碳纤维布加固技术在韦水倒虹管桥大梁加固工程中的应用.doc

一览路桥英才网提供碳纤维布加固技术在韦水倒虹管桥大梁加固工程中的应用1.工程概略宝鸡峡灌区是陕西省第一大灌区，工程始建于1958年，1971年7月建成通水。韦水倒虹工程是宝鸡峡灌区塬上总干渠跨过韦水河谷的一座大型输水建筑物，建成时声称亚洲第一倒虹，运转30余年来，累计向下流输水110多亿立方m。韦水倒虹工程由压力管道、进出口、管桥和退水等局部组成。韦水倒虹管桥长112m，为七孔四跨的等弯矩双悬臂梁式钢筋混凝土布局，大梁混凝土开始描绘标号为140#。管桥1962年建成运转已40年，2001年9月经陕西省水利工程质量检测中间站对管桥检测后发现，大梁外观根本无缺，在大梁与桥墩衔接部位梁上发生了呈笔直向的裂缝。管桥各部位混凝土抗压强度及弹性模量较原描绘值都有所进步。大梁混凝土的最大碳化深度为62mm，均匀碳化深度为49mm，已超出大梁钢筋保护层描绘厚度，内部钢筋存在锈蚀要挟；别的，按现行规范复核，大梁实践配筋量比描绘需求量少20%左右。鉴于以上状况，决议对管桥大梁施行加固处置。2.加固计划的挑选加固技能的开展与资料的开展密切相关，而对混凝土梁的加固已从开始单一加大截面法逐渐向聚合物混凝土修补、外包钢加固、预应力加固、粘碳纤维布加固等多种办法过渡开展。韦水倒虹管桥一起承重着两条输水管道，加固时需求管桥仍然承担着一条管道的输水使命，因而需求在包管加固质量的基础上既不能影响到正常输水，又能便利施工，为此经过多计划证明比拟，结尾会集在外包钢板和粘碳纤维布两种计划上。结尾又因粘碳纤维布计划具有：强度高、重量轻、耐腐蚀，有杰出的粘合性、施工便利不影响正常输水、对原布局不发生新的损伤、能有用的关闭混凝土的裂缝、不影响外观布局、不添加原构件断面尺度等长处而被选用。3.碳纤维布资料特色通常碳纤维是聚丙烯晴或中间相沥青纤维为质料经高温碳化制成的，其应力应变量彻底线弹性，不存在屈服点和塑性区。加固混凝土构件所用的碳纤维布很薄，是由很多受力主方向纤维和少数笔直受力主方向纤维彼此编制构成的。碳纤维布最早首要运用于航空、航天等范畴，近几年来已被广泛运用于民用建筑中。本工程所用的碳纤维布由南京彤天科技实业有限责任公司出产，是一种黑色半刚性片材，规范为CFW300，每平方m重300g，名义厚度0.167mm，经国家玻璃纤维产物质量监督站检测中间测验，抗拉强度4070MPa，相当于级钢筋强度的17倍，远超过描绘抗拉强度3000 MPa的需求。 4.碳纤维布用的粘结资料粘碳纤维布加固质量的好坏与粘结资料有着直接关系，因而需求粘结资料固化后具有极高的强度和耐性，在保证碳纤维与混凝土之间力的传递的一起，又不会发生粘结资料的脆性损坏。本工程运用的粘结资料是WSX高分子聚合物，由A、两种组分组成，运用时需将A、两种组分按的质量在必定的条件下混兼并拌和均匀后方可运用。粘结资料固化工夫为24h，一次配好的资料必须在2h内运用完。经固化后的粘结资料剪切强度、抗拉强度、抗压强度别离可到达11.9MPa、33MPa 、91.3MPa。5.碳纤维布加固补强受力剖析因为碳纤维布具有很高的抗拉强度，经过高强粘结剂与大梁粘布局成全体，到达与原布局一起受力的意图。加固时将碳纤维布受力主向与梁的受力主向坚持一致，并在两头别离设置锚固，以便束缚混凝土外表裂缝，防止扩大，然后到达进步构件抗弯刚度，削减构件挠度，改进梁体受力状况。碳纤维布加固的混凝土构件，在进步其受弯承载力的一起还能够影响受弯构件的损坏形状。当纤维布用量过多时，构件的损坏形状将由碳纤维被拉断惹起的损坏转变为混凝土被俄然压碎损坏，与此一起，因为碳纤维为彻底弹性的资料，它与钢筋的一起工作会削弱钢筋塑性性能对构件延性的影响，构件的延性将有所下降，因而，通常应按碳纤维抗拉强度的三分之二进行抗弯承载力核算。在进行受力剖析时，通常的核算办法是将碳纤维布依照必定的规范近似换算成必定用量的钢筋，然后依照传统的钢筋混凝土受力剖析模型进行理论剖析核算，虽是近似核算，但理论剖析结果与试验数据符合得很好。如韦水倒虹管桥大梁底部粘一层的碳纤维布，亦相当于在管桥大梁底新增的钢筋。6.碳纤维布施工工艺6.1施工资料及首要机具所用资料有：粘结胶、碳纤维布。所用机具有：角磨机、吹风机、调胶容器、台秤等。6.2作业条件施工应在以上环境温度条件下进行。若是环境温度低于，应运用适于低温的特别胶种或选用其它加温处置办法。如温度低于暂停施工。 6.3操作工艺6.3.1工艺流程外表处置涂底胶粘碳纤维涂面胶外外表处置6.3.2布局外表处置 混凝土外表层呈现脱落、蜂窝、腐蚀等劣化表象的部位应予凿除。关于较大面积的残次层在凿除后运用聚合物水泥砂浆进行修复。 混凝土外表选用角磨机打磨，除掉外表浮浆、油污等杂质，直至彻底露出新面。打磨应平坦，需求外表无显着的凹凸表象，尤其是外表的凹凸起部位要磨平。转角处要进行倒角处置并打磨成圆弧状（10mm圆弧半径R20mm）。 用无油压缩空气吹除粉尘，并用丙酮或无水酒精擦洗，使得外表洁净并坚持枯燥。 混凝土外表若高低不平，用修补资料填平；模板接头处等呈现高差的部位运用修补资料添补，尽量削减高度差。 6.3.3涂刷底层胶 涂刷底层胶为、两组份。运用前按产物运用说明规则的份额先后置于容器中，用电动拌和器均匀拌和，直至胶的色泽均匀，彻底无色差。拌和容器内不得有油污，应防止任何杂质进入容器。 用滚筒刷或毛刷均匀涂改于混凝土外表，胶层厚度应满意描绘需求。等胶体外表指触枯燥后，再进行下一步施工。 宜依据现场实践气温决议树脂的用量并严格控制运用工夫。6.3.4碳纤维布张贴 按描绘需求的尺度裁剪碳纤维布，尽量防止搭接，如若搭接，则碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得少于150。 调制胶（办法同底层胶）。然后均匀涂改于所要张贴的部位，胶层厚度应满意实践需求。搭接、角落等部位要多涂改一遍。 张贴碳纤维布，用特制滚筒沿纤维方向屡次滚压，挤除气泡，并使张贴用粘结剂充沛渗透碳纤维布。多层张贴应重复上述步调。待纤维外表指触枯燥后方可进行基层张贴。 6.3.5涂