2022年碳纤维在桥梁加固中的应用(图文).docx

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1、2022年碳纤维在桥梁加固中的应用(图文) 论文导读：2022-2022年，青岛分公司组织对济青高速青岛段67片梁板进行了粘贴碳纤维布加固工艺，从运用和试验检测结果看，效果良好。构件表面凹陷部位应用找平树脂填平，修复至表面平整。同时粘贴加固后，应依据加固桥梁的详细状况，设置限高标记，确保加固材料不受外界因素损坏。我国马路建设已渐渐进入养护改建阶段，大量桥梁构造物须要加固补强，以适应交通量增长的须要。关键词：碳纤维，桥梁，加固补强，应用 1.工程概况 济青高速马路自11013底建成通车，随着重型车辆日趋增多，在重载车辆的反复作用下，梁板出现结构性裂缝，严峻影响结构平安，须要修复补强，以适应交通量

2、增长的须要。2022-2022年，青岛分公司组织对济青高速青岛段67片梁板进行了粘贴碳纤维布加固工艺，从运用和试验检测结果看，效果良好。 2.工艺原理 碳纤维布是用抗拉强度极高的碳纤维丝单向排列，经特别工艺编制而成，运用时，碳纤维布是沿受力方向或垂直于裂缝方向用胶结材料将其粘贴在混凝土结构的补强部位，胶结材料作为它们之间的剪力，增大了结构抗拉或抗剪实力，并能有效地提高结构的强度、延性，及抗裂性，限制裂缝和挠度的接着发展；必要时也可交叉粘贴单向碳纤维片材。整个工艺的关键在于碳纤维布粘贴和紧密性与坚固性，以保证与原结构形成整体。其胶结材料是专用的配套环氧树脂。 3.材料 3.1碳纤维布修复补强混凝

3、土结构所用材料，可以分为碳纤维布和与其相配套的专用环氧树脂两大类，配套树脂分为底涂树脂、找平树脂和粘贴树脂。配套树脂分别由主剂和固化剂配制而成；分为适合于冬天及夏天运用的冬用型和夏用型。主剂和固化剂分别包装，在现场作用时，应按工艺要求、根据规定的比例混合匀称，以形成所须要的底涂树脂、找平树脂、粘结树脂。 3.2碳纤维布具有如下特点 高弹模，以供应有效的增加作用； 高强度 单根纤维间强度改变小； 在制造与处理过程中强度稳定并保持不变。 碳纤维布的规格及性能 品名纤维种类碳纤维面积重量设计厚度抗拉强度弹性模量延长率200型高强度碳2000.1113.5002.351051.5300型高强度碳300

4、0.1673.5002.351051.5高强型高弹性模量碳3000.1652.9003.951050.74 3.3粘结材料的特点： 粘结材料的性能是保证碳纤维与混凝土共同合作的关键，也是碳纤维与混凝土传力途径中的薄弱环节，它应有足够的刚度与强度，保证碳纤维与混凝土间剪力的传递，同时应用足够的韧性，不会因混凝土开裂导致脆性粘接破坏。此外应适应现场施工条件，即能在一般条件下固化，具有相宜的流淌性与粘度，固化收缩率小。粘结材料主要包括三类：底胶、整平材料和浸渍树脂，其性能如下： 3.3.1底胶 浸入混凝土表面，强化混凝土表面强度从而使混凝土与碳纤维布之间的粘结性得到提高。 底涂树脂的规格及性能 内容

5、底涂树脂350W350S适用温度5151535可运用时间2014545205指触干燥时间3.09.02510.5性状淡黄色透亮胶状物性能指标与混凝土粘结强度抗压强度抗拉强度2.5主要用途涂刷混凝土表面用 3.3.2整平材料 碳纤维布很有可能因混凝土表面的锋利突起物、错位和转角等部位产生损伤或空鼓，从而引起强度降低。整平材料可补平由于混凝土表面劣化或表面处理造成的空洞或斜面，另一方面用于将90转角打磨后补成圆弧状。 整平树脂和规格及性能 内容找平树脂550W550S适用温度5151535可运用时间3016050210指触干燥时间3.510.03.010.0性状腻子状性能指标与混凝土粘结强度抗压强

