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碳纖維板在橋梁加固工程中的應用

來源:www.0539info.cn      發(fā)布日期: 2023年07月27日
信息摘要:碳纖維板加固技術有很多優(yōu)點,主要包括:重量輕,不增加結構重量,不影響橋梁外觀;抗拉強度高,碳纖維板的抗拉強度在3000MPa左右,高于普通碳鋼板;節(jié)省空間,施工簡單;現(xiàn)場不需要固定設施,施工質量容易保證;比強度高,耐腐蝕性和耐久性好;它是柔軟的,具有明顯的各向異性,可以以各種方式加工,并且沿纖維軸具有高強度。
  目前常用的橋梁結構加固技術主要是粘貼鋼板和碳纖維布加固技術,但這兩種加固方法都比較被動,對結構的加固效果不是很理想。尤其是碳纖維布,由于其厚度較薄,對于增加橋梁結構剛度或減小裂縫寬度的影響有限。通過大量的研究和工程實踐表明,采用碳纖維布是提高加固效果的Z佳方案。

  隨著科學技術的進步和發(fā)展,碳纖維板已經廣泛應用于土木工程領域。就其形成而言,碳纖維板是由抗拉強度高的碳纖維制成,經環(huán)氧樹脂浸漬固化,形成結構強度提高的纖維板材料。加固施工的主要工藝是在受損部位沿受力方向或垂直于裂縫方向粘貼碳纖維板,粘結劑選用環(huán)氧樹脂。通過環(huán)氧樹脂的粘結作用,形成新的復合材料,從而加固橋梁結構,提高橋梁的承載能力,延長使用壽命。碳纖維板加固技術有很多優(yōu)點,主要包括:重量輕,不增加結構重量,不影響橋梁外觀;抗拉強度高,碳纖維板的抗拉強度在3000MPa左右,高于普通碳鋼板;節(jié)省空間,施工簡單;現(xiàn)場不需要固定設施,施工質量容易保證;比強度高,耐腐蝕性和耐久性好;它是柔軟的,具有明顯的各向異性,可以以各種方式加工,并且沿纖維軸具有高強度。另外,采用這種加固方法可以大大提高建筑物的使用壽命,降低加固成本。因此,碳纖維作為劃時代的增強材料備受關注。

重慶橋梁加固施工

  碳纖維布加固橋梁的方法
  工程中使用碳纖維板的主要目的是加固修復橋梁的基本結構構件,以加強受壓構件的縱橫向抗彎能力、豎向抗剪能力和軸心受壓能力,提高構件的強度、剛度和延性。此外,大量試驗證明,碳纖維板加固的結構構件可以減緩裂縫寬度的發(fā)展。碳纖維排列方向的不同,決定了碳纖維板中每個方向都有不同的抗拉強度。當碳纖維的排列方向與應力方向一致時,拉伸強度Z高;相反,當碳纖維的排列方向垂直于應力方向時,拉伸強度Z低。將抗拉強度高的碳纖維浸漬環(huán)氧樹脂成為復合增強材料,沿垂直于裂縫方向或拉伸方向將環(huán)氧樹脂膠粘劑粘接到需要修補的部位,形成新的復合材料,可使粘接材料與原鋼筋混凝土受力,增加結構的抗剪和抗裂能力,達到提高結構延性、抗裂性、強度和剛度的目的。
  碳纖維布加固施工技術
  基質處理
  為了加強橋梁加固工程的效果,提高碳纖維板的有效利用率,首先要做的就是基底處理。在加固過程開始之前,要對橋梁的破損部位進行修補,清除碳化破損部位,修補縫隙,清理部分銹蝕鋼筋,使橋梁結構更加完整。打磨損壞和突出的部分,使表面光滑。用砂輪機打磨邊角,倒角半徑要大于30皂,使表面干凈整潔。經過一段時間后,待橋面完全干燥,滿足刺的要求,即可進行后續(xù)的加固工序。
  刷底漆

  底漆涂裝的順序在橋梁加固施工中尤為重要。通過這一過程,涂料可以滲透到橋梁結構中,為后期粘貼碳纖維板提供了方便,也可以加強固化效果。值得注意的是,涂料的配制應在實際施工需要的前提下進行,根據(jù)涂刷的具體要求確定主劑和固化劑的配比。攪拌須充分,以確保油漆處于均勻混合的狀態(tài)。鑒于底漆涂層容易固化的特點,涂料配制后應立即涂刷,并盡快完成,以避免這一問題。

重慶橋梁加固

  粘貼碳纖維板
  根據(jù)橋梁加固面積的大小,確定碳纖維板的用量。首先,切碳纖維板。一般情況下,為了保證施工效果,碳纖維板的長度應小于圓皂。用手指觸摸,確認施工表面的底漆是否干燥。將環(huán)氧樹脂主劑和固化劑按規(guī)定的配比放入攪拌桶中,攪拌均勻約2分鐘,使其充分混合。用刷涂輥將環(huán)氧樹脂均勻地刷在底漆上,施工表面的粗糙度決定了涂刷量。將碳纖維板貼在涂有樹脂的表面后,用毛刷輥和橡膠刮刀沿纖維方向推平,達到去除多余氣泡和浸透樹脂的要求。在纖維長度方向上,至少要預留10個皂重疊長度,反之,在短方向上就沒必要留。碳纖維板粘貼好后,要放置30分鐘。如出現(xiàn)浮漿或脫線,應及時用滾筒或橡膠刮刀壓平或修補,以保證Z佳施工效果。值得注意的是,粘貼碳纖維板時,應在空氣通暢、無煙火的環(huán)境下進行施工,施工人員在施工時須穿戴好防護用品。
  維護/固化
  碳纖維板粘貼后,應立即進行養(yǎng)護,以保證工藝質量。保養(yǎng)一般在1-2周內。為了達到Z佳的維修效果,對可能受到風雨和人為活動干擾的部位,宜采用密封屏蔽的方法,將外界環(huán)境的影響降到Z低,達到碳纖維板的Z佳加固效果。
  表面繪畫
  對于有外觀裝飾要求的結構或構件,可在粘結碳纖維表面涂刷環(huán)氧基涂料,或在噴砂和抹灰后涂刷常規(guī)涂料。
  碳纖維板重量輕,抗拉強度高,延展性好,可用于修復各種結構,不影響橋梁結構的外觀和美觀。碳纖維布加固施工簡單有效。即使碳纖維片材的市場價格高于其他工程材料,實際上也大大降低了施工成本。避免了混凝土加固、鋼板加固等傳統(tǒng)措施所需要的支模、支撐、澆筑混凝土、拆裝夾具、維修、拆模等復雜的順序,且不占用太多空間。即使在高空作業(yè),也只需要搭建一個簡單的工作平臺。因此,碳纖維布加固橋梁的綜合成本低于傳統(tǒng)的修復方法。此外,碳纖維板鋼筋具有良好的耐久性和耐腐蝕性,即使沒有防腐處理。但是鋼板加固不能省略防腐防銹的過程。由于碳纖維布加固工程減少了占用空間,縮短了施工周期,簡單,可以大大減少加固工程施工對場地周邊環(huán)境的影響。碳纖維板加固技術滿足了橋梁加固工程的需要,具有廣闊的應用前景。