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浅谈华 北桥加固维修工程中碳纤维技术的应用


来源:admin 浏览: 发布日期:2016-08-18 17:00【

  华北桥 是一座跨越永定新河的特大桥梁,在当初 修建时堪称结构合理,跨越能力大,用材指 标低且外型美观的先进桥型。由于近 几年来重型运输车辆急速增加,该桥已不堪重负,损坏严重,非大修不可,此次大 修工程中运用的碳纤维布结构补强技术还是得到了广泛的认可。

  1碳纤维 片修复补强技术的发展概况

  碳纤维 是几千度的高温下经特殊工艺制造出的一种高科技产品,碳纤维 片是将碳纤维浸渍树脂,用特殊 工艺制成的纤维定向排列的复合片材。它对混 凝土构件进行修复补强以及抗震加固的技术,近些年 已经受到更加广泛的重视。应用目 前技术进行加固,只需用 环氧树脂将碳纤维片粘贴到混凝土构件的表面即可。这种方 法不仅施工简便,不受酸、碱、盐等的腐蚀,耐久性好,而且基 本不增加结构的重量,不影响结构的外观,所以比 其他加固技术更具广泛的应用价值。

  日本是 世界上碳纤维的主要生产国,也是研 究应用碳纤维片修复补强混凝土结构最早的国家,对碳纤 维片的应用已很普及。经过试 验工作的深入研究、工程经 验的积累以及材料生产技术和品质的提高,碳纤维 片作为一种新的混凝土结构修复补强技术已日趋成熟,并得到 了世界上众多国家的认可和推广应用。

  2碳纤维 片修复补强技术在我国的发展和工程应用

  2.1传统的 混凝土修复补强方法

  过去我 国经常使用的传统补强方法,主要有加大截面法、体外预 应力法和外包钢板法几种。加大截 面法又名外包混凝土法,主要是将截面加宽、加厚、加高,已容纳新增钢筋。此法很有效,但增加 结构体积和自重,造成肥梁胖柱、施工工序繁多、用工多、施工期大,且要用大型机械,还必须 有很大施工空间;体外预 应力法是在梁下加受拉弦杆,合立柱 一起形成反拱架,补强效果好但也有E:述各种缺点,特别是 结构商度增大很多;外包钢 板法又称粘钢法,除上述缺陷外,难于紧贴原结构表面,且不耐腐蚀,必须定期防锈。因此,传统补 强方法的应用场合受到种种限制,甚至某 些条件下无法采用。

  2.2国内发展概况

  碳纤维 片用于混凝土结构的维修补强加固在我国只有五年的历史,但是发展迅速。到日前为止,这项技 术已用于数十项大型混凝土结构修复补强工程,获得了 业主及有关方顶的好评。碳纤维片补强技术,正在日 益受到国内土木工程行业和有关主管部门的关注和重视,这必将 促进碳纤维修复补强技术在我国的快速发展。目前国 内虽能生产少量碳纤维片,但在碳 纤维片的均质和低树脂含量等关键技术上与国外相比,仍有很大差距,对材质性能难以保证。为保证 工程质量和碳纤维片的补强效果和耐久性,碳纤维 片和专用得环氧树脂仍需从国外进口。

  2.3碳纤维 片修复补强技术的工程应用

  我国将 碳纤维正式用于混凝土结构的修复补强是从1998年开始,几年来,施工单 位将碳纤维用于桥梁和建筑结构的修复补强,取得了非常好的效果,在天津 桥梁维修加固中,为我们 提供了一种用会传统方法难以达到的新方法。现以具 有代表性的华北桥加固维修工程为例,叙述如下:

  该桥由 主桥及两侧引桥三部分组成。主桥上 部结构为三跨变截面预应力混凝土连续箱梁结构,路径布置为70m十100m十70m,下部结 构为钻孔灌注桩基础实体墩台。 主桥两 侧引桥的上部结构为6跨单孔路径20m的普通钢筋混凝土T梁,下部结 构为钻孔滥注桩三柱式墩台,桥梁全长489.9m,桥面全宽18.5m。由于超 载重车频繁行驶等多种因素,桥面损坏严重。在时桥 梁检测中发现全桥箱粱13道横隔 板中有大量裂缝,且裂缝都为竖向裂缝,最大裂缝宽度为o.44mm。下部结 构中商侧中墩混凝土竖向裂缝比较严重,天摊方向一侧出现4条裂缝,长度2.60m,宽度1.0—2.0mm o考虑到 该侨的维修工程量大,梁体裂 缝损坏分布的面广,又必须 与桥面翻修同时进行,工程必 须在短期内完成等诸多因素,经各方面综合研究,对梁体 及下部结构的维修均采用碳纤维维修的方案。在帽梁 负弯矩区先将裂缝注入环氧树脂封闭,然后打磨平整,顺抗力方向粘贴1—2层TXD—C—20型碳纤维片。碳纤维 片粘结树脂固化后,表面用 配制的与原混凝土表面颜色一致的水泥胶浆涂装,外观上 看不出明显的修补迹象。其它部 位补强用上述方法既可。

  3结束语

  碳纤维 片的施工与桥面的维修同时进行,方法简便,修补后 交付使用一年多,效果良好。另外,天津普 济河道立交桥维修补强、天津市十—经路立交桥墩柱补强、天津于 家岭大桥维修工程均采用了碳纤维片修复补强技术,也取得了良好的效果。总之,随着科 学的进一步发展,越来越 多的新技术将在我们的工租实践中进行运用,这也必 将为我国科技进步和经济发展做出巨大的贡献。

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