工程碳纖維加強(qiáng)混凝土梁施工的加固問題及控制要點(diǎn)

華正新-馬鞍山工程碳纖維加強(qiáng)混凝土梁施工的加固問題及控制要點(diǎn)TOC\o"1-3"\h\u9586摘要 220482第一章緒論 3305821.1碳纖維加強(qiáng)混凝土梁的發(fā)展歷史 3204501.2碳纖維加強(qiáng)混凝土梁研究現(xiàn)狀 4198991.3碳纖維加強(qiáng)混凝土梁的研究目的和意義 89349第二章碳纖維材料加強(qiáng)混凝土粱的施工概況及特點(diǎn) 9158912.1工程概況 9109672.2碳纖維加強(qiáng)混凝土梁的承載力性能 9160482.3碳纖維加強(qiáng)混凝土梁的結(jié)構(gòu)性能 108555第三章碳纖維材料加強(qiáng)混凝土梁的施工方案 12226173.1碳纖維加強(qiáng)混凝土梁的施工要求 12103373.1.1施工工藝及安全措施 12254063.1.2膠粘劑的選擇 13218793.1.3粘物的表面處理 14274673.1.4粘貼的工藝要求 1596053.2碳纖維加強(qiáng)混凝土梁的施工步驟和施工過(guò)程 16413.3碳纖維加強(qiáng)混凝土梁的施工要點(diǎn) 187926第四章碳纖維加強(qiáng)混凝土梁施工的加固問題及控制要點(diǎn) 1957214.1碳纖維加強(qiáng)混凝土梁施工的加固要點(diǎn) 19217604.2碳纖維加強(qiáng)混凝土梁施工的加固材料技術(shù)特點(diǎn) 2025684.3控制要點(diǎn) 2014762第五章碳纖維材料加強(qiáng)混凝土梁質(zhì)量控制 2265345.1施工質(zhì)量檢驗(yàn) 22237705.2阻銹劑安全性能 237313結(jié)論 2426887致謝 259930參考文獻(xiàn) 26摘要近年來(lái),我國(guó)高層建筑迅速發(fā)展,需要多種結(jié)構(gòu)類型及形式滿足高度、功能、節(jié)約材料及降低造價(jià)等方面的要求。鋼管混凝土因具有承載力高、抗震性能好、節(jié)約鋼材等突出的優(yōu)點(diǎn),能有效改善結(jié)構(gòu)抗震性能、減小構(gòu)件尺寸、提高建筑的綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo),在高層建筑和其它結(jié)構(gòu)體系中得到廣泛的應(yīng)用。鋼管混凝土柱與單純的鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)相比,其施工工藝較為復(fù)雜。本文從鋼管柱制作、組裝、吊裝和混凝土澆注等方面闡述了其施工技術(shù)要點(diǎn),并對(duì)節(jié)點(diǎn)部位的施工進(jìn)行了詳細(xì)的描述。關(guān)鍵詞:碳纖維；加強(qiáng)混凝土梁；加固第一章緒論1.1碳纖維加強(qiáng)混凝土梁的發(fā)展歷史隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,交通運(yùn)輸量大幅度增長(zhǎng),公路交通在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用和地位愈來(lái)愈顯著地為人們所重視。據(jù)統(tǒng)計(jì),到2000年底,我國(guó)己有通車?yán)锍?67.98萬(wàn)公里,高速公路總里程達(dá)1.6285萬(wàn)公里(未計(jì)入臺(tái)灣省),公路密度達(dá)到17.5公里/百平方公里,為1978年的1.86倍。通車?yán)锍叹邮澜绲诙?僅次于美國(guó)。目前已建成的永久性公路橋梁22.5萬(wàn)余座,橋梁總長(zhǎng)800余萬(wàn)延米[l]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)已建成的主跨在200米以上的公路、城市、公鐵兩用橋近100座,主跨在400米以上的有30座,主跨在600米以上的有12座,已建成和將建成的一批特大跨徑橋梁的科技含量高,技術(shù)復(fù)雜,施工難度大。也就是說(shuō),我國(guó)橋梁建造技術(shù)已進(jìn)入世界先進(jìn)水平的行列。另一方面,我國(guó)公路橋梁的養(yǎng)護(hù)、維修、加固及技術(shù)改造有待進(jìn)一步加強(qiáng)。據(jù)初步估計(jì),我國(guó)公路橋梁約有1/3處于3、4類的狀況。除此之外,屬荷載標(biāo)準(zhǔn)低、橋面寬度窄、不能滿足通行要求的約占橋梁總長(zhǎng)的150k。以橋梁大省湖北省為例,橋梁總長(zhǎng)約50余萬(wàn)延米,其中3、4類橋梁約為巧萬(wàn)余延米,而無(wú)法滿足通行要求的達(dá)18萬(wàn)延米。又以重慶市為例,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2001一2003年重慶市已加固改造了52座舊危橋,投入加固改造資金3280萬(wàn),平均每座橋加固費(fèi)為63萬(wàn)元。目前尚存四類危橋143座,承載能力不足,函待提高荷載等級(jí)的舊危橋601座,占重慶市現(xiàn)有180。多座橋的40%以上?？傮w來(lái)說(shuō),公路橋梁的主要技術(shù)缺陷有以下幾個(gè)方面:設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)偏低,承載能力不足。早期建造的橋梁,特別是20世紀(jì)60年代、70年代建造的橋梁,設(shè)計(jì)荷載大多在汽車一巧級(jí)以下,有的是汽車一13級(jí),有的甚至在汽車一10級(jí)以下。隨著交通量的增加和荷載等級(jí)的提高,原有的橋梁已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)今交通的需要,有些橋梁己經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重的病害,有些橋梁則呈出現(xiàn)病害的可能。通行能力不足。主要表現(xiàn)在橋面寬度不足;橋梁平面線形、縱斷面線形標(biāo)準(zhǔn)太低;橋上通車凈空或橋下通車凈空不足。?人為及自然因素引起結(jié)構(gòu)的損壞。比如超出設(shè)計(jì)的洪水、泥石流、浮冰、冰凍、地震、強(qiáng)風(fēng)、船舶撞擊,河道不恰當(dāng)開挖,橋梁基礎(chǔ)下的巖溶、礦山坑道等,引起橋梁結(jié)構(gòu)的局部損壞。1.2碳纖維加強(qiáng)混凝土梁研究現(xiàn)狀當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)物無(wú)法滿足承載能力、通行能力(如荷載標(biāo)準(zhǔn)提高、原結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?fù)p傷從而使承載能力降低、橋面過(guò)窄妨礙車輛暢通)、防洪等要求時(shí),則需對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的加固、拓寬等技術(shù)改造。