6、度抗拉强度2.550主要用途修补混凝土表面缺陷及找平用 3.3.3浸渍树脂 将连续粘贴的碳纤维布结合在一起，使之呈板状硬化，使纤维之间相互结合、匀称反抗外力，发挥纤维整体强度。同时，将碳纤维布与混凝土粘结在一起，形成一个复合性整体，共同反抗外力。 浸渍树脂和规格及性能 内容黏结树脂750W750S适用温度5151535可运用时间3517373180指触干燥时间4.012.06.018.0性状乳脂状性能指标拉伸强度30弯曲强度40压缩强度73抗剪强度10粘结强度2.5弹性模量2500伸长率1.5 主要用途渗透粘贴碳纤维片 4.碳纤维片补强施工工序 底板表面处理底层处理涂刷底涂树脂找平树脂找平修补

7、涂刷粘结树脂粘贴碳纤维片养护防护涂装 4.1施工中 4.1.1混凝土底层处理 将底板混凝土构件表面残缺、破损部分剔凿、底膜清除干净并达到结构密实部位。 检查外露钢筋是否锈蚀，如有锈蚀，需进行必要的除锈处理。 对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分，用高于原构件混凝土强度的环氧砂浆进行修补、复原，达到表面平整。 裂缝修补。缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂胶泥进行表面涂抹密闭；大于或等于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。 将结构表面凸出部分打磨平整，修整后的段差要平顺。 棱角的部位，用磨光机磨成圆角。圆角半径最小不得小于20mm。 清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。 施工前应按设计图纸在需加固

8、部位放线、定位。 4.1.2涂底涂树脂 底涂树脂的主剂和固化剂按规定比例称量精确后放入容器内，用搅拌器拌合匀称。一次调和量应以在可运用时间内完成为准。超过可运用时间不得再用。 底涂树脂中严禁添加溶剂。论文参考网。含有溶剂的毛刷或用溶剂潮湿的滚筒不得运用。 用滚筒刷匀称地涂抹底涂树脂。 底涂树脂干燥时间因气温不同。一般在3小时到1天之间改变。 、底涂树脂固化后，在构件表面有凝聚凸起时，要用砂纸磨光。磨光后若露出混凝土其面，应再补涂底涂树脂。 依据施工部位的温度、湿度，选择适当的底涂树脂。在气温5以下，相对湿度RH85%，混凝土表面含水率在8%以上，有结露现象而无有效爱护措施时，不得施工。 4.1

9、.3构件表面的残缺修补 构件表面凹陷部位应用找平树脂填平，修复至表面平整。 内角、段差、起拱等要用找平树脂填补，使之平顺。在残缺修补中运用找平树脂时，要在气温5以上，相对湿度RH85%的条件下施工。腻子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙纹，应再用砂纸打磨平整。 4.1.4粘贴碳纤维片 确认粘贴表面干燥，气温在5以下，相对湿度RH85%时，如无有效措施时不得施工。 防止碳纤维片受损，碳纤维片在运输、储存、裁切和粘贴过程中，严禁弯折。论文参考网。因此，贴片前应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸裁切碳纤维片，每段长度一般以不超过6米为宜。要运用更长的片材时，除细心防止弯折外。渗浸过程必需加倍谨慎操作。为防止碳纤维片

