素纤维布修复补强混凝土结构工艺技术在我国的应用虽只有三年多的历史，但发展较快

4、。北京特希达科技有限公司从日本引进了碳炭素纤维布修复补强混凝土结构的整套技术，并与江苏省建筑科学研究院和东南大学合作，对混凝土结构用碳纤维补强的效果和机理进行了系统的试验研究，验证了该项技术在工程中应用的可靠性。并通过了江苏省建设委员会的科技成果鉴定、北京市建委、以及天津市市政工程局新技术、新材料的鉴定。基于上述，我们与北京特希达科技有限公司合作利用该项技术对天津市内的几座桥梁进行了维修加固，兹将工程的情况简介如下：1、十一经路立交桥该桥位于天津市内环线道路上，是天津市的第一座大型立交桥，为内环线上的咽喉部位，也

5、是天津市主要迎宾干线，交通极为繁忙。该桥为上跨分离式立交桥，由主桥和东西引桥三部分组成，全桥总长546.7米，其中，弯桥部分为四跨连续箱梁结构，跨径20米，墩柱为双柱式Y形结构，1982年11月建成通车。1999年发现，该桥第21号墩柱的墩帽及墩柱下部产生明显的水平剪切裂缝和多条纵向裂缝，经分析是由于温度影响弯桥的上部结构，产生水平位移，受位移水平力作用导致该墩柱产生裂缝。同年9月在对弯桥整体复位的同时，对第21号墩柱的裂缝进行修补。该工程由北京特希达科技有限公司负责实施，施工中采用该公司引进的日本三菱公司的碳炭

6、素纤维布及专用粘结树脂。施工时，先将破损混凝土用高于原混凝土强度的环氧砂浆进行修补复原，对墩帽及墩身部位宽度≥0.3毫米，并且深度大于保护层厚度的裂缝灌注环氧树脂；宽浅裂缝坑凹缺损用树脂砂浆填补。在墩顶处沿垂直裂缝方向粘贴一层TXD-C-20型碳炭素纤维布，环包两层同型号碳炭素纤维布；墩帽处沿垂直裂缝方向粘贴一层TXD-C-20型碳炭素纤维布，环包一层同型号碳炭素纤维布，以提高墩顶抗剪承载力；在墩柱部位，则垂直裂缝方向环包一层TXD-C-20型碳炭素纤维布，以增强混凝土柱的抗剪和抗压能力。鉴于该桥重要的地理位置和

7、作用，因此，在碳炭素纤维布粘结树脂固化后，对施工面进行了涂装处理。采用水泥灰浆配置一定比例的建筑胶作为结构外涂，外观上与原结构保持了一致性。该修复工程交付使用一年多以来，效果良好。 2、盐坨桥建于1986年，位于天津中环线东半环，跨越新开河，全桥分上、下行两幅等宽，各自独立成桥。其上部结构分为六跨20米T型梁，四跨13米普通钢筋混凝土空心板梁，下部结构为钢筋混凝土柱型墩。经多年运行由于多种原因桥梁许多部位出现明显的损坏，影响了桥梁的正常使用。所有预制板梁、T型梁的边梁，受雨水侵蚀，梁体反碱非常严重。其中，T型边梁

8、梁体上的裂缝钢筋锈胀、混凝土脱落现象比较严重，板梁的边梁也有出现。在北宁公园一侧下游第2片板梁底部有一道顺桥向长5米，宽5毫米的裂缝，（如下图示）而且，缝内有渗水现象。施工时，先将破损的混凝土剔除，将锈蚀钢筋除锈，用高于原混凝土标号的环氧砂浆进行T型梁及板梁的修补复原。待混凝土养护完成后进行粘贴碳炭素纤维布。施工效果良好，达到了维修加固的目的。3、普济河道立交桥位于天津市