橋梁加固改造是一項(xiàng)十分重要而又極具將專業(yè)知識(shí)靈活運(yùn)用的工作,即將專業(yè)的基礎(chǔ)理論與實(shí)際己有病害的橋梁結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起,需要考慮的因素將涉及到方方面面的問題。從某種意義上講,無(wú)論是加固改造方案的擬定與設(shè)計(jì)計(jì)算,還是加固改造的具體實(shí)施,其難度往往比新建橋梁還大。1.2.1碳纖維加固技術(shù)碳纖維又稱增強(qiáng)復(fù)合材料(earbonFibe:ReinforcedPlastic,簡(jiǎn)稱eF即),是60年代以來(lái)隨著航天工業(yè)等尖端技術(shù)對(duì)復(fù)合材料的苛刻要求而發(fā)展起來(lái)的新材料,具有耐腐蝕、高強(qiáng)、彈性模量與鋼相近和抗疲勞性能好等優(yōu)點(diǎn),由于其價(jià)格比較高,70、80年代期間,碳纖維主要用于航天航空等高技術(shù)領(lǐng)域。近年來(lái),隨著碳纖維產(chǎn)量的不斷提高,碳纖維復(fù)合材料在工程結(jié)構(gòu)加固維修中的應(yīng)用日益廣泛,而用粘貼eF即板或FRP布代替粘貼鋼板的研究始于80年代末。1989年日本土木學(xué)會(huì)(JSCE)連續(xù)纖維增強(qiáng)混凝土委員會(huì)正式成立,1995年成立了為期2年的FRP專業(yè)委員會(huì)從事此項(xiàng)技術(shù)的研究,1996年日本建筑學(xué)會(huì)也成立了專業(yè)委員會(huì)以開展關(guān)于該技術(shù)的推廣應(yīng)用工作。以上努力促使日本成為F即加固技術(shù)研究應(yīng)用比較領(lǐng)先的國(guó)家,并已完成了關(guān)于連續(xù)纖維片材加固、維修混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)規(guī)程。盡管如此在1994一1995年之前,大量的研究工作還局限于室內(nèi)試驗(yàn)研究,實(shí)際工程的加固實(shí)例很少,直到1995年1月日本阪神淡路大地震之后,隨著人們對(duì)大量老化結(jié)構(gòu)存在缺陷認(rèn)識(shí)的不斷深入,FRP加固技術(shù)受到了廣泛重視,促使這一新型加固技術(shù)在實(shí)際工程中得以大規(guī)模應(yīng)用。之后,因該技術(shù)施工較為便捷、無(wú)污染等等優(yōu)點(diǎn),以致短時(shí)間內(nèi)用量劇增,碳纖維片材的年使用量從1993年的6噸增加到x996年的125噸,到1997年已迅速增至250噸。同時(shí),加固對(duì)象也由初期的柱型結(jié)構(gòu)的抗震加固轉(zhuǎn)為房屋、橋梁的梁板結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)加固,并已有了指導(dǎo)性的橋梁加固施工、設(shè)計(jì)規(guī)范。在美國(guó),關(guān)于eF即加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究同樣非常活躍。美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)(ACI)成立了FRP專業(yè)委員會(huì)(ACI440F),并于1993年在加拿大溫哥華召開了第一屆FRP增強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)國(guó)際會(huì)議(F即RCS一1)。同時(shí),隨著國(guó)家科學(xué)基金(NSF)對(duì)F即片材加固技術(shù)研究項(xiàng)目的資助,取得了非常豐富的研究成果,并有大量的工程實(shí)例見諸報(bào)道。其研究應(yīng)用成果在ACI440F上做了總結(jié),目前己形成指導(dǎo)加固設(shè)計(jì)施工的指南并已結(jié)合混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行了必要的研究。在加拿大,由于冬季非常寒冷以及廣泛使用防凍鹽而導(dǎo)致大量的混凝土結(jié)構(gòu)嚴(yán)重劣化,對(duì)FRP加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究廣為重視,并成立了一個(gè)與FRP增強(qiáng)與維修土建設(shè)施有關(guān)的國(guó)家重點(diǎn)研究基地。眾多的研究機(jī)構(gòu)將研究重點(diǎn)放在了FRP加固混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用技術(shù)研究方面[9],其研究?jī)?nèi)容包括混凝土梁、板、柱等各類結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)加固、耐久性修復(fù)、FRP在寒冷地區(qū)的特性、加固結(jié)構(gòu)的疲勞特性以及FRP加固野外工程的監(jiān)控。因此,盡管加拿大1990年才開始研究FRP加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù),但在這一領(lǐng)域的研究水平已經(jīng)處于領(lǐng)先地位,加拿大橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范(1998年版)己將該新型結(jié)構(gòu)加固技術(shù)納入其中=.O]。在歐洲,FRP加固混凝土結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用也非?；钴S,該技術(shù)已被瑞士、奧地利、意大利、比利時(shí)、希臘、法國(guó)和德國(guó)等眾多國(guó)家采用,已有大量的加固維修實(shí)例。如瑞士的Sika公司采用該技術(shù)加固的混凝土工程已經(jīng)超過(guò)1000項(xiàng),其加固施工的代理公司分布于許多國(guó)家。我國(guó)是在19%~1997年開始對(duì)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行研究的,并于1998年開始了實(shí)際工程的應(yīng)用,但該技術(shù)用于公路橋梁的加固維修還是最近幾年才開始的。截至目前為止,國(guó)內(nèi)已有眾多研究單位參入了此項(xiàng)研究工作,起步較早一的有國(guó)家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心、中國(guó)建筑科學(xué)研究院、四川建筑科學(xué)研究院,清華大學(xué)、東南大學(xué)、天津大學(xué)等。通過(guò)國(guó)內(nèi)學(xué)者數(shù)年的努力,粘貼碳纖維片加固設(shè)計(jì)、施工規(guī)程己經(jīng)編制完成,部分己經(jīng)頒布實(shí)施。然而,鑒于粘貼碳纖維布加固構(gòu)件受力機(jī)理的復(fù)雜性以及破壞形態(tài)的多樣性,同時(shí)考慮到實(shí)際加固結(jié)構(gòu)不同的破損特點(diǎn)及受力特點(diǎn),仍有許多問題需要解決,以便完善現(xiàn)有加固規(guī)程并為行業(yè)加固規(guī)范的編制積累數(shù)據(jù),因此,近年來(lái)仍有大量的學(xué)者在從事該項(xiàng)加固技術(shù)的應(yīng)用研究。