一、前言
中國橋梁工程的(de)發展已具(jù)有相當規模,公路交通量不斷增加,行車密度(dù)及車輛載重越來越大,公路橋梁負荷日趨加重。有一部分公路橋梁是中國20世紀80年(nián)代以前修建的,因其設(shè)計荷載標準偏低,普遍存在承載力不(bú)足的問題(tí)。而20世紀80年代以後修建的(de),其中已有不少橋梁暴露出缺陷,更有一些在遠(yuǎn)沒有達到設(shè)計壽命時出現耐久(jiǔ)性能嚴重退化的現象,影響其承載能(néng)力和使用壽命。因此,采用(yòng)適當的加固和改造(zào)技術措(cuò)施,恢複和(hé)提高(gāo)橋梁的承載能力及通行能力,延長橋梁的使用壽命,以適應現代化交通運輸的需要變得十分迫切(qiē)。
二(èr)、上海施邦碳纖維材料特性
碳纖維增(zēng)強塑料是碳纖維材料通過一(yī)定的製作工藝與(yǔ)特定的樹脂材料複合而製成的,其力學特點是應力應變量完全線彈性,不(bú)存在屈服點或塑性區。碳纖維材料具有優異的物理力(lì)學性能。加(jiā)固混凝土構件所用的碳纖維布,是由碳纖維長(zhǎng)絲經編織而製成的柔軟片材。碳纖維布(bù)在編織時,將大量的(de)碳纖維(wéi)長絲沿一個主方向均勻平鋪,用極少的非主方向(xiàng)碳纖維絲將主方向碳纖維絲編織連接在一(yī)起,形成很薄的以主纖維方向受力的碳纖維布。碳纖維布(bù)的抗拉強度(dù)標準值應大於3000MPa,彈(dàn)性模量大於2.0×l05MPa.綜合材料的物理、力學特性分析,要想最大限度地發揮材料自(zì)身的優勢,適宜將CFRP材(cái)料作為橋梁結構的受拉或預應力受彎構件,特別適用於純受(shòu)拉構件,工程實踐也證(zhèng)明了這一點(diǎn)。目前(qián),用於橋梁加固的碳纖維材料主要是承受拉應力,約束裂縫的開展。
三、上(shàng)海施邦碳纖維加固補強的施工工藝
1、根據設計確定粘貼碳纖維的範圍進行(háng)基底處(chù)理
(1)將砼構件表麵(miàn)的殘(cán)缺、破損及碳化層部分清除幹淨,達到結構密實部(bù)位。檢查外露鋼筋是否有鏽蝕,並進行必要的處理。對經過剔鑿、清理和(hé)露筋(jīn)的構件殘缺部分進行修補複原(yuán);
(2)裂縫(féng)修補。縫寬小於0.2mm的裂縫,用環氧樹脂進(jìn)行表麵塗刷密封;大於0.2mm的裂(liè)縫用環氧樹脂灌縫;
(3)將構件表麵凸出部分(fèn)(模板的段差等)打磨平整,修複後的段差盡量平順。用磨(mó)光機把(bǎ)棱(léng)角(jiǎo)磨成半徑大於30mm的圓角;
(4)清洗(xǐ)打磨過的構件表麵,並使其充分幹燥。
2、底層塗刷(底層塗(tú)料具(jù)有(yǒu)較強(qiáng)的滲(shèn)透性,可滲(shèn)入砼表麵內)
(1)把底層塗料的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量準確後放人容器內,用攪拌器拌均勻,一次調和量(liàng)應在(zài)可使用時間內用完為準;
(2)用滾筒刷均勻(yún)的塗(tú)刷底層塗料;
(3)底層(céng)塗料固化後,表麵有凸起部(bù)分(fèn)時要用砂紙磨光;
(4)注意在氣溫小於5℃,相對濕度大於85,砼表麵含水率在8%以上(shàng),有結露可能而無可靠保證(zhèng)措施時(shí),均不得施工。
3、環氧結構膠對構(gòu)件表麵殘缺的修補
(1)構件表麵(miàn)凹陷部位應用環氧結構膠填平,修複至表(biǎo)麵平整;
(2)內角(段差、起拱等)要用環氧結構膠填補使之(zhī)平順。
4、貼碳纖維
(1)為了防止碳纖維受損,在碳纖維運輸、儲存、裁切和粘貼過程(chéng)中,嚴禁受彎折;
(2)碳纖維接頭必須搭接10cm以上,橫(héng)向不需搭接;
(3)按規定比例摻配樹脂主劑和固化劑(jì),用滾筒(tǒng)刷均勻地塗刷黏結樹脂,稱(chēng)為(wéi)下塗;
(4)貼碳纖維時,在(zài)碳纖維片和樹脂之間盡量(liàng)不要有空氣,可用(yòng)羅拉沿著纖(xiān)維方向在碳纖維上對此(cǐ)滾壓,使樹脂滲入碳纖維中(zhōng)。
5、養護(hù)
粘貼碳纖維片後,需自(zì)然養護24h達到初期固化,並保證固化期間不(bú)受幹擾。
6、塗裝
根據需要可在樹脂固化後加固補(bǔ)強構件表(biǎo)麵,塗(tú)刷耐火塗層和色彩(cǎi)。
四、上海施邦碳纖維加固處理要點
在進行結構加固處理前,先對梁(liáng)板采(cǎi)取(qǔ)有效地卸載(zǎi)和支頂措施,然(rán)後按以下(xià)施工工序(xù)進行加固施(shī)工。
1、破損麵混凝土表麵處理(lǐ):清除(chú)被加固構件表麵的剝落、疏鬆、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土,露出混凝土結構層。
2、按設計要求對破損麵鋼筋(jīn)處理後用環氧樹(shù)脂裂縫膠進行灌縫或封閉處理,並保證鋼筋保護層厚度(dù)不小於15mm.利用打磨機將其表麵打磨平整(zhěng),並用鋼刷將其表麵的粉(fěn)塵、油汙等不潔物清除幹淨(jìng),使構件加固表麵平整、幹燥無粉(fěn)塵。另外,如碳(tàn)纖維需沿基纖維方向繞構件轉角處粘貼時,轉(zhuǎn)角粘貼處要進行倒角處理並打磨成圓弧狀,圓弧半徑不應小於(yú)20mm.
3、塗刷底層樹脂(zhī):用專用滾筒刷將底(dǐ)層樹脂均勻塗抹於混凝土表麵,待樹脂(zhī)表麵指(zhǐ)觸幹燥時即進行下一道工序施工。
4、找(zhǎo)平處理:表(biǎo)麵凹陷部位用找平材料填補平整(zhěng),且不(bú)應有菱角(jiǎo)。
5、粘貼碳纖維片材:將配製好的浸漬樹脂均勻(yún)塗抹於所要粘(zhān)貼的部位,並用橡膠滾(gǔn)筒沿纖維方向多次滾壓,擠(jǐ)除氣泡,使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布,滾壓時不得損傷碳纖維布。多(duō)層粘貼重複上述步(bù)驟,待纖維表麵接觸幹燥時即可進行下一層的粘貼。如超過60min,則應等12h後,再行塗刷(shuā)粘結劑粘貼下(xià)一層。
6、在最後一(yī)層的碳纖維布的表(biǎo)麵均勻塗抹浸漬樹脂。
7、必要時進行表麵防護及外觀處(chù)理。