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碳纤维板在桥梁加固工程中的应用

来源:www.yuanshengjz.com      发布日期: 2023年07月27日
信息摘要:碳纤维板加固技术有很多优点,主要包括:重量轻,不增加结构重量,不影响桥梁外观;抗拉强度高,碳纤维板的抗拉强度在3000MPa左右,高于普通碳钢板;节省空间,施工简单;现场不需要固定设施,施工质量容易保证;比强度高,耐腐蚀性和耐久性好;它是柔软的,具有明显的各向异性,可以以各种方式加工,并且沿纤维轴具有高强度。
  目前常用的桥梁结构加固技术主要是粘贴钢板和碳纤维布加固技术,但这两种加固方法都比较被动,对结构的加固效果不是很理想。尤其是碳纤维布,由于其厚度较薄,对于增加桥梁结构刚度或减小裂缝宽度的影响有限。通过大量的研究和工程实践表明,采用碳纤维布是提高加固效果的Z佳方案。

  随着科学技术的进步和发展,碳纤维板已经广泛应用于土木工程领域。就其形成而言,碳纤维板是由抗拉强度高的碳纤维制成,经环氧树脂浸渍固化,形成结构强度提高的纤维板材料。加固施工的主要工艺是在受损部位沿受力方向或垂直于裂缝方向粘贴碳纤维板,粘结剂选用环氧树脂。通过环氧树脂的粘结作用,形成新的复合材料,从而加固桥梁结构,提高桥梁的承载能力,延长使用寿命。碳纤维板加固技术有很多优点,主要包括:重量轻,不增加结构重量,不影响桥梁外观;抗拉强度高,碳纤维板的抗拉强度在3000MPa左右,高于普通碳钢板;节省空间,施工简单;现场不需要固定设施,施工质量容易保证;比强度高,耐腐蚀性和耐久性好;它是柔软的,具有明显的各向异性,可以以各种方式加工,并且沿纤维轴具有高强度。另外,采用这种加固方法可以大大提高建筑物的使用寿命,