碳炭素纖維布修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)

碳炭素纖維布修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)

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1、碳炭素纖維布修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)在天津市政橋梁工程中的應(yīng)用楊渡馬晨光?[摘要]碳纖維復(fù)合材料以其高強(qiáng)輕質(zhì)、抗腐蝕、耐老化等卓越的性能已廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域。本文主要通過天津市內(nèi)幾座橋梁的維修加固實(shí)例,簡(jiǎn)要介紹碳炭素纖維布修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)這一新型結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在橋梁加固工程中的應(yīng)用。[關(guān)鍵詞]碳炭素纖維布;混凝土修復(fù)補(bǔ)強(qiáng);碳纖維材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)、抗腐蝕、耐老化、耐久性好、物理性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)。其抗拉強(qiáng)度約為同等截面鋼材的7~10倍。用碳炭素纖維布修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)是近些年新發(fā)展起來的一種混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)

2、強(qiáng)技術(shù),其機(jī)理是利用環(huán)氧樹脂將碳炭素纖維布粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)的表面,與混凝土結(jié)構(gòu)形成一體共同工作,利用碳炭素纖維布卓越的抗拉強(qiáng)度達(dá)到增強(qiáng)構(gòu)件承載能力及剛度的目的。這項(xiàng)技術(shù)具有施工簡(jiǎn)便快捷、安全可靠、耐久性好,能適應(yīng)各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)外形,不影響原結(jié)構(gòu)的外觀等諸多優(yōu)點(diǎn)。已日益在混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)工程中得到較為廣泛的應(yīng)用。天津市早期修建的一些橋梁和立交橋,由于交通量日益增大,重載車及超重車輛行駛以及雨水、冬季化冰鹽的侵蝕和其他多種原因,導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的損壞,影響了橋梁的正常使用。為保證這些橋梁的長(zhǎng)期安全使用,近些

3、年來,通過檢測(cè)對(duì)一些損壞較為嚴(yán)重的橋梁結(jié)構(gòu)陸續(xù)進(jìn)行維修加固。在維修加固工程中,我們和北京特希達(dá)科技有限公司合作,采用了碳炭素纖維布修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù),取得了良好的效果。碳炭素纖維布修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的工藝非常簡(jiǎn)便,只要將被修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)的混凝土結(jié)構(gòu)表面修補(bǔ)打磨平整,清潔干凈,涂刷專用的樹脂粘貼碳炭素纖維布,再表涂一層樹脂自然固化即可。不需要混凝土、粘鋼等補(bǔ)強(qiáng)方法的支模、澆混凝土、植筋、裝拆支架等繁雜的工序。不僅施工簡(jiǎn)便,而且安全可靠。碳炭素纖維布修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)工藝技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用雖只有三年多的歷史,但發(fā)展較快

4、。北京特希達(dá)科技有限公司從日本引進(jìn)了碳炭素纖維布修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的整套技術(shù),并與江蘇省建筑科學(xué)研究院和東南大學(xué)合作,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)用碳纖維補(bǔ)強(qiáng)的效果和機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究,驗(yàn)證了該項(xiàng)技術(shù)在工程中應(yīng)用的可靠性。并通過了江蘇省建設(shè)委員會(huì)的科技成果鑒定、北京市建委、以及天津市市政工程局新技術(shù)、新材料的鑒定?;谏鲜?,我們與北京特希達(dá)科技有限公司合作利用該項(xiàng)技術(shù)對(duì)天津市內(nèi)的幾座橋梁進(jìn)行了維修加固,茲將工程的情況簡(jiǎn)介如下:1、十一經(jīng)路立交橋該橋位于天津市內(nèi)環(huán)線道路上,是天津市的第一座大型立交橋,為內(nèi)環(huán)線上的咽喉部位,也

5、是天津市主要迎賓干線,交通極為繁忙。該橋?yàn)樯峡绶蛛x式立交橋,由主橋和東西引橋三部分組成,全橋總長(zhǎng)546.7米,其中,彎橋部分為四跨連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu),跨徑20米,墩柱為雙柱式Y(jié)形結(jié)構(gòu),1982年11月建成通車。1999年發(fā)現(xiàn),該橋第21號(hào)墩柱的墩帽及墩柱下部產(chǎn)生明顯的水平剪切裂縫和多條縱向裂縫,經(jīng)分析是由于溫度影響彎橋的上部結(jié)構(gòu),產(chǎn)生水平位移,受位移水平力作用導(dǎo)致該墩柱產(chǎn)生裂縫。同年9月在對(duì)彎橋整體復(fù)位的同時(shí),對(duì)第21號(hào)墩柱的裂縫進(jìn)行修補(bǔ)。該工程由北京特希達(dá)科技有限公司負(fù)責(zé)實(shí)施,施工中采用該公司引進(jìn)的日本三菱公司的碳炭

6、素纖維布及專用粘結(jié)樹脂。施工時(shí),先將破損混凝土用高于原混凝土強(qiáng)度的環(huán)氧砂漿進(jìn)行修補(bǔ)復(fù)原,對(duì)墩帽及墩身部位寬度≥0.3毫米,并且深度大于保護(hù)層厚度的裂縫灌注環(huán)氧樹脂;寬淺裂縫坑凹缺損用樹脂砂漿填補(bǔ)。在墩頂處沿垂直裂縫方向粘貼一層TXD-C-20型碳炭素纖維布,環(huán)包兩層同型號(hào)碳炭素纖維布;墩帽處沿垂直裂縫方向粘貼一層TXD-C-20型碳炭素纖維布,環(huán)包一層同型號(hào)碳炭素纖維布,以提高墩頂抗剪承載力;在墩柱部位,則垂直裂縫方向環(huán)包一層TXD-C-20型碳炭素纖維布,以增強(qiáng)混凝土柱的抗剪和抗壓能力。鑒于該橋重要的地理位置和

7、作用,因此,在碳炭素纖維布粘結(jié)樹脂固化后,對(duì)施工面進(jìn)行了涂裝處理。采用水泥灰漿配置一定比例的建筑膠作為結(jié)構(gòu)外涂,外觀上與原結(jié)構(gòu)保持了一致性。該修復(fù)工程交付使用一年多以來,效果良好。?2、鹽坨橋建于1986年,位于天津中環(huán)線東半環(huán),跨越新開河,全橋分上、下行兩幅等寬,各自獨(dú)立成橋。其上部結(jié)構(gòu)分為六跨20米T型梁,四跨13米普通鋼筋混凝土空心板梁,下部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土柱型墩。經(jīng)多年運(yùn)行由于多種原因橋梁許多部位出現(xiàn)明顯的損壞,影響了橋梁的正常使用。所有預(yù)制板梁、T型梁的邊梁,受雨水侵蝕,梁體反堿非常嚴(yán)重。其中,T型邊梁

8、梁體上的裂縫鋼筋銹脹、混凝土脫落現(xiàn)象比較嚴(yán)重,板梁的邊梁也有出現(xiàn)。在北寧公園一側(cè)下游第2片板梁底部有一道順橋向長(zhǎng)5米,寬5毫米的裂縫,(如下圖示)而且,縫內(nèi)有滲水現(xiàn)象。施工時(shí),先將破損的混凝土剔除,將銹蝕鋼筋除銹,用高于原混凝土標(biāo)號(hào)的環(huán)氧砂漿進(jìn)行T型梁及板梁的修補(bǔ)復(fù)原。待混凝土養(yǎng)護(hù)完成后進(jìn)行粘貼碳炭素纖維布。施工效果良好,達(dá)到了維修加固的目的。3、普濟(jì)河道立交橋位于天津市

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