橋梁碳纖維加固法:
粘貼碳纖維加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)物表面,當(dāng)結(jié)構(gòu)荷載增加時(shí),兩者共同工作,提高構(gòu)件承載力,從而達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。纖維復(fù)合材料的力學(xué)特點(diǎn)是其應(yīng)力應(yīng)變量完全線彈性,不存在屈服點(diǎn)或塑性區(qū)。由于碳纖維具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異物理力學(xué)性能,以及施工速度快,施工工期短,粘貼質(zhì)量容易得到保證等優(yōu)點(diǎn),因此是舊橋加固補(bǔ)強(qiáng)的理想材料。碳纖維加固法中粘結(jié)材料的性能是保證碳纖維與混凝土共同工作的關(guān)鍵,也是兩者傳力途徑的薄弱環(huán)節(jié),因此粘結(jié)材料應(yīng)有足夠的剛度與強(qiáng)度保證碳纖維與混凝土間剪力的傳遞,同時(shí)應(yīng)有足夠的韌性,不會因混凝土開裂導(dǎo)致脆性粘結(jié)破壞。與其它加固方法相比,采用碳纖維加固舊橋能最小程度的改變原有結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布,保證在設(shè)計(jì)荷載范圍內(nèi)與原結(jié)構(gòu)共同受力。
碳纖維材料是一種新型的高強(qiáng)材料,最早應(yīng)用于航空航天等高科技領(lǐng)域,國內(nèi)近年來才在土木工程中得到應(yīng)用與發(fā)展。作為一種新型高效的加固技術(shù),碳纖維加固技術(shù)具有如下特點(diǎn):
1)與傳統(tǒng)的其他加固方法相比,采用碳纖維布加固法不增加恒載及斷面尺寸,不影響結(jié)構(gòu)的外觀,不減小橋下凈空;
2)該法施工簡便,操作簡單,可適應(yīng)不同構(gòu)件形狀,具有隨型性的特點(diǎn);
3)通過環(huán)氧樹脂等材料與結(jié)構(gòu)有效粘結(jié),不需設(shè)置錨固螺栓等,不損傷原有結(jié)構(gòu);
4)能有效地封閉混凝土表面的裂縫,提高混凝土構(gòu)件的整體剛度;
5)碳纖維布具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性,應(yīng)用于經(jīng)常受鹽害侵蝕等腐蝕性環(huán)境時(shí)仍有較長的壽命;
6)采用碳纖維布加固混凝土構(gòu)件時(shí),可根據(jù)受力需要計(jì)算出粘貼層數(shù)。
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由于碳纖維用膠最適宜的溫度在20~25℃,施工前,每天測量氣溫3次,視氣溫高低,適當(dāng)調(diào)整施工日期。開始施工時(shí),必須先將混凝土表面用砂輪打磨平整,凹陷、缺損處用修補(bǔ)膠補(bǔ)平,U形箍的轉(zhuǎn)角處打磨成20 mm,裂縫須注入環(huán)氧樹脂進(jìn)行修補(bǔ),然后用無水酒精或丙酮沖洗混凝土表面,除去表面的粉塵,待表面干燥后方可涂刷粘貼劑。
粘貼碳纖維布
混凝土表面干燥后,用滾筒或刷子均勻地將粘貼劑涂在混凝土上,粘貼面必須平整、光滑,待粘貼面干燥后方可在其上粘貼碳纖維布。粘貼碳纖維布時(shí),必須兩人密切配合,一人拉緊碳纖維布,一人用刮板從一側(cè)邊刮邊貼,保證不留氣泡,粘貼緊密。由于荷載主要是通過搭接區(qū)傳遞的,所以應(yīng)注意搭接區(qū)粘貼,做好標(biāo)記,保證搭接長度15 mm。碳纖維布粘貼好以后,至少要放置30 min,以保證環(huán)氧樹脂的充分滲透。
碳纖維加固所采用的高強(qiáng)度或高彈性模量的連續(xù)碳纖維,單向排列成束,用環(huán)氧樹脂固化的碳纖維板或未經(jīng)過固化的碳纖維布,統(tǒng)稱碳纖維片材。而碳纖維加固就是將碳纖維布、碳纖維板通過環(huán)氧樹脂粘貼在橋梁混凝土構(gòu)件需要補(bǔ)強(qiáng)的部位表面,樹脂固化后與原結(jié)構(gòu)形成新的受力復(fù)合體,共同工作。
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