近年來(lái),大連理工大學(xué)結(jié)合山東省交通廳科研項(xiàng)目/碳纖維復(fù)合材料(CFRP)在橋梁加固中的應(yīng)用研究、遼寧省交通廳科研項(xiàng)目/橋梁加固改造新工藝、新技術(shù)研究以及高校博士點(diǎn)基金項(xiàng)目/玻璃纖維加固鋼筋混凝土柱的試驗(yàn)研究0,開展了針對(duì)公路橋梁破損特點(diǎn)的粘貼碳纖維布加固技術(shù)的室內(nèi)試驗(yàn)與野外試驗(yàn)相結(jié)合的卓有成效的研究工作,取得了豐富的研究成果。研究?jī)?nèi)容涉及粘貼碳纖維布抗彎、抗剪加固鋼筋混凝土梁的受力性能、一加固柱的受力性能以及碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)的基本材料力學(xué)性能和長(zhǎng)期受力性能等方面的研究,從而成為國(guó)內(nèi)少數(shù)比較全面、系統(tǒng)、長(zhǎng)期地研究該技術(shù)的科研單位之一。下面分別介紹國(guó)內(nèi)外在粘貼碳纖維片材加固鋼筋混凝土梁的抗彎和抗剪性能以及剝離機(jī)理等方面研究概況。1.2.2粘貼碳纖維片在抗彎加固領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀粘貼碳纖維片加固鋼筋混凝土梁的抗彎性能研究是近十年來(lái)最為普遍的,國(guó)外在該領(lǐng)域的研究起步較早,相應(yīng)的研究成果較多,其中早期的研究成果主要以完整梁的抗彎加固受力性能為主[l/一22]。研究手段大都采用加固鋼筋混凝土小梁室內(nèi)試驗(yàn),通過(guò)與參考梁的對(duì)比,分析粘貼碳纖維布對(duì)加固鋼筋混凝土試驗(yàn)梁抗彎強(qiáng)度、跨中撓度、受拉鋼筋應(yīng)變、裂縫寬度與形態(tài)以及破壞模式的影響,從而對(duì)粘貼加固效果做出合理的評(píng)價(jià)。在現(xiàn)有危舊橋梁中,抗彎不足的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件占了主要部分,是危舊橋梁加固改造面臨的主要矛盾,是各省公路管理部門近期解決的重點(diǎn)加固對(duì)象。對(duì)在役鋼筋混凝土橋梁而言,加固主要解決兩類問題,一是因橋梁使用功能改變?nèi)缣岣吆奢d等級(jí)而導(dǎo)致原結(jié)構(gòu)承載能力不足,二是因橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低或超載車輛過(guò)多以及受力構(gòu)件鋼筋銹蝕、混凝土劣化等因素導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性破損。經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)營(yíng),這兩類橋一般都是帶裂縫工作的,前者由于只是經(jīng)受正常荷載作用或超載并不嚴(yán)重,車輛荷載通過(guò)后,裂縫幾乎可以閉合,而后者的承載潛力相對(duì)降低,在經(jīng)常的超載作用下,裂縫區(qū)的鋼筋因長(zhǎng)期處于高應(yīng)力狀態(tài)而發(fā)生徐變。即使橋上沒有車輛荷載通過(guò),裂縫也不會(huì)全部閉合,即存在一定寬度的殘余裂縫,屬破損的鋼筋混凝土梁。而國(guó)內(nèi)外對(duì)預(yù)裂梁的研究成果比較少,且沒有對(duì)試驗(yàn)梁在加固前后基于正常使用狀態(tài)下的受力性能進(jìn)行有效的對(duì)比性研究,因此難以解釋實(shí)際橋梁的加固效果。盡管存在以上不足,少量的基于預(yù)裂梁的研究成果仍為該技術(shù)在橋梁加固領(lǐng)域的應(yīng)用具有積極的一指導(dǎo)意義。下面根據(jù)研究目標(biāo)的不同,分別介紹國(guó)內(nèi)外研究者在預(yù)裂梁加固方面所取得的進(jìn)展。MA.Shallawy等人(19%年)做了預(yù)裂板抗彎加固的足尺試驗(yàn)研究,試驗(yàn)包括一根4.65m的實(shí)心板和一根6.75m的空心板,兩根試驗(yàn)梁均預(yù)加載至近極限荷載后卸載,粘貼碳纖維布后再加載至破壞,但由于實(shí)心板預(yù)加載程度太大,加固后的極限荷載小于最大預(yù)裂荷載,加固前后試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可比性較差,盡管一定程度上說(shuō)明了粘貼碳纖維片對(duì)嚴(yán)重破損梁具有極好的加固效果,卻未能就加固前后的剛度改善程度及強(qiáng)度提高幅度得出很好的結(jié)論。MarcoAiduini(1997年)研究了粘貼碳纖維布加固預(yù)裂梁的受力性能,試驗(yàn)包括18個(gè)試件,其中9根模擬了加固板(板長(zhǎng)1.5m,高寬比小于1/2)的受力性能,9根模擬了梁(梁長(zhǎng)2.4m,高寬比大于2)的受力性能。針對(duì)每一組試件,研究者對(duì)參考梁(板)、加固完整梁(板)、加固預(yù)裂梁(板)的變形、應(yīng)變水平、極限荷載等進(jìn)行了對(duì)比。研究結(jié)果證實(shí)了粘貼碳纖維布加固預(yù)裂梁是可行的,并且初始裂縫的存在不影響加固效果。然而,由于只是針對(duì)預(yù)裂與完整的比較且預(yù)加載程度很小(僅30%屈服荷載),未涉及預(yù)裂程度等因素的影響,同時(shí),試驗(yàn)過(guò)程中,大部分試件最終發(fā)生了剝離破壞,削弱了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可比性,影響了加固效果的分析。TomNorriS等人(1997年)的研究也涉及到預(yù)裂梁加固后的受力性能問題,但未能得出令人滿意的結(jié)果[l7]。Vi咖t一vadakan以及Morin(1997年)進(jìn)行了相似的試驗(yàn)研究,粘貼碳纖維布前,先將試驗(yàn)梁進(jìn)行預(yù)裂,預(yù)裂程度以撓度控制(預(yù)加載至極限撓度的1/240),但其試件尺寸較小(僅0.9m),未能對(duì)預(yù)裂梁的研究提出有益的結(jié)論。1.2.3碳纖維加固在國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀我國(guó)從1997年才開始對(duì)CFRP加固維修補(bǔ)強(qiáng)土木結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行研究,但發(fā)展勢(shì)頭迅猛,進(jìn)展飛快。國(guó)內(nèi)己有很多科研部門和高等學(xué)校對(duì)碳纖維的加固技術(shù)從不同的方面進(jìn)行各種試驗(yàn)研究,并撰寫了很多高質(zhì)量的論文和積累了豐富的資料。其研究?jī)?nèi)容有梁、柱、板等構(gòu)件用碳纖維補(bǔ)強(qiáng)加固的作用效果和機(jī)理,以及節(jié)點(diǎn)、構(gòu)造連接、耐久性、CFRP即的應(yīng)用等方面。