10、在保管过程中损坏，碳纤维片的裁切数量应以当天的用量为准。 碳纤维片裁切时应预先在裁切位置粘贴宽胶带，在宽胶带正中位置进行裁切，以使裁切后碳纤维片的断头齐整不脱丝。 、碳纤维片纵向接头必需搭接10cm以上。该部位应多涂粘结树脂。碳纤维片横向不须要搭接。 粘结树脂的主剂和固化剂应按规定的比例称量精确，装入容器，用搅拌器搅拌匀称。一次调和量应以在可运用时间内用完为准。 下涂。贴片前用滚筒刷匀称地涂抹粘结树脂，称为下涂。涂量依据施工部位及施工面的粗糙程度而改变的。拱起部分、拐角部分、碳纤维片搭接部位以及残缺修补处要多涂一些，但是必需涂抹匀称。 贴片时，在碳纤维片和树脂之间不应残留空气形成气泡，造成空鼓

11、。为此，可用罗拉沿着纤维方向在碳纤维片上滚压多次，对角隅处应向着角隅滚压，对拱起的部位要向相反的方向滚压，以去除气泡，使粘结树脂匀称地充分渗浸入碳纤维片的碳纤维束中。 上涂。碳纤维片施工30分钟后，用滚筒刷匀称涂抹粘结树脂，称为上涂。 上涂时和步骤样，用脱泡罗拉沿碳纤维方向用力滚压多次，使碳纤维片内部补充，渗浸粘结树脂。 进行空鼓检查，并进行处理。 需粘贴2层以上碳纤维片时，必需在首层修补完空鼓后进行，重复第-步骤，并遵守步骤的规定。 如碳纤维片施工不符合质量标准，则需进行相应处理。 4.1.5养护 粘贴碳纤维片后，需自然养护24小时达到初期固化，并应保证固化期间不受干扰。 在每道工序以后树脂

12、固化之前，宜用塑料薄膜等遮挡以防止风沙或雨水侵袭。 当树脂固化期间存在气温降低到5以下的可能时，可采纳冬用低温固化树脂，或实行有效的加温措施。 碳纤维片粘贴后达到设计强度所需自然养护的时间； 平均气温在10以下时，须要2周； 平均气温在10以上20以下时，须要12周； 平均气温高于20时，须要1周。 在此期间应防止贴片部分受到硬性冲击。论文参考网。 4.1.6涂装 按设计要求或采纳与梁板砼颜色相同的涂料对碳纤维布进行外涂装，以示美观。 5.建议 粘贴碳纤维加固法方法施工技术简洁、加固效果志向，但是必需选择合适的时机和与其他加固方法相协作进行。对于板体底部出现的裂缝，应在判明裂缝出现的缘由后，选

13、择合适的加固方法，应尽量在病害出现的初期，且病害比较单一，没有其他的病害；对于板底出现多种病害，并且以裂缝为主的状况下，建议采纳在解决桥面铺装防水，保证良好的防水、排水效果的状况下，再实行粘贴加固的工艺，避开碱蚀影响粘贴加固的效果。同时粘贴加固后，应依据加固桥梁的详细状况，设置限高标记，确保加固材料不受外界因素损坏。 6.效益分析 加固前后单板测试结果及加固后整桥动、静载试验结果显示，加固效果良好，实践显示：碳纤维加固带来的干脆效益就是工期短、见效快、不影响正常交通，人力资源须要少。与传统的更换梁板相比较，碳纤维布费用相对较高，但两者适用范围有所不同：在工期紧、不宜中断交通、裂缝破坏不严峻的桥

14、板加固中适合采纳碳纤维布加固法，而板体破坏严峻的建议更换梁板，此方法相对来讲工期长，施工期间必需中断交通，给过往车辆和行人带来不便，且须要较多的人力和物力。 7.结束语 我国马路建设已渐渐进入养护改建阶段，大量桥梁构造物须要加固补强，以适应交通量增长的须要。碳纤维有着优异的力学品质，是志向的桥梁加固材料，可喜的是，国产碳纤维品质已接近日本、美国等发达国家的品质，价格也在快速下降。可以断言，在今后的桥梁加固中碳纤维必将发挥巨大的作用。 参考文献：1张劲泉，王文涛.桥梁检测与加固手册北京：人民交通出版社，2022 第10页 共10页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页第 10 页 共 10 页