碳纤维片材在旧桥加固中的应用.pdf

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1、碳纤维片材在旧桥加固中的应用周宏宽陕西省宝鸡公路管理局摘要：碳纤维片材加固修复混凝土结构是一项新的应用外粘高性能复合材料加固结构的技术。目前广泛应用于铁路公路桥梁、高架道路等构筑物的结构补强和抗震加固，亦可用于曲面及节点等复杂形式的加固。利用碳纤维优势的材料性能，代替构件的钢筋，增加构件的配筋量和刚度，从而提高构件的承载能力和提高构件的安全系数，延长构件的使用年限。关键词：碳纤维；片材；旧桥；加固；应用1引言钢筋混凝土是使用最广泛的建筑材料。在许多建筑物和桥梁中，钢筋混凝土被用来建造各种基础、墩、柱和梁板等，但是，由于种种原因，有些建筑物和桥梁中的钢筋混凝土的结构性能不能满

2、足现有载荷的要求。载荷等级的提高、混凝土的老化、杆件损伤、施工质量差等原因都可能产生上述结果，从而对建筑物，桥梁的结构产生影响，进而影响到使用寿命和安全。这种情况可用两种方法来解决，要么拆除并重建该结构，便其能够承受更大的载荷：要么加固构件，使其能够承受更大的载荷。由于拆除重建工作费时且耗资较大，相比之下，加固技术更具吸引力，而且从经济上讲更可行。因此碳纤维片材加固桥梁在工程中得到广泛的引用。2特点及使用条件碳纤维(GFRP)片材具有轻质高强、操作简单、易于粘贴、不锈蚀的优点，可用于抗弯、抗剪、抗压(偏心受压)及抗震等多种形式的加固。该方法适用于混凝土梁桥、板桥的抗弯和抗剪

3、加固。对于配筋率较低或钢筋锈蚀严重的旧桥，加固效果十分显著；还适用于混凝土墩柱的抗剪、抗压补强，抗震延性补强以及地震破坏后的修复等。需要注意是，在采用该技术加固时必须严格遵守材料商对碳纤维片材和黏结剂等提供的环境要求(如温度、湿度等)。3施工工序3．1构件表面处理3．1．1清除构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，对较大面积的劣质层，在剔除后应用聚合物水泥砂浆进行修复。3．1．2检查外露钢筋是否锈蚀，如有锈蚀应进行除锈处理。3．1．3对于裂缝部位，应先进行灌缝或封闭处理。3。1．4用混凝土角磨机、砂轮(砂纸)等工具，去除混凝土表面的浮浆、油污等杂质，直到完全露出新鲜

4、面。构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸出部位要磨平。转角粘贴处理进行倒角处理井打磨成圆弧状，圆弧半径不小于20釉。3．1．5用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。3．2涂刷底层树脂3．2．1按产品供应商提供的工艺要求配制底层树脂。3．2．2用滚桶刷或毛刷将胶均匀涂抹于混凝土构件表面，厚度不超过O．4衄，并不得漏刷或有流淌、气泡。等胶固化后(固化时间视现场气温定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2h)，方可再进行下一道工序。3．3找平修补3．3．1按产品供应商提供的工艺要求配制找平材料(通常用环氧腻子)。3．3．2混凝上表面凹陷部位应用刮刀嵌刮找平材料将补填平，模板接

5、头等出现高度差的部位应用找平材料填补，尽量减少高差。3．3．3转角的处理，应用找平材料将其修补为光滑的圆弧，半径不小于10咖。3．3．4找平材料须固化后(固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2h)，方可再进行下一道工序。3．4粘贴cFRP片材粘贴CFRP布或织物的工艺与粘贴CFRP板有所不同，粘贴CFRP布或织物时按以下步骤进行：3．4．1按设计要求的尺寸裁剪CFRP布。3．4．2按产品供应商提供的工艺要求配制浸渍树脂，然后用滚筒刷将浸渍树脂均匀涂抹于所粘贴部位、在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。3．4．3将cFRP布粘贴到涂抹有浸渍树脂的构件表面上，然后用

6、专用滚筒在CFRP表面沿同方向反复滚压至树脂渗出CFRP布外表面，挤除气泡，使浸渍树脂充分浸透cPRP布。3．4．4多层粘贴应重复以上步骤，且应在CFRP布表面指触感干燥后，立即进行下一层cFRP布的粘贴。3．4．5在最外一层cFRP布的外表面均匀涂浸渍树脂。粘贴CFRP板时应按以下步骤进行：3．4．5．1按设计要求的尺寸裁剪cFRP板。3．4．5．2按产品供应商提供的工艺要求配制浸渍树脂。3．4．5．3将CFRP板表面的粉尘、油污等擦拭干净。如需粘贴两层时，对底层的CFRP板两面均应擦拭干净。3．4．5．4擦拭干净CFRP板后，立即涂刷黏结树脂，树脂应呈起伏状，平均厚度应

7、小于2珊。3．4．5．5将涂有黏结树脂的cFRP板轻压粘贴到构件上，用专用滚筒顺纤维方向均匀平衡压实，使树腊从两边溢出，确保黏结密实无空洞。当平行粘贴多余cFRP板时，两相邻板条间隙应不小于5衄。3．4。5．6粘贴两层cFRF板时，应连续粘贴。如不能立即粘贴，再开始粘贴前应对cFRP板重新擦拭干净。3．5表面防护粘贴完碳纤维布后，即时在其表面再均匀涂抹一层浸渍树脂，自然风干，确保贴片表面已充分风干结合后，在其表面涂抹罩面胶，以保证各层胶的耐久性。4施工要求4．1被加固构建的基面要求基面的混凝土强度等级不低于c15，