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1、建材世界2017年第38卷第2期doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2017.02.018碳纤维法在预应力空心板加固工程中的应用陈伯韬1,2,孙武1,2,袁新顺1,2(1.中交武汉港湾工程设计研究院有限公司,武汉430040;2.海工结构新材料及维护加固技术湖北省重点实验室,武汉430040)摘要:在桥梁维修加固工程中,通过加固方案比选,确定选用碳纤维法加固桥梁预应力空心板。采用静载和动载试验对施工完成后的桥梁进行测试,结果表明碳纤维板法加固桥梁空心板的效果良好。关键词:碳纤维;预应力空心板;荷载试验
2、ApplicationofCFRPReinforcedPrestressedHollowSlab1,2,SUNWu1,2,YUANXin-shun1,2CHENBo-tao(1.CCCCWuhanHarborEngineeringDesign&ResearchInstituteCo,Ltd,Wuhan430040,China;2.HubeiKeyLaboratoryofAdvancedMaterials&ReinforcementTechnologyResearchforMarineEnvironmentStructure
3、s,Wuhan430040,China)Abstract:Inbridgemaintenanceandreinforcementproject,CFRPwasusedtoreinforcehollowboardbycompari-sonandselectioninthepaper.Theresultsshowedthattheapplicationofthereinforcementtechniqueisremarkablebystaticloadanddynamicloadtestofbridgeaftercomplet
4、ionofconstruction.Keywords:carbonfiber;prestressedhollowslab;loadingtest东流港大桥基础采取钻孔灌注桩,下部结构为桩柱式桥墩,上部结构为预应力混凝土空心板,采用16m+8×20m+16m布置,先简支后桥面连续。桥梁全长198.11m。东流港大桥于2004年建成通车,至今已运营13年。按交通部颁85版公路桥涵相关规范设计,原设计荷载标准为:汽-20,挂-100。通过现场调查发现,桥梁存在空心板裂缝、混凝土结构露筋锈蚀剥落、橡胶支座变形老化等病害,上述病害问
5、题的出现导致桥梁存在一定的安全隐患,对桥梁的安全运营构成威胁。为了消除桥梁安全营运的隐患,设计文件提出对该桥进行维修处理,前提是尽量不影响车辆的正常通[1,2]行,因此需对该桥受损严重的预应力空心板进行加固处理。碳纤维加固法和钢板加固法均能满足抗拉、抗剪、抗弯的加固目的,并且施工简单、工期短、几乎不占构[3]件空间。但相对于钢板加固法,碳纤维加固法有如下优点:1)碳纤维加固法适用于各种曲面或不规则形状的加固面,适应性广泛;2)碳纤维受恶劣环境影响小,加固后耐久性好,并且后期维护费用较低;3)从力学性能方面而言,在弹性模量基
6、本相同时,碳纤维的极限抗拉强度一般是钢板的十倍,因此在同[4]样的形变下,单位面积的碳纤维对抗弯承载力的提高近似于钢板的十倍。综上,因东流港大桥需要承受动力荷载,依据该工程的实际要求,选用碳纤维加固法是十分合适的。1材料选择加固用材料主要为碳纤维布及配套结构胶,在物理力学性能指标方面,碳纤维布及配套结构胶分别满足《混凝土结构加固设计规范》(GB50367—2013)规定的高强度Ⅰ级和A级胶要求,见表1、表2。收稿日期:2017-02-20.作者简介:陈伯韬(1978-),助理工程师.E-mail:8975765@qq.co
7、m73建材世界2017年第38卷第2期表1碳纤维材料物理力学性能指标受拉弹性抗拉强度弯曲强度/伸长层间剪切厚度/单位面积质量/材料模量/MPa标准值/MPa率/%强度/MPa(g·m-2)MPamm碳纤维2.37×10534607421.76520.167300表2碳纤维配套结构胶物理力学性能指标抗拉强度/受拉弹性抗压强度/钢-钢拉伸抗剪强与干表面混凝土的不挥发物材料MPa模量/MPaMPa度标准值/MPa正拉粘结强度/MPa固体含量/%碳纤维配套3.0,且为混凝土452591921699结构胶内聚破坏2施工方法施工前首先
8、做好碳纤维粘贴的准备工作,对空心板粘贴面的缺陷进行修补,并对粘贴面进行清洗,达到表面无尘、无油污、无杂质等要求。然后按照设计图纸及相关规范要求粘贴碳纤维,严格控制涂刷底胶、混凝土找平、粘贴碳纤维等关键工序,具体施工工艺流程为:混凝土表面处理→涂刷底胶→混凝土找平→粘贴碳纤维→养护,见图1~图4。碳纤维粘
