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淺談華北橋加固維修工程中碳纖維技術的應用


來源:admin 瀏覽: 發布日期:2016-08-18 17:00【

  華北橋是一座跨越永定新河的特大橋梁,在當初修建時堪稱結構合理,跨越能力大,用材指標低且外型美觀的先進橋型。由于近幾年來重型運輸車輛急速增加,該橋已不堪重負,損壞嚴重,非大修不可,此次大修工程中運用的碳纖維布結構補強技術還是得到了廣泛的認可。

  1碳纖維片修復補強技術的發展概況

  碳纖維是幾千度的高溫下經特殊工藝制造出的一種高科技產品,碳纖維片是將碳纖維浸漬樹脂,用特殊工藝制成的纖維定向排列的復合片材。它對混凝土構件進行修復補強以及抗震加固的技術,近些年已經受到更加廣泛的重視。應用目前技術進行加固,只需用環氧樹脂將碳纖維片粘貼到混凝土構件的表面即可。這種方法不僅施工簡便,不受酸、堿、鹽等的腐蝕,耐久性好,而且基本不增加結構的重量,不影響結構的外觀,所以比其他加固技術更具廣泛的應用價值。

  日本是世界上碳纖維的主要生產國,也是研究應用碳纖維片修復補強混凝土結構最早的國家,對碳纖維片的應用已很普及。經過試驗工作的深入研究、工程經驗的積累以及材料生產技術和品質的提高,碳纖維片作為一種新的混凝土結構修復補強技術已日趨成熟,并得到了世界上眾多國家的認可和推廣應用。

  2碳纖維片修復補強技術在我國的發展和工程應用

  2.1傳統的混凝土修復補強方法

  過去我國經常使用的傳統補強方法,主要有加大截面法、體外預應力法和外包鋼板法幾種。加大截面法又名外包混凝土法,主要是將截面加寬、加厚、加高,已容納新增鋼筋。此法很有效,但增加結構體積和自重,造成肥梁胖柱、施工工序繁多、用工多、施工期大,且要用大型機械,還必須有很大施工空間;體外預應力法是在梁下加受拉弦桿,合立柱一起形成反拱架,補強效果好但也有E:述各種缺點,特別是結構商度增大很多;外包鋼板法又稱粘鋼法,除上述缺陷外,難于緊貼原結構表面,且不耐腐蝕,必須定期防銹。因此,傳統補強方法的應用場合受到種種限制,甚至某些條件下無法采用。

  2.2國內發展概況

  碳纖維片用于混凝土結構的維修補強加固在我國只有五年的歷史,但是發展迅速。到日前為止,這項技術已用于數十項大型混凝土結構修復補強工程,獲得了業主及有關方頂的好評。碳纖維片補強技術,正在日益受到國內土木工程行業和有關主管部門的關注和重視,這必將促進碳纖維修復補強技術在我國的快速發展。目前國內雖能生產少量碳纖維片,但在碳纖維片的均質和低樹脂含量等關鍵技術上與國外相比,仍有很大差距,對材質性能難以保證。為保證工程質量和碳纖維片的補強效果和耐久性,碳纖維片和專用得環氧樹脂仍需從國外進口。

  2.3碳纖維片修復補強技術的工程應用

  我國將碳纖維正式用于混凝土結構的修復補強是從1998年開始,幾年來,施工單位將碳纖維用于橋梁和建筑結構的修復補強,取得了非常好的效果,在天津橋梁維修加固中,為我們提供了一種用會傳統方法難以達到的新方法。現以具有代表性的華北橋加固維修工程為例,敘述如下:

  該橋由主橋及兩側引橋三部分組成。主橋上部結構為三跨變截面預應力混凝土連續箱梁結構,路徑布置為70m十100m十70m,下部結構為鉆孔灌注樁基礎實體墩臺。 主橋兩側引橋的上部結構為6跨單孔路徑20m的普通鋼筋混凝土T梁,下部結構為鉆孔濫注樁三柱式墩臺,橋梁全長489.9m,橋面全寬18.5m。由于超載重車頻繁行駛等多種因素,橋面損壞嚴重。在時橋梁檢測中發現全橋箱粱13道橫隔板中有大量裂縫,且裂縫都為豎向裂縫,最大裂縫寬度為o.44mm。下部結構中商側中墩混凝土豎向裂縫比較嚴重,天攤方向一側出現4條裂縫,長度2.60m,寬度1.0—2.0mm o考慮到該僑的維修工程量大,梁體裂縫損壞分布的面廣,又必須與橋面翻修同時進行,工程必須在短期內完成等諸多因素,經各方面綜合研究,對梁體及下部結構的維修均采用碳纖維維修的方案。在帽梁負彎矩區先將裂縫注入環氧樹脂封閉,然后打磨平整,順抗力方向粘貼1—2層TXD—C—20型碳纖維片。碳纖維片粘結樹脂固化后,表面用配制的與原混凝土表面顏色一致的水泥膠漿涂裝,外觀上看不出明顯的修補跡象。其它部位補強用上述方法既可。

  3結束語

  碳纖維片的施工與橋面的維修同時進行,方法簡便,修補后交付使用一年多,效果良好。另外,天津普濟河道立交橋維修補強、天津市十—經路立交橋墩柱補強、天津于家嶺大橋維修工程均采用了碳纖維片修復補強技術,也取得了良好的效果。總之,隨著科學的進一步發展,越來越多的新技術將在我們的工租實踐中進行運用,這也必將為我國科技進步和經濟發展做出巨大的貢獻。