碳纤维布在G线若羌桥梁加固技术的应用.docVIP

碳纤维布在国道315线桥梁加固中的应用 摘 要：通过G315线桥梁维修加固的实例，简要介绍碳纤维布加固梁板在桥梁加固维修中的应用，重点说明施工工艺及施工过程中的质量控制要点，为推广应用创造条件。 关键词：碳纤维布 维修加固 一、前言 碳纤维布加固修复混凝土结构技术最近几年在新疆桥梁维修加固中得到初步推广和应用，该项技术比传统的结构加固方法具有明显的高强、高效、施工便捷、适用面广等优越性。本文所叙述的加固工程是2008年G315线若羌至且末路段桥梁采用碳纤维布加固技术达到桥梁加固的事例，以推动该技术在新疆交通行业迅速应用与发展。 二、工程简介 G315线K1545+953处小桥是一座2孔8m的钢筋混凝土空心板简支梁桥，桥梁全长24.88m，上部采用装配式钢筋混凝土矩形板，下部采用扩大基础。该桥与2005年8月建成通车，该桥运营三年后，2008年7月由库尔勒公路管理局桥涵调查组对该桥进行了全面检查，检查发现该桥矩形板的板底表面横向有较多的裂缝，间距在20-50cm，缝宽多在0.1mm、0.20mm，最宽处0.30mm。 为了解K1545+953小桥使用过程中的安全性能，确保在车辆通行过程中安全、稳定，特委托具有相应检测资质的新疆交通科研院路检实验中心全面检测评估了此桥的强度、安全性能以及在试验荷载作用下的工作状态。 通过新疆交通科研院路检实验中心的现场静力荷载试验，测定桥梁主跨结构在标准设计荷载作用下控制截面的和挠度的数据分析，虽然所有挠度值没有超过理论计算值，但该桥的2号、3号、4号、5号、6号梁的结构应变校验系数超标，尤其是5号梁的结构应变校验系数达到1.87，已远远超出规定的容许值0.7，实测值和理论值的关系曲线呈下弯趋势，8号、9号梁的相对残余应变超出规定的20%。试验结论为：虽然该小桥在试验荷载的作用下，挠度值没有超过理论计算值，但该桥第一孔的2、3、4、5、6号梁的结构应变校验系数超标，必须对原桥进行补强加固处理才能使承载能力达到原设计标准。 三、加固维修方案 根据新疆交通科研院路检实验中心检测结果及建议，为尽可能短的时间内完成加固维修任务，又不增加原桥荷载，且能对裂缝进行封闭处理，该桥采用了碳纤维布加固处理方案。该桥的2号、3号、4号、5号、6号梁板的表面横向有较多的裂缝，间距在20cm-50cm，决定对这五块板进行碳纤维布加固处理。（梁板底面裂缝宽度小于0.25mm的采用碳纤维布进行加固处理，裂缝宽度超过0.25mm的采取换板处理。） 1 碳纤维布加固机理 碳纤维布优异的物理性能、力学性能使其可用于结构构件的抗弯、抗剪加固，碳纤维布抗拉强度可达3500Mpa以上，为普通钢材强度的十几倍，而比重仅为180kg/m3，仅为钢材比重的1/4。 其加固机理：利用浸渍树脂将高强度、高弹模的碳纤维布粘贴与混凝土构件受拉区表面或薄弱部位，用以代替需增设的补强钢筋，使之与结构形成整体，共同工作，从而使其高品质得到充分发挥，达到提高构件承载能力的目的。 简单地说就是在梁底面粘贴碳纤维布，梁底的碳纤维布相当于增设的抗拉钢筋。通过碳纤维布和原构件的共同作用，提高梁的抗弯承载力。 构件抗弯加固形式见下图： 矩形板 ····· 2 碳纤维布加固主要材料及力学性能指标 ①碳纤维布 本工程邀请了武汉长江加固技术有限公司专业人员进行加固。加固采用长江加固CJ200型高强度I级碳纤维布（单向纤维）进行加固，主要力学性能指标如下： 表1 长江加固CJ型高强度I级碳纤维布（单向纤维）主要力学性能 性能 抗拉强度(Mpa) 受拉弹性模量(Mpa) 伸长率(%) 弯曲强度(Mpa) 层间剪切强度(Mpa) 仰贴条件下纤维复合材料 与混凝土正拉粘结强度 (Mpa) 单位面积质量（g/m2） 指标 ≧3400 ≧2.4×105 ≧1.7 ≧700 ≧45 ≧2.5,且为混凝土内聚破坏 ≤300 ②粘结材料 粘结材料的性能是保证碳纤维布与混凝土共同工作的关键，也是两者之间传力途径中的薄弱环节。因此，粘结材料应有足够的刚度与强度保证碳纤维布与混凝土间剪力的传力。同时应有足够的韧性，不会因为混凝土开裂导致脆性粘性破坏。此外，桥梁加固均在野外，粘结材料还应能在一般气候条件下固化，且固化时间合适（一般保证有3小时左右），对组分含量不敏感，具有适宜的流动性和粘度，固化收缩率小。 粘结材料主要包括三类材料：底层涂料、整平材料和浸渍材料。本工程采用武汉长江加固技术有限公司“YZJ-C纤维复合材料专用配套结构胶 组 份 形 态 用 途 YZJ-CQ浸渍胶 A 绿色