在材料生產(chǎn)方面,目前國(guó)內(nèi)雖有少量CF即生產(chǎn),但碳纖維片材的勻質(zhì)和低樹脂含量等關(guān)鍵技術(shù)上與國(guó)外相比尚有很大差距,對(duì)材質(zhì)性能難以保證。粘結(jié)用的樹脂,是根據(jù)不同部位的使用功能和使用條件來(lái)選用不同的型號(hào)、不同的性能指標(biāo)的環(huán)氧樹脂。修補(bǔ)樹脂用于填補(bǔ)不平,易于和混凝土結(jié)合,有很高的粘結(jié)強(qiáng)度。而我國(guó)現(xiàn)在還沒有上述的專用環(huán)氧樹脂,國(guó)產(chǎn)的環(huán)氧樹脂性能單一,與國(guó)外產(chǎn)品相比差異較大。為保證工程質(zhì)量和碳纖維片材的補(bǔ)強(qiáng)效果及耐久性,碳纖維材料和專用的環(huán)氧樹脂目前主要仍需從日本、美國(guó)等國(guó)外進(jìn)口。1.3碳纖維加強(qiáng)混凝土梁的研究目的和意義目的：面對(duì)建筑材料發(fā)展中不斷產(chǎn)生的新問題，建材研究工作者不斷尋求新的解決方案。纖維增強(qiáng)水泥、纖維增強(qiáng)混凝土這一類復(fù)合材料發(fā)展很快，用石棉纖維、鋼纖維和玻璃纖維增強(qiáng)混凝土的復(fù)合材料在工程中有了廣泛的應(yīng)用。但是由于石棉纖維有害健康，鋼纖維易銹蝕，玻璃纖維不耐堿腐蝕的缺點(diǎn)，使人們認(rèn)識(shí)到尋求代替鋼筋的新型增強(qiáng)材料仍然任重而道遠(yuǎn)。意義：鋼筋混凝土梁在受力過(guò)程中,可能會(huì)產(chǎn)生彎曲破壞,剪切破壞,或者是在彎矩和剪力共同作用的區(qū)段產(chǎn)生斜截面破壞。為了使梁繼續(xù)工作往往需對(duì)其進(jìn)行加強(qiáng),使其裂縫不再開展,并增強(qiáng)共抗彎、抗剪能力。由于碳纖維布優(yōu)異的物理力學(xué)性能,在對(duì)混凝土梁進(jìn)行加強(qiáng)過(guò)程中可以充分利用其高強(qiáng)度、高模量的特點(diǎn)來(lái)提高構(gòu)件的承載力和延性,改善其受力性能,達(dá)到高效加強(qiáng)的目的。第二章碳纖維材料加強(qiáng)混凝土粱的施工概況及特點(diǎn)2.1工程概況馬鞍山工程碳纖維加強(qiáng)混凝土梁施工項(xiàng)目大橋位于渝合高速公路上,分為左右兩幅橋,分離式路基。左幅位于K23+613一K24+000,橋長(zhǎng)387.0m,橋?qū)?2.sm,右幅位于K23+637一K24+084,橋長(zhǎng)447.0m,橋?qū)?3.0m。左右幅橋平面位于直線、緩和曲線(R=465.0m,Ls=200.0m,T=314.I06m)及R=165.0m圓曲線內(nèi),縱面位于11=+0.66%,RI=9800.0m,TI=174.4lm,EI=1.55豎曲線及12=+0.4%,R2=10000.0m,T2=169.91m,E2=1.44豎曲線內(nèi),橋面縱坡由墩臺(tái)帽標(biāo)高調(diào)整。橋面橫坡為漸變超高,坡度由一2.00k(右幅2.006)漸變到6.006,超高變化率由腹板高度調(diào)整。左幅橋面橫向布置為2X0.25In(防撞護(hù)欄)+12.0m(車行道),右幅橋面橫向布置為2x0.25m(防撞護(hù)欄)+12.5m(車行道)。橋梁上部結(jié)構(gòu)左幅按24m+10x30m+24m,右幅按24m+12x30m+24m布置,主梁為現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)箱梁,左幅箱梁全長(zhǎng)347.64m,右幅箱梁全長(zhǎng)407.52m。箱梁為單箱雙室斷面,箱梁頂板厚0.20m,底板厚0.18m,腹板厚采用變截面,從墩臺(tái)頂附近開始,箱梁中腹板由0.7m逐漸變化到0.3m,箱梁邊腹板由0.7m逐漸變化到0.4m,腹板設(shè)有中5cm通氣孔,底板設(shè)有中5cm泄水孔。橋梁下部橋墩左右幅1號(hào)~4號(hào)墩及右幅H號(hào)一13號(hào)墩為單柱式小250cm圓墩,其余為雙柱式中180cm圓墩,鉆(挖)孔灌注樁基礎(chǔ),橋臺(tái)均為石砌重力式U型橋臺(tái),明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)。左右幅橋兩岸橋臺(tái)處支座采用QZ系列化球形支座。橋面鋪裝采用5cm厚40號(hào)防水鋼筋混凝土+6cm厚瀝青混凝土。全橋箱梁為1聯(lián),僅在兩岸橋臺(tái)處設(shè)置QMSF一240型鋼伸縮縫,防撞護(hù)欄采用鋼筋混凝土防撞護(hù)欄。馬鞍山工程碳纖維加強(qiáng)混凝土梁施工項(xiàng)目大橋于2002年3月竣工,橋梁設(shè)計(jì)荷載為/汽車一超20、掛車-1200。設(shè)計(jì)洪水頻率為1/100,地震烈度為VI度。2.2碳纖維加強(qiáng)混凝土梁的承載力性能為了全面研究CFRP布加固鋼筋混凝土梁抗剪受力性能，參考12根碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)加固鋼筋混凝土梁的試驗(yàn)，分析了CFRP布加固鋼筋混凝土梁斜截面的破壞過(guò)程、破壞機(jī)理、及其影響因素等，其次在試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)用CFRP布加固鋼筋混凝土梁的抗剪理論作了簡(jiǎn)單探討、具體結(jié)論歸納如下：1.碳纖維布加固鋼筋混凝土梁受剪跨比、混凝土強(qiáng)度和配箍率等因素影響。2.試驗(yàn)研究證實(shí)，粘貼碳纖維條后，試驗(yàn)梁的開裂荷載和受剪承載力都明顯提高，其中受剪承載力的提高更為顯著。3.碳纖維布對(duì)提高梁的受剪承載力的作用機(jī)理與箍筋相似。碳纖維條的寬度越大、間距越小、粘貼層數(shù)越多,其作用也越明顯,梁的抗剪承載力提高得越多。但在碳纖維用量相同的情況下，碳纖維條間距較小者加固效果好。4.碳纖維布在提高鋼筋混凝土加固梁抗剪承載力的同時(shí),還可以提高梁的整體剛度，改善構(gòu)件的變形性能，增強(qiáng)構(gòu)件的變形能力。改善了原有混凝土梁剪切破壞的脆性性能（用碳纖維條加固后的鋼筋混凝土梁,在斜截面破壞發(fā)生之前都有碳纖維條的撕裂、起鼓和起皺等破壞預(yù)兆）。5.在理論分析的基礎(chǔ)上，提出了CFRP布加固鋼筋混凝土梁受剪承載力計(jì)算公式，可供工程設(shè)計(jì)參考。CFRP布加固混凝土結(jié)構(gòu)作為一種簡(jiǎn)便有效的結(jié)構(gòu)加固方法，在土木工程加固領(lǐng)域具有極廣泛的應(yīng)用前景。但在實(shí)際工程中對(duì)諸如粘結(jié)膠的耐久性、粘貼層數(shù)的量化、動(dòng)載作用下其加固性能等問題仍有待進(jìn)一步的研究。2.3碳纖維加強(qiáng)混凝土梁的結(jié)構(gòu)性能碳纖維是一種碳含量超過(guò)90%的纖維狀炭材料，是以有機(jī)纖維——聚丙烯晴（PAN）纖維、粘膠纖維、瀝青纖維等原絲經(jīng)過(guò)預(yù)氧化、碳化、石墨化等高溫固相反應(yīng)工藝過(guò)程制備而成，由有擇優(yōu)取向的石墨微晶構(gòu)成，因而具有很高的強(qiáng)度和彈性模量（剛性）。