粘貼碳纖維加固橋梁施工工法

隨著建筑業(yè)的發(fā)展，原有的房屋、橋梁、特別是大型的基礎(chǔ)設(shè)施工程在使用一段時(shí)間后，出現(xiàn)老化和破損，不得不再花巨資進(jìn)行加固和修復(fù)。據(jù)專家預(yù)測(cè)，如果沒有根本性的技術(shù)革新，社會(huì)將負(fù)擔(dān)龐大的基礎(chǔ)設(shè)施的維修和管理費(fèi)用。[11]目前，一種新興的加固技術(shù)——碳纖維復(fù)合材料（CarbonFiberReinforcedPlastic，簡(jiǎn)稱CFRP）加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，將有效地解決上述問題。在土木工程領(lǐng)域，碳纖維這種新型的加固方法因其優(yōu)異的物理力學(xué)性能、施工便捷、工期短、極佳的耐久性能及粘貼后基本不增加原結(jié)構(gòu)自重及構(gòu)件尺寸、外觀影響最小等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)脫穎而出，已經(jīng)被逐漸認(rèn)可，大量用于工程實(shí)際中。碳纖維材料在結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域潛力極大，近十年來碳纖維材料加固的發(fā)展已經(jīng)充分證實(shí)了這一點(diǎn)。從目前國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況看，碳纖維材料應(yīng)用于建筑業(yè)的研究開發(fā)活動(dòng)正呈積極的態(tài)勢(shì)。中國(guó)擁有巨大的建筑市場(chǎng)，大量的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)急需維修與加固，碳纖維加固技術(shù)作為一種新興的、技術(shù)含量高的加固技術(shù)，具有很大的研究推廣價(jià)值和巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。[6]1、特點(diǎn)材料輕質(zhì)高強(qiáng)?？垢g。耐老化。耐熱性。保持結(jié)構(gòu)原狀，外形美觀。施工簡(jiǎn)便、快捷。碳纖維復(fù)合材料的疲勞強(qiáng)度高。碳纖維復(fù)合材料的疲勞強(qiáng)度高。2、適用范圍粘貼碳纖維布加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)可以廣泛應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)類型（如建筑物、構(gòu)筑物、橋梁、隧道、涵洞等）、各種結(jié)構(gòu)形狀（如矩形、圓形、曲面結(jié)構(gòu)）、各種結(jié)構(gòu)部位（如梁、板、柱、節(jié)點(diǎn)、拱、殼、墩等）的加固補(bǔ)修，而且不改變結(jié)構(gòu)形狀及不影響結(jié)果的外觀，尤其對(duì)于大型土木工程結(jié)構(gòu)，采用碳纖維加固法效果比較好。3、工藝原理該方法采用同一方向排列的碳纖維織物，在常溫下用環(huán)氧樹脂膠預(yù)浸，沿受力方向或垂直于裂縫方向緊密粘貼在需要補(bǔ)強(qiáng)的混凝土結(jié)構(gòu)表面，形成復(fù)合材料體，二者作為一個(gè)新的整體，使增強(qiáng)貼片與原有的鋼筋混凝土共同受力，增大結(jié)構(gòu)的抗彎或抗剪能力,提高強(qiáng)度、抗裂性和結(jié)構(gòu)的延性，控制裂縫的繼續(xù)發(fā)展，達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)加固及改善受力性能的目的。4、工藝流程及操作要求4．1粘貼碳纖維的施工工藝4.1.1材料準(zhǔn)備：粘貼用碳纖維布；樹脂粘結(jié)劑，包括底涂、主涂。4.1.2其他準(zhǔn)備工作：施工工具、電源及腳手架，以及必要的防護(hù)。4.1.3定位放線：按照設(shè)計(jì)圖紙，設(shè)計(jì)部位進(jìn)行放線定位。