预应力碳纤维板在旧桥加固中应用

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1、预应力碳纤维板在旧桥加固中应用　　提要本文结合工程实例介绍了预应力碳纤维板加固T梁桥施工工艺及要点，通过工程实践可为同类T梁桥预应力碳纤维板加固的设计、施工提供借鉴。关键词预应力碳纤维板，加固T梁桥，施工技术中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：0引言预应力碳纤维板加固属主动加固技术，利用碳纤维板高强、高弹材料特性，通过对碳纤维板预张拉，产生初始预加力，用来平衡原结构一部分恒载，从而很大程度延缓裂缝的开展和减小裂缝宽度，有效增加结构刚度，减小结构构件的挠度，缓解内部钢筋的应变，提高钢筋的屈服荷载和结构的极

2、限承载能力[1-4]。另外，碳纤维板具有材质轻、抗腐蚀性能强，尤其对于沿海地区长年遭受海风和潮湿侵蚀的结构加固工程，其优势尤为突出。基于上述预应力碳纤维板加固原理及特点，将其应用于沿海地区的旧桥加固改造工程中，以恢复和提高原桥梁梁体承载力，改善挠度变化。1工程概况9洋河桥建于1992年1月20日，竣工于1994年10月20日。桥梁全长456.91m。上部结构为18×25m预应力混凝土简支T梁，下部结构为双柱式桥墩、轻型桥台。沥青混凝土桥面铺装，毛勒伸缩缝，板式橡胶支座。经过16年的运营，洋河桥已出现不同程度的病

3、害。在2011年9月的定期检查和特殊检查中，发现T梁马蹄缘开裂、下挠变形、横隔板混凝土破损、局部钢筋锈胀以及铺装层开裂和车辙等病害。2012年7月，检测单位又对该桥进行了专项检查。检查结果表明，部分病害发展迅速，结构力学性能进一步恶化，严重影响了桥梁结构的运行安全。洋河桥左、右幅综合技术状况评定等级均为三类，桥梁存在较大安全隐患。为确保桥梁的安全运营，需对洋河桥进行维修加固。对一般病害的三类T梁采用预应力碳纤维板加固方案。通过T梁侧面各布置1片预应力碳纤维板进行承载力加固（如图1所示）。碳纤维板规格为100mm

4、(宽)×2mm（厚），预应力力碳纤维板加固采用柳州欧维姆机械股份有限公司生产的专用成品锚具CFP100-20、夹具、碳纤维板及张拉机具。图1半跨T梁预应力碳纤维板加固图2工艺流程图2工艺流程图93主要施工要点3.1定位、放样1）用钢筋探测仪或除去混凝土保护层的方法明确原钢筋网或波纹管所在位置，以便能确定锚具的安装位置（如图3所示）。图3固定端、张拉端锚具示意图2）尺寸核对:张拉端后预留的可施工距离必须>30cm(从孔洞的中心量起)。3）测量固定端和张拉端孔洞中心之间的距离后，准确标注需钻孔洞的位置。用墨斗弹线方

5、法进行放样，弹出碳纤维板中心线、上下边缘线，锚具切槽边缘线、锚栓孔中心线、压条中心线位置。3.2用手提切割机按放样位置切割安放碳纤维板锚具槽1）固定端槽口尺寸如下：长度1000mm、宽度280mm、深度25mm，最小尺寸长度为不小于张拉杆长度。2）张拉端尺寸如下：长度1300mm(依据张拉伸长量定)、宽度280mm、深度25mm用电锤将放样区域进行凿平，确保槽深度满足设计要求为25mm。最小尺寸长度为张拉杆+工具拉杆+伸长量。93.3钻化学锚栓孔1）钻M24化学锚栓孔（在原钢筋间隙之间）尺寸和误差如下：①孔洞直

6、径：28±2mm②孔洞深度：225±2mm③孔洞与基面的垂直度：90±2°④孔洞中心距离的误差±10mm。注意要点：以支座垫板的孔位为参照进行钻孔，保证化学螺栓能够与垫板孔匹配。2）钻M10压紧条化学锚栓孔（在原钢筋间隙之间）尺寸和误差如下：①孔洞直径：12±2mm②孔洞深度：100±2mm3.4对锚栓孔进行清孔处理1）先将喷嘴伸入成孔底部并吹入洁净无油的压缩空气，向外拉出喷嘴，反复3次；2）将硬毛刷插入孔中，往返旋转清刷3次；3）再将喷嘴伸入钻孔底部吹气，向外拉出喷嘴，反复3次。3.5用角磨机打磨清理需粘贴碳

7、纤维板部位的基面，并用压缩空气将表面浮尘吹净，对于表面严重凹凸不平处，涂抹找平胶。另外，基面并用钢丝刷刷毛糙化处理。93.6种植化学锚栓种植前用工业用酒精擦拭孔壁、孔底，再进行种植。置入锚管，将化学锚栓单向旋转插入，直至达到设计深度，并保证植入锚栓与孔壁间的间隙基本均匀，确保锚栓的位置和垂直度。在环氧材料完成固化过程之前，种植后12小时内不得对锚杆进行扰动。3.7支座垫板找平、初装1）在砼表面涂抹混凝土专用环氧修补胶进行找平。2）安装固定端或张拉端支座垫板，化学螺栓垫片、螺母，并旋紧。3.8成品预应力碳纤维板展

8、长预应力碳纤维板在工厂下料定制完成，碳纤维板和夹具挤压成型为整体。为便于运输，预应力碳纤维板卷成一捆包装。运至现场安装前需展长。在空地上铺满彩条布，预应力碳纤维板卷材平卧在彩条布上，先将一端夹具缓慢人工牵引至碳纤维板下料长度，另一端夹具需固定随未展开碳板原地同轴旋转，直至预应力碳纤维板展平，整个展长过程需注意防止碳纤维板弯折，另外，由于夹具端较重，人工牵引时需握紧夹具部位，并托住近端碳