碳纤维布加固连续箱梁的设计与试验研究

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1、公路与汽运总第140期Highways&AutomotiveApplicationsl61碳纤维布加固连续箱梁的设计与试验研究陈昌武，张奎。(1．襄樊市交通规划设计院，湖北襄樊441000；2．湖北华捷工程咨询监理有限公司，湖北荆州430056)摘要：结合额头湾立交桥碳纤维加固工程，介绍了碳纤维加固的方法和计算原理；根据额头湾立交桥加固后的荷载试验结果对碳纤维加固效果进行了分析，结果表明碳纤维布加固连续箱梁效果明显，可以应用于类似桥梁结构加固。关键词：桥梁；连续箱梁；碳纤维；加固；荷载试验中图分类号：U445．7文献标志码：A文章

2、编号：1671-2668(2010)05-0161-05碳纤维补强加固桥梁技术作为一种新兴的、技桥标准宽度32．5m，分两幅，两幅问设2cm断缝，术含量高的补强加固方法，具有很高的研究推广价每幅桥标准宽度为16．24ITI。其中上行桥桥跨布置值和巨大的社会经济效益。该文以额头湾立交桥加为第一联(6×21)In+第二联(2×16．172+3×25)固为例，研究碳纤维加固设计，并通过荷载试验分析m+第三联(5×21)m+张公堤段+第四联(19．246其加固效果，为这一复合材料在桥梁加固工程的应+23．514+18．849)m+第五联(

3、5×21)m，共五用积累经验。联；下行桥桥跨布置为第一联(6×21)m+第二联(3×25+2×16．172)ITI+第三联(5×21)m+张公1工程概况堤段+第四联(19．277+19．15O+23．888)rn+第额头湾立交桥是武汉市中环线西环段(额头五联(5×21)1TI。共设6条匝道。以上各联均为普湾一汪家嘴)道路与立交工程中的重要枢纽。主线通钢筋砼现浇箱梁。下部结构均采用钻孔灌注桩，表2空心板施工所需主要仪器仪器名称规格型号数量仪器名称规格型号数量水泥胶砂搅拌机JT一51台恒温干燥箱101—21台水泥胶砂振动台ZI96型1

4、台胶砂振动台GE一85型1台压力试验机YE一2000型1台振动台ZHJ—A1台恒温恒湿养护箱SABY-40B1台砼振动台ZHJ—A1台万能试验机wE一1000B1台水泥细度负压筛析仪FSY一1501台冷弯冲头6—1251台全站仪SET220D1台养护室自控仪BYS一2型1台全站仪索佳SET2100II1台压力试验机YE一20001台水准仪自动安平C30Ⅱ等5台水泥抗折机1台菱镜8个泥浆测试仪1台情报开发与经济，2004，14(IO)．参考文献：E43王京营．现浇连续空心梁施工及质量控制[J]．西部探矿工程，2006(1)．E13肖

5、文明．汉寿沅水大桥施工期风险识别分析方法研究[5]JTJ041—2000，公路桥涵施工技术规范Is]．EJ]．公路与汽运，2009(3)．E63柴春明．先张法预应力空心板梁施工技术[J]．山西建[2]黄显彬，思文海．先张法预应力混凝土空心梁板技术研筑，2001，27(1)．究EJ]．工业建筑，2009(5)．E3-]张学文，刘晓栋．现浇连续空心板梁施工技术l-J-I．科技收稿日期：2010—08一O3公与汽运第5期162Highways&AutomotiveApplications201—0车月桥台均采用一字式轻型桥台。原设计荷载

6、等级为汽在原设计结构验算能满足老规范要求的前提车一超20，挂车一120。下，考虑到三环线车流量大、超载车辆多，为确保其该桥主要病害如下：1)箱梁外部病害为箱梁腹安全运营，设计按城一A级汽车荷载进行核算，综合板裂缝、箱梁底板裂缝、箱梁底板砼局部破损、箱梁考虑梁体超厚部分产生的荷载效应，通过粘贴碳纤底板砼局部露筋、箱梁底板模板未拆除干净、箱梁外维布的方式来提高梁体承载力，以满足使用要求。部渗水。2)箱梁内部病害为匝道内砼堆积且模板2．2加固计算未拆除干净、箱室内下倒角处超高、箱室下倒角上横采用碳纤维U形箍进行梁剪力加固时，U形箍向钢筋

7、外露、横隔板上砼破损、箱室积水等。3)桥提供的剪力面病害严重，部分附属设施破损。Vf一~2n~fWeftcf￡“^f／(sf+叫f)对桥梁的主要病害进行分析发现，桥梁裂缝较式中：为加固形式系数，一0．85；ncf为碳纤维片材多，较大；另外，箱梁在静载作用下结构刚度偏低且的粘贴层数；r为U形箍宽度；tf为单层碳纤维片部分梁的弹性性能较差。材的厚度；Sef为U形箍净间距．￡c为抗剪应变，Ecf一0．004；hcf为侧面粘贴碳纤维片材的高度。2加固方案采用宽度为150mm、净间距为150mm的2．1加固原理XEC一200碳纤维u形箍(一

8、层)粘贴在梁端1／3m桥梁工程加固中所用的碳纤维布是高强度或高范围内，u形箍提供的剪力为75kN，xEc一200单弹性模量的连续性碳纤维，纤维单向排列成束，质量层可抵抗弯矩值(6—500ram)为60kN·m。轻且薄，具有一定柔度。当纤维排列方向与