4.1.4混凝土表面處理:4.1.4.1表面酥松混凝土剔鑿：用小錘將表層可能剝落層輕輕鑿除并清洗。4.1.4.2表面修補(bǔ)：使用環(huán)氧砂漿對(duì)混凝土表面蜂窩、麻面、空洞及漏筋等質(zhì)量問題進(jìn)行修補(bǔ)；對(duì)混凝土表面輕微氣泡孔或模板棱可由底涂找平處理。4.1.4.3混凝土表面打磨：用角磨機(jī)對(duì)粘貼面進(jìn)行打磨直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)新面，除去表面浮漿、油污等雜質(zhì)。要求打磨后表面光滑平整無棱角，轉(zhuǎn)角粘貼處打磨出圓弧。倡4.1戰(zhàn).浙5月配制并牢涂刷底繡層樹脂鵝：按照庫(kù)產(chǎn)品廠疏商提供案的工藝漫規(guī)定配靈制底層暢樹脂。嬌該樹脂董為雙組卻分材料莖，要求袋配比準(zhǔn)認(rèn)確。械4.1練.義6涼利用滾值筒刷將艦底層樹別脂均勻悲的涂刷壘在混凝淘土表面拿，養(yǎng)隙護(hù)耗6創(chuàng)小時(shí)左乳右，指灶觸不粘糖。毯4.1剛.欣7博配制粘誘貼樹脂陵：按照出產(chǎn)品廠興商提供昨的工藝嗚規(guī)定配影制粘貼桃樹脂。背該樹脂碌為雙組匠分材料雷，要求鬼配比準(zhǔn)覽確，并殺將配制培好的粘如貼樹脂刑均勻的呢涂抹于篩粘貼部潛位。溉4.1葉.慮8郵纖維下晶料：按癥照設(shè)計(jì)嚴(yán)圖紙要毛求的尺培寸裁剪盆碳纖維踐布。督4.1俯.枕9桿粘貼碳角纖維布組：將裁嘩剪好的劉碳纖維鄭布用粘綱貼樹脂扶浸漬，幫用手輕防壓粘貼同于需要隨粘貼的濱部位，蕩采用滾貞筒順碳侄纖維布識(shí)方向多壽次滾壓代、擠除遣氣泡，選使粘貼雕樹脂充雙分浸透雪碳纖維貢布，滾黨壓時(shí)不辜得損傷俘碳纖維讓布。裹4.1害.1放0距多層粘疏貼時(shí)需相等上層怨碳纖維淚布表面器的粘貼當(dāng)樹脂干式燥后進(jìn)很行。鬧4.1錫.1帶1拜最后在痰粘貼好米的碳纖生維布表讀面均勻昏涂刷粘遲貼樹脂略。徒4.1詢.1再2墊養(yǎng)護(hù)：今對(duì)粘貼州好的碳搭纖維進(jìn)白行保護(hù)遣，在粘萍結(jié)樹脂欣完全固晝化前不午得擾動(dòng)牲。如施尾工溫度尾低周于從5行℃勞，應(yīng)對(duì)莊新粘貼輛碳纖維均進(jìn)行升私溫養(yǎng)護(hù)網(wǎng)，養(yǎng)護(hù)梁方式可殖使用火岔爐、碘痕鎢燈、詢電熱毯爬等。具講體流程塑見下圖犬粘貼碳棍纖維工足藝流程袋圖構(gòu)件表面處理涂刷底涂樹脂基層處理找平樹脂找平修補(bǔ)構(gòu)件表面處理涂刷底涂樹脂基層處理找平樹脂找平修補(bǔ)涂裝養(yǎng)護(hù)粘貼碳纖維涂刷粘結(jié)樹脂涂裝養(yǎng)護(hù)粘貼碳纖維涂刷粘結(jié)樹脂浙4遭．恐2盤操作要瓜點(diǎn)宅4.2律.軌1弊涂粘結(jié)奏樹脂前拒必須先眠確認(rèn)底卸漆狀況娛為指觸盆干燥。業(yè)4.2遺.耳2啄碳纖維虛布預(yù)先喚以剪刀俊或刀片剖依所設(shè)憲計(jì)尺寸接裁剪，等下料準(zhǔn)妻確，寬嶺度不得周有下差歲。薪4.2濫.具3楊主劑及岔硬化劑察必須配察比準(zhǔn)確嫁稱重后佛置于攪茂拌器中嗓攪拌，床一次攪?yán)w拌量為匙在可使僅用時(shí)間肺內(nèi)用完捆之施工盤量恐,識(shí)超過使飛用時(shí)間斧的材料懶不能再柿用。誦4.2蛙.鞋4武滾筒毛布刷將樹甲脂均勻費(fèi)涂布飽刺滿。綢4.2身.響5訊纖維布陸平順的衡貼合在傲涂布樹限脂的結(jié)租構(gòu)層上進(jìn)，并用吉刮刀沿恢纖維方荒向用力宿刮平除帝去氣泡勒。遷4.2助.珍6體貼好的燭碳纖維便布上，漁再用滾難筒毛刷泥將樹脂號(hào)均勻涂寧布褲。炮3燈0搭分鐘后暑進(jìn)行上枕層樹脂雜涂布。竹4.2贈(zèng).滾7攏上積層沃，重復(fù)墓上楚述柴4依～衫6裕步驟，抬但需等麻上層碳惑纖維布彩表面的蛾粘貼樹耳脂干燥敢后進(jìn)行餃。霉4.2以.室8勇貼片搭葬接時(shí)，對(duì)纖維方磚向交接拾處搭接朽長(zhǎng)度須和大烘于繼100延m羅m少。誦4.2賤.象9承保證浸控漬樹脂搖充分浸瓦透在碳千纖維布積中否則良對(duì)粘貼脊質(zhì)量有盆不利影糊響堵4.2蔥.1腹0縫用專業(yè)洲滾筒滾灣壓碳纖蒙維布時(shí)未，可以找向一個(gè)肚方向滾棗動(dòng)，也監(jiān)可以從胞中間向界兩個(gè)方舊向滾動(dòng)具，但不紫允許來遠(yuǎn)回反復(fù)棄滾動(dòng)，間以免損婆傷碳纖齊維影響柳粘結(jié)質(zhì)堡量。同5帖、材料鐵要求稠5.磁1針碳纖維眨的規(guī)格食及材料干性能樓碳纖維還片品材頃修復(fù)補(bǔ)禽強(qiáng)混凝姿土結(jié)構(gòu)非所用材況料，可淡以分為掠碳纖維撿片樣材中和與其飲相配套役的專用移環(huán)氧樹飛脂兩大徒類柔。其中脾碳纖維錘的抗拉燦強(qiáng)度為進(jìn)建筑鋼匠材的十需倍左右劃，而彈保性模量繼與鋼材穩(wěn)相當(dāng)，效某些種聰類醬(耗如高彈健性部)維碳纖維袖的彈性尸模量甚棚至在鋼伐材的兩參倍以上秧，且施份工性能瑞和但耐久性卵良好，車是一種熔有效大的加固爹修復(fù)材莫料旗碳纖維支布勒的規(guī)格緣及性能徹品桌瞧名錯(cuò)纖維種騰類鼻碳纖維吹面積重享量殼（次g/號(hào)㎡潛）困設(shè)計(jì)厚癢度罷（失mm賣腳）藝抗拉強(qiáng)斯度蠢（早MP鴉a釀）陣彈性模葡量姓（驢MP烈a艘）穩(wěn)延伸率納（庭%禽過）富構(gòu)航牲粉容皺200間0.1鴿11劇3,5懸00控1.5辱義賢醬度偷熔300穗0.1始67堅(jiān)3,5番00管1.5涂TXD潤(rùn)-M5沃-30佛高彈性支模量碳鄭纖維妹300誠(chéng)0.1泡65歪2,9房00醬0.7余4掃5賢．腥2封碳纖維攔膠結(jié)材輔料性能慢指標(biāo)六采用碳分纖維片屑材對(duì)混略凝土結(jié)銅構(gòu)加固身時(shí)，應(yīng)倆采用與獸碳纖維炸片材配叔套的底賓層樹脂磁、找平漸材料、祝浸漬樹雹脂或粘幣結(jié)樹脂草。極配套樹當(dāng)脂分別憤由主劑寨和固化門劑配制舊而成；職分為適灑合于冬而天及夏牙天使用建的冬用額型和夏浴用型。捆主劑和表固化劑邀分別包擇裝，在烤現(xiàn)場(chǎng)使醬用時(shí)，伴應(yīng)按工攏藝要求邀、按照根規(guī)定的知比例混便合均勻櫻，以形躁成所需傷要的底晌涂樹脂圓、找平館樹脂、跪粘結(jié)樹部脂。雪配套樹標(biāo)脂類粘陶結(jié)材料豎的主要落性能應(yīng)都滿足下咸表要求躁。眨底層樹古脂的性嘗能指標(biāo)猶性能項(xiàng)校目狡性能指鏡標(biāo)牲正拉粘島結(jié)強(qiáng)度惡≥膀2.5秤Mpa胃,宇且不小憐于被加墨固混凝障土的抗窮拉強(qiáng)度坦標(biāo)準(zhǔn)值架找平材漆料的性釀能指標(biāo)漆性能項(xiàng)罩目?jī)?cè)性能指賠標(biāo)僑正拉粘摘結(jié)強(qiáng)度孩≥歉2.5岔Mpa位,況且不小習(xí)于被加戚固混凝材土的抗慌拉強(qiáng)度燥標(biāo)準(zhǔn)值抗浸漬樹碑脂和粘淹結(jié)樹脂挺的性能爛指標(biāo)饞性能項(xiàng)抵目俯性能指豪標(biāo)歌實(shí)驗(yàn)方黎法若拉伸剪甜切強(qiáng)度所≥戀10M裳Pa順GB7消12退4拒—來198梳6渾拉伸強(qiáng)就度眾≥悟30M思Pa眨GB/撿T25庫(kù)6夾8冶—扶199辯5匹壓縮強(qiáng)片度禁≥無70M座Pa塊GB/篇T25俯6紗9理—濤199酬5壯彎曲強(qiáng)顯度顫≥庫(kù)40a奏GB/辜T25釣7嶼0馬—監(jiān)199證5棟正拉粘減結(jié)強(qiáng)度罩≥勤2.5成Mpa疾,釋且不小述于被加得固混凝粥土的抗先拉強(qiáng)度廉標(biāo)準(zhǔn)值淋彈性模唉量煌≥轟150迫0MP陶a警GB/米T25亂6都8壽—宇199融5輔伸長(zhǎng)率舉≥穗1.5抄%素GB/謹(jǐn)T25顧6作8寫—降199但5株6市、工程元實(shí)例刮某黃河糖公路大蕩橋位于載某公依路熊9稻2牙公里，已橋位約禽成東西肅向，與趁水流基鍬本正交芹。該橋地竣工于殼一九八浮五年七引月。某大橋。某大橋捐由于車爐流量過稅大且大搭部分都榮是超載迅車輛不閃僅造成梳橋面破怕?lián)p嚴(yán)重曉而且對(duì)踢箱梁底繡部產(chǎn)生播很大拉筑力作用捐，從而秘產(chǎn)生東穿西走向湊的裂縫恩。對(duì)這殼種因拉誓力過大鍵而產(chǎn)生蠅的東西衰走向的糧縱向裂遞縫采用醒南北方剃向橫