它的比重一般為1.70g/cm3～1.80g/cm3，強(qiáng)度為1200MPa～7000MPa，彈性模量為200GPa～400GPa，熱膨脹系數(shù)接近于零，甚至可為負(fù)值（～1.5×10-6）。碳纖維同時(shí)具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、傳熱和熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能。這些優(yōu)良的綜合性能使碳纖維成為先進(jìn)復(fù)合材料最重要的增強(qiáng)纖維，可以用來(lái)增強(qiáng)聚合物（熱固性、熱塑性聚合物）組成高性能聚合物基復(fù)合材料；增強(qiáng)鋁、鎂、銅等金屬組成碳/鋁、碳/鎂、碳/銅等金屬基復(fù)合材料；增強(qiáng)碳、陶瓷組成耐高溫的陶瓷基復(fù)合材料。碳纖維復(fù)合材料可以通過(guò)基體、纖維的選擇、碳纖維含量和分布的優(yōu)化設(shè)計(jì)做成性能能夠滿足多種要求的各種高性能構(gòu)件。第三章碳纖維材料加強(qiáng)混凝土梁的施工方案3.1碳纖維加強(qiáng)混凝土梁的施工要求3.1.1施工工藝及安全措施在碳纖維片加固施工前,應(yīng)盡可能地卸去部分荷載,使碳纖維粘貼施工時(shí)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受的荷載作用減小到最小程度。其加固施工工序?yàn)?混凝土基底處理一涂底層涂料一用環(huán)氧膩?zhàn)舆M(jìn)行殘缺修補(bǔ)一貼碳纖維片一養(yǎng)護(hù)一涂裝~完工驗(yàn)收。1混凝土基底處理(l)裂縫處理"寬度小于0.2mm的裂縫,用環(huán)氧樹脂進(jìn)行表面涂抹封閉;大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫,所使用的方法有壓力灌膠法等。(2)將混凝土構(gòu)件表面的殘缺、破損部分清除干凈,達(dá)到結(jié)構(gòu)密實(shí)部位,并使其表面平整。?檢查外露鋼筋是否銹蝕"如有銹蝕,需進(jìn)行必要處理。(4)對(duì)經(jīng)剔鑿清除處理的構(gòu)件和露筋構(gòu)件的殘缺和不平整部分,用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修補(bǔ)、復(fù)原,達(dá)到表面平整。(5)將構(gòu)件表面凸出部分(混凝土構(gòu)件交接部位、模板的段差等)打磨平整,修復(fù)后的段差要盡量平順;棱角的部位,用磨光機(jī)磨成圓角,圓角半徑須)30mm。(6)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面打磨后,用吹風(fēng)機(jī)將表面灰塵和雜物清理掉,或用水及酒精清洗,并使表面充分干燥。2涂底層涂料()l把底層涂料的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量準(zhǔn)確后放入容器內(nèi),用攪拌器攪拌均勻;一次調(diào)和量應(yīng)在可使用時(shí)間內(nèi)用完。(2)用滾筒刷均勻地將底層涂料涂刷于混凝土表面,指觸干燥后(一般養(yǎng)護(hù)3~24小時(shí))才能進(jìn)行下一道工序的施工。(3)底層涂料指觸干燥或固化后,表面上的凸起部分(一般類似結(jié)露的露珠一樣)要用砂布或角磨機(jī)磨平。3用環(huán)氧膩?zhàn)舆M(jìn)行殘缺修補(bǔ)(1)構(gòu)件表面凹陷部位應(yīng)用環(huán)氧膩?zhàn)犹钇?并修復(fù)至表面平整、順滑。(2)內(nèi)角(段差、起拱等)要用環(huán)氧膩?zhàn)犹钛a(bǔ),使之平順"用膩?zhàn)油抗魏?表面仍存在的凹凸糙紋,應(yīng)再用砂紙打磨平整。4粘貼碳纖維片(1)樹脂的主劑和固化劑應(yīng)按規(guī)定的比例稱量準(zhǔn)確,裝入容器用攪拌器均勻攪拌"一次調(diào)和量應(yīng)在可使用時(shí)間內(nèi)用完。(2)纖維片材長(zhǎng)度方向的接頭必須搭接IOmc以上"該部位應(yīng)多涂樹脂,脫泡、樹脂操作按正常進(jìn)行"在片材寬度方向不需要搭接。(3)貼片前用滾筒刷均勻地涂抹粘貼用環(huán)氧樹脂,稱為下涂貼片時(shí),在纖維片和樹脂之間盡量不要有空氣"可用羅拉(專用工具)沿著纖維方向在碳纖維片上滾壓多次,使樹脂滲浸進(jìn)纖維中。(4)纖維片施工30分鐘后,用滾筒刷均勻涂抹粘貼用環(huán)氧樹脂,稱為上涂。如需多層粘貼則重復(fù)此階段之()l一(4)步驟,并保證底層粘貼的碳纖維片上涂已指觸干燥,才能粘貼下一層。(5)最后一層碳纖維的上涂應(yīng)涂刷均勻、周邊整齊。5養(yǎng)護(hù)()l碳纖維片施工后,應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),保證養(yǎng)護(hù)期間的溫度不低于環(huán)氧樹脂的允許使用溫度。(2)養(yǎng)護(hù)期一般在1~2周內(nèi)。(3)對(duì)于有風(fēng)吹、有雨淋或可能存在人為擾動(dòng)的地方應(yīng)進(jìn)行遮擋封閉養(yǎng)護(hù)。6表面涂裝對(duì)于有外觀裝飾要求的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件,可在粘貼后的碳纖維表面涂刷基于環(huán)氧基底的涂料或在抹灰后涂刷常規(guī)涂料。3.1.2膠粘劑的選擇在進(jìn)行了裂縫處理（對(duì)于裂縫寬度大于等于0.15MM的裂縫采用“壁可”注入法進(jìn)行壓漿修補(bǔ)；裂縫寬度小于0.15MM的裂縫采用封閉法進(jìn)行修補(bǔ)。）后，需要粘貼碳纖維布的地方，方可進(jìn)行粘貼碳纖維的加固處理：碳纖維施工溫度不得低于5℃，碳纖維粘貼前應(yīng)先對(duì)梁體存在的病害進(jìn)行處理，包括鋼筋阻銹處理、混凝土破損修補(bǔ)以及裂縫的封閉處理；碳纖維布材料規(guī)格：?jiǎn)螌雍穸葹?.167mm,幅寬寬度25cm，帶30g/m2玻璃纖維貼面，抗拉強(qiáng)度≥3500Mpa，抗拉彈性模量≥23×104Mpa，主要力學(xué)性能指標(biāo)參照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS146：2003；粘結(jié)材料的性能是保證碳纖維布與混凝土共同工作的關(guān)鍵，也是兩者之間傳遞途徑中的薄弱環(huán)節(jié)，因此粘結(jié)材料應(yīng)有足夠的剛度與強(qiáng)度以保證碳纖維布與混凝土間剪力的傳遞，同時(shí)應(yīng)有足夠的韌性，以免因混凝土開裂導(dǎo)致脆性粘結(jié)破壞；粘貼材料應(yīng)能在一般氣候條件下固化，且固化時(shí)間合適(一般保證有3小時(shí)左右)，同時(shí)應(yīng)對(duì)水分含量不敏感，具有適宜的流動(dòng)性和粘度，固化收縮率??；碳纖維布修補(bǔ)所用底層樹脂、找平材料、浸漬樹脂或粘結(jié)樹脂應(yīng)采用與碳纖維布相配套的材料；由熟悉該技術(shù)施工工藝的專業(yè)施工隊(duì)伍承擔(dān)；認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)和加固構(gòu)件混凝土的實(shí)際狀況，擬訂施工方案和施工計(jì)劃；施工前應(yīng)對(duì)粘貼部位混凝土的表面含水率及所處環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)量，若混凝土表層含水率＞4%或環(huán)境溫度＜5℃，則應(yīng)采取措施，在達(dá)到要求后方可進(jìn)行施工；清除被加固構(gòu)件表面的剝落、疏散、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，漏處混凝土結(jié)構(gòu)層，并按照混凝土修補(bǔ)的相應(yīng)技術(shù)要求進(jìn)行修補(bǔ)，平整度應(yīng)達(dá)到5mm/m，并對(duì)加固區(qū)域裂縫按相應(yīng)技術(shù)要求進(jìn)行封閉處理；被粘貼混凝土表面應(yīng)打磨平整，除區(qū)表面浮塵、油污等雜質(zhì)，直至完全漏出混凝土結(jié)構(gòu)基面，轉(zhuǎn)角粘貼處應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)角處理并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm；混凝土表面應(yīng)清理干凈并保持干燥；底層涂料(涂底膠)在處理好的混凝土表面涂一層很薄的底層膠，既增強(qiáng)混凝土表面強(qiáng)度，又可以改進(jìn)膠結(jié)性能，從而使得混凝土與碳纖維布之間粘貼性得以提高。通常要求底膠必須具有很低的粘度，和混凝土良好的粘結(jié)性能，以便于涂刷在混凝土表面后，粘結(jié)劑滲入混凝土結(jié)構(gòu)中。①、算出所涂面積底層樹脂用量，視現(xiàn)場(chǎng)氣溫等實(shí)際情況，確保在使用期內(nèi)一次用完，按底層樹脂規(guī)定的比例把底角混合攪拌均勻；②、用滾筒刷或毛刷均勻，無(wú)遺漏地底膠涂在需補(bǔ)強(qiáng)的混凝土表面，底膠涂布邊面界應(yīng)不小于所粘貼的碳纖維布大??；③、等底膠膠指觸干燥(視施工現(xiàn)場(chǎng)氣溫情況，一般需1小時(shí)左右)后，如發(fā)現(xiàn)表面有突起毛刺，應(yīng)用紗布打磨光順，但注意不能將底膠層打磨穿，如有打磨穿的局部應(yīng)重復(fù)以上操作步驟。3.1.3粘物的表面處理浸漬樹脂(粘貼主膠)粘貼碳纖維布浸漬樹脂在粘貼材料中起著至關(guān)重要的作用，它連接底膠與碳纖維布，它的粘讀度應(yīng)控制在一定范圍，有利于浸漬樹脂順利的將碳纖維布粘附于混凝土表面，經(jīng)過(guò)碾壓使浸漬樹脂很容易浸透碳纖維布，形成一個(gè)復(fù)合整體，共同抵抗外力作用。①、按實(shí)設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布，注意不要在幅寬方向裁剪，粘貼時(shí)注意碳纖維布主筋方向；②、根據(jù)粘接膠的標(biāo)準(zhǔn)用量，計(jì)算出所涂布面積的需用量，視現(xiàn)場(chǎng)氣溫等實(shí)際情況，確保在使用期內(nèi)一次用完，按粘接膠使用說(shuō)明規(guī)定的比例把粘接膠主劑和固化劑置于配膠容器中，用電動(dòng)攪拌器攪拌均勻；③、用滾刷或毛刷均勻、無(wú)遺漏地將粘接膠涂在選定的混凝土表面，粘接膠涂布面應(yīng)不小于所粘貼的碳纖維布布大?。虎?、在已涂好的粘接膠混凝土表面鋪覆碳纖維布，碳纖維布的鋪覆方向符合設(shè)計(jì)要求，一層中各張布之間的搭接應(yīng)在纖維方向進(jìn)行；⑤、用膠輥在碳纖維布上沿纖維方向施加壓力并反復(fù)輥壓，使樹脂膠液充分浸漬碳纖維布，消除氣泡和去除多余樹脂，使碳纖維布和底乘充分粘接；⑥、每處施工完成后，自然養(yǎng)護(hù)24小時(shí)內(nèi)應(yīng)確保不受外力硬性沖擊等干擾；⑦、每道工序過(guò)程中及完成后，均應(yīng)采取適當(dāng)措施保證不受污染或雨水侵襲；⑧、對(duì)粘貼施工完成后的復(fù)合材料層，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)至粘接膠完全固化后，對(duì)碳纖維布布粘貼面仔細(xì)檢查，如果碳纖維布貼層有空鼓或氣泡，可以用刀片將碳纖維布劃開(注意不要?jiǎng)潝嗟奶L(zhǎng))，然后采用注射器針管將調(diào)治好的粘接膠注入空鼓或氣泡內(nèi)添充至密實(shí)。應(yīng)保證密實(shí)粘貼面積大于95%。3.1.4粘貼的工藝要求碳纖維布只有與所加固補(bǔ)強(qiáng)的混凝土表面緊密接觸，才能產(chǎn)生良好的補(bǔ)強(qiáng)效果。但是混凝土表面的銳利突起物、錯(cuò)位和轉(zhuǎn)角部位等都可能使碳纖維布產(chǎn)生損傷，并引起強(qiáng)度降低，混凝土表面小的模板錯(cuò)位及混凝土氣孔很難通過(guò)基底處理一道工序徹底清理，因此在涂敷的底層涂料指觸干燥后必須用找平膠進(jìn)行找平，同時(shí)將矩形斷面直角打磨后補(bǔ)成圓弧狀。①、底膠干燥后，若發(fā)現(xiàn)粘貼表面上有缺損、坑洼、凹陷拐角、模板接頭處出現(xiàn)的高度差等情況，應(yīng)用找平膠(用粘接膠加適量作為觸變劑的礦物材料調(diào)制成的膩?zhàn)?進(jìn)行刮填修補(bǔ)，保證模板接頭處無(wú)明顯高度差，缺損、坑洼平緩順暢，凹陷拐角處填補(bǔ)成R≥20mm的圓角過(guò)渡；②、整平材料的調(diào)制和使用注意事項(xiàng)與底膠相同；③、等整平材料固化至指觸干燥后，如發(fā)現(xiàn)整平部位表面有突起毛刺，應(yīng)用砂布打磨光順。3.2碳纖維加強(qiáng)混凝土梁的施工步驟和施工過(guò)程1混凝土破損區(qū)域的清理對(duì)混凝土出現(xiàn)的蜂窩麻面、松散、孔洞、破碎、剝落等缺陷的部位以及鋼筋外露區(qū)域,可采用人工鑿除法、氣動(dòng)工具鑿除法或高速射水法將該處松散、破損、污損的混凝土清除干凈,直至露出堅(jiān)硬密實(shí)的基面,同時(shí)應(yīng)注意保證該部位無(wú)油污、油脂、蠟狀物、灰塵以及附著物等物質(zhì);對(duì)于缺陷深度>10cm,面積)(10cmX10cm)時(shí),表面要鑿成方波型和鋸齒狀,且鑿至堅(jiān)實(shí)層;?清理混凝土病害部位時(shí)注意不要損傷梁體原有鋼筋(尤其是主筋);嚴(yán)格按照橋梁維修養(yǎng)護(hù)相關(guān)規(guī)定及要求實(shí)施。2鋼筋銹蝕區(qū)域的清理在混凝土表面破損清理完畢后進(jìn)行;o用鋼刷清除鋼筋表面的浮銹,使之露出光潔部分;?對(duì)經(jīng)探查確定的鋼筋銹蝕區(qū)域,應(yīng)清除掉混凝土表面的油污、油脂、蠟狀物等有機(jī)污物;3鋼筋防銹、阻銹的清理在鋼筋銹蝕區(qū)域的混凝土表面清理完畢后進(jìn)行;對(duì)外露的鋼筋涂刷鋼筋保護(hù)劑,鋼筋保護(hù)劑的選用應(yīng)滿足設(shè)計(jì)提出的材料特性要求,涂刷時(shí)滿足施工規(guī)范要求;對(duì)鋼筋銹蝕區(qū)域采用多功能阻銹劑(表面涂刷型)處理,可滾刷或噴涂于結(jié)構(gòu)表面,選用材料應(yīng)滿足施工規(guī)范要求;?鋼筋保護(hù)劑屬化學(xué)產(chǎn)品,施工過(guò)程中應(yīng)采取必要的防護(hù)措施;?多功能阻銹劑有很強(qiáng)的滲透性,施工時(shí)應(yīng)配戴手套及口罩,嚴(yán)禁與皮膚直接接觸,在水平結(jié)構(gòu)底面施工時(shí),應(yīng)注意不要滴落到身體或皮膚上任何部位,如己滴落到皮膚表面或眼睛里,應(yīng)立即用清水沖洗干凈并及時(shí)就醫(yī);根據(jù)所選用材料的物理化學(xué)性能指標(biāo)選擇合適的施工條件進(jìn)行施工。4混凝土破損修補(bǔ)處理在混凝土破損區(qū)域清理完成以及鋼筋除銹、阻銹處理工作完畢后進(jìn)行;按照橋梁維修養(yǎng)護(hù)相關(guān)規(guī)定及要求,采用與結(jié)構(gòu)混凝土標(biāo)號(hào)相當(dāng)?shù)沫h(huán)氧修補(bǔ)砂漿對(duì)破損區(qū)域進(jìn)行修補(bǔ),要求修補(bǔ)后結(jié)構(gòu)平整密實(shí);所用環(huán)氧砂漿應(yīng)具有較低的膨脹系數(shù)、收縮率和放熱溫度,并且還應(yīng)具有較高的粘結(jié)力、硬度及抗沖擊性能,環(huán)氧砂漿的配合比根據(jù)試驗(yàn)確定;?修補(bǔ)區(qū)域如處于潮濕狀態(tài),應(yīng)采取相應(yīng)措施使修補(bǔ)位置保持千燥,或選用能在潮濕狀態(tài)下施工的材料,確保修補(bǔ)質(zhì)量;應(yīng)根據(jù)材料物理化學(xué)一性質(zhì)、修補(bǔ)厚度以及氣候條件等因素作好養(yǎng)護(hù)工作。5裂縫處理對(duì)結(jié)構(gòu)上、下部存在的所有裂縫進(jìn)行處理,對(duì)于裂縫寬度f(wàn)w<0.15Inln且裂縫深度較淺的細(xì)小裂縫可采用樹脂封閉膠進(jìn)行涂刷封閉處理,對(duì)于裂縫寬度0.15nm成fw<0.5mm的裂縫采用裂縫灌注膠或?qū)Ｓ铆h(huán)氧樹脂漿液進(jìn)行灌注處理;對(duì)于fw>=0.5mm的裂縫進(jìn)行鑿槽嵌補(bǔ)處理。裂縫修補(bǔ)后,材料未硬化前除結(jié)構(gòu)自重和必要的施工機(jī)具產(chǎn)生的荷載外,不允許再有其它外荷載(包括車輛荷載)。裂縫灌注方法采用壓力灌注法進(jìn)行施工,采用其它材料及技術(shù)時(shí),應(yīng)得到設(shè)計(jì)人員及施工監(jiān)理的批準(zhǔn)。壓力灌注法施工細(xì)則:壓力灌注法是在注入過(guò)程中始終保持一定壓力,保證將修補(bǔ)材料注入到寬度僅0.02mm的裂縫末端,同時(shí)均勻緩慢的壓力可以將裂縫中積存的空氣壓入混凝土的毛細(xì)孔中,并通過(guò)混凝土的自然呼吸過(guò)程排出,有效避免產(chǎn)生氣阻,從而確保修補(bǔ)質(zhì)量。表面處理l)用鋼絲刷沿裂縫走向清理寬約scm范圍的混凝土表面,使混凝土表面保持清潔;2)用錘子和鋼釬鑿除兩側(cè)疏松的混凝土塊和砂粒,露出堅(jiān)實(shí)的混凝土面;3)用略潮濕的抹布清除表面的浮塵,并徹底晾干,用丙酮除去表面的油污,如縫內(nèi)潮濕,要等其充分干燥,必要時(shí)可用熱風(fēng)機(jī)烘干。粘結(jié)注入座和密封裂縫1)調(diào)制好封口膠,攪拌均勻,用抹刀將少許膠刮在注入座底面的四邊,將注入座固定在混凝土上;2)注入座的布置應(yīng)掌握以下原則:沿縫的走向,每米約布置3個(gè),裂縫分岔處的交叉點(diǎn)應(yīng)設(shè)注入座,選混凝土表面平整處設(shè)置,避開剝落部位,對(duì)貫通縫,可在一側(cè)布置注入座,另一側(cè)完全封閉,縫寬較大且內(nèi)部通暢時(shí),可以按每米2個(gè)的密度來(lái)布置;3)用封口膠將裂縫密封,與注入座銜接的地方要特別注意。封口膠的固化1)密封完成后,將封口膠固化,注意固化過(guò)程中防止其接觸水;2)固化時(shí)間:約12小時(shí)(氣溫ZOoC時(shí))、約6小時(shí)(氣溫300C時(shí))。工具注入器、閥門、過(guò)濾器、桶、攪拌棒、丙酮、秤(精確到109)、鉗子、螺絲刀、生料帶。鑿槽嵌補(bǔ)法施工細(xì)則:用鋼釬沿混凝土裂縫鑿一條V形槽,槽寬與深度可根據(jù)裂縫深度和有利于封縫來(lái)確定,鑿槽時(shí)先沿裂縫打開,再向兩側(cè)加寬,鑿?fù)旰笥娩摻z刷及壓縮空氣將混凝土碎屑粉塵清除干凈;采用微膨脹水泥砂漿進(jìn)行修補(bǔ)封閉,需將槽口外混凝土表面鑿毛并清理干凈;槽口內(nèi)應(yīng)保持干燥,以免影響修補(bǔ)封閉效果;鑿槽時(shí)注意不要損壞鋼筋。3.3碳纖維加強(qiáng)混凝土梁的施工要點(diǎn)1.氣溫在5e以下、相對(duì)濕度RH>85%、混凝土表面含水率在8%以上、有結(jié)露的可能時(shí),無(wú)有效措施不得施工。2.由于碳纖維片為電的良導(dǎo)體,應(yīng)使其遠(yuǎn)離電源。3.施工用各種樹脂遠(yuǎn)離明火,并避免陽(yáng)光直射。4施工及檢查人員應(yīng)穿防護(hù)工作服,配戴口罩、手套、防護(hù)眼鏡等防護(hù)用品5.施工現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)狀況良好。6.當(dāng)樹脂粘附在皮膚上時(shí),應(yīng)立即用肥皂水沖洗,濺入眼內(nèi)用清水清洗或及時(shí)就醫(yī)。第四章碳纖維加強(qiáng)混凝土梁施工的加固問題及控制要點(diǎn)4.1碳纖維加強(qiáng)混凝土梁施工的加固要點(diǎn)1、根據(jù)設(shè)計(jì)確定粘貼碳纖維的范圍進(jìn)行基底處理a）將砼構(gòu)件表面的殘缺、破損及碳化層部分清除干凈，達(dá)到結(jié)構(gòu)密實(shí)部位。檢查外露鋼筋是否有銹蝕，并進(jìn)行必要的處理。對(duì)經(jīng)過(guò)剔鑿、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分進(jìn)行修補(bǔ)復(fù)原；b）裂縫修補(bǔ)?？p寬小于0.2mm的裂縫，用環(huán)氧樹脂進(jìn)行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫；c）將構(gòu)件表面凸出部分（模板的段差等）打磨平整，修復(fù)后的段差盡量平順。用磨光機(jī)把棱角磨成半徑大于30mm的圓角；d）清洗打磨過(guò)的構(gòu)件表面，并使其充分干燥。2、底層涂刷（底層涂料具有較強(qiáng)的滲透性，可滲入砼表面內(nèi)）。a）把底層涂料的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量準(zhǔn)確后放人容器內(nèi)，用攪拌器拌均勻，一次調(diào)和量應(yīng)在可使用時(shí)間內(nèi)用完為準(zhǔn)；b）用滾筒刷均勻的涂刷底層涂料；C）底層涂料固化后，表面有凸起部分時(shí)要用砂紙磨光；d）注意在氣溫小于5C，相對(duì)濕度大于85，砼表面含水率在8以上，有結(jié)露可能而無(wú)可靠保證措施時(shí)，均不得施工。3、環(huán)氧膩?zhàn)訉?duì)構(gòu)件表面殘缺的修補(bǔ)。

a）構(gòu)件表面凹陷部位應(yīng)用環(huán)氧膩?zhàn)犹钇?，修?fù)至表面平整；

b）內(nèi)角（段差、起拱等）要用環(huán)氧膩?zhàn)犹钛a(bǔ)使之平順。

4、貼碳纖維片。

a）為了防止碳纖維受損，在碳纖維片運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裁切和粘貼過(guò)程中，嚴(yán)禁受彎折。貼片前應(yīng)用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸切斷纖維片，每段長(zhǎng)度一般不超過(guò)6rn；。

b）碳纖維接頭必須搭接10cm以上，橫向不需搭接；

c）按規(guī)定比例摻配樹脂主劑和固化劑，用滾筒刷均勻地涂刷黏結(jié)樹脂，稱為下涂；

d）貼片時(shí)，在碳纖維片和樹脂之間盡量不要有空氣，可用羅拉沿著纖維方向在碳纖維片上對(duì)此滾壓，使樹脂滲入碳纖維中。

5、養(yǎng)護(hù)。

粘貼碳纖維片后，需自然養(yǎng)護(hù)24h達(dá)到初期固化，并保證固化期間不受干擾。

6、涂裝。

根據(jù)需要可在樹脂固化后加固補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件表面，涂刷耐火涂層和色彩。

4.2碳纖維加強(qiáng)混凝土梁施工的加固材料技術(shù)特點(diǎn)

碳纖維用于砼結(jié)構(gòu)的修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)雖然時(shí)間不長(zhǎng)，但發(fā)展很快，其主要原因在于碳纖維片加固存在較多優(yōu)點(diǎn)：

a）施工簡(jiǎn)便迅速，無(wú)需模板、夾具、支撐等；

b）不增加結(jié)構(gòu)重量，碳纖維片重量200g/m.～300g/m，設(shè)計(jì)厚度0.1l1mm～0.167mm，加上環(huán)氧樹脂的重量也很輕，對(duì)結(jié)構(gòu)自重影響可忽略不計(jì)；

c）能適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)外形的補(bǔ)強(qiáng)；d）可以多層粘貼?？筛鶕?jù)設(shè)計(jì)要求，在一個(gè)部位重疊粘貼。

隨著我國(guó)高等級(jí)公路的迅速發(fā)展，高速公路橋梁通車?yán)锍桃苍诓粩嘣鲩L(zhǎng)，橋梁由于各種原因造成承載力降低、混凝土強(qiáng)度降低或需要提高抗震能力和修補(bǔ)橋梁裂縫，都可以應(yīng)用碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)。4.3控制要點(diǎn)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固處理前，先對(duì)梁板采取有效地卸載和支頂措施，然后按以下施工工序進(jìn)行加固施工。

（1）破損面混凝土表面處理：清除被加固構(gòu)件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結(jié)構(gòu)層。

（2）按設(shè)計(jì)要求對(duì)破損面鋼筋處理后用M45的環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行灌縫或封閉處理，并保證鋼筋保護(hù)層厚度不小于15mm.利用打磨機(jī)將其表面打磨平整，并用鋼刷將其表面的粉塵、油污等不潔物清除干凈，使構(gòu)件加固表面平整、干燥無(wú)粉塵。另外，如碳纖維需沿基纖維方向繞構(gòu)件轉(zhuǎn)角處粘貼時(shí)，轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm.

（3）涂刷底層樹脂：用專用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面，待樹脂表面指觸干燥時(shí)即進(jìn)行下一道工序施工。

（4）找平處理：表面凹陷部位用找平材料填補(bǔ)平整，且不應(yīng)有菱角。

（5）粘貼碳纖維片材：將配制好的浸漬樹脂均勻涂抹于所要粘貼的部位，并用橡膠滾筒沿纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布，滾壓時(shí)不得損傷碳纖維布。多層粘貼重復(fù)上述步驟，待纖維表面接觸干燥時(shí)即可進(jìn)行下一層的粘貼。如超過(guò)60min，則應(yīng)等12h后，再行涂刷粘結(jié)劑粘貼下一層。

（6）在最后一層的碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂。

第五章碳纖維材料加強(qiáng)混凝土梁質(zhì)量控制5.1施工質(zhì)量檢驗(yàn)施工時(shí)所用的材料必須進(jìn)行試驗(yàn)檢查,檢查結(jié)果必須滿足下列表格中對(duì)材料性能指標(biāo)的要求。（1）外露銹蝕鋼筋待清理工作完畢后,在鋼筋表面涂刷鋼筋保護(hù)劑,鋼筋保護(hù)劑性能指標(biāo)如表5.1所示:表5.1底層保護(hù)劑水防護(hù)劑性能指標(biāo)（2）鋼筋銹蝕區(qū)域采用多功能阻銹劑(表面涂刷型)滾刷或噴涂于表面,性能指標(biāo)如表5.2所示:（3）混凝土修補(bǔ)用環(huán)氧砂漿,性能指標(biāo)如表5.3所示:（4）裂縫灌注施工所用材料性能指標(biāo)如表5.5所示:5.2阻銹劑安全性能由于粘貼碳纖維的施工會(huì)對(duì)原橋的保護(hù)涂裝產(chǎn)生破壞,并且為了提高橋梁混凝土的耐久性,在部分橋梁外表面涂刷表面加強(qiáng)防水劑TECNOSOLID82/wP以及AC100保護(hù)涂料進(jìn)行防水憎侯處理。1進(jìn)行涂裝前應(yīng)將基層清理干凈,確保無(wú)污物、河草、霉菌、油污、脂肪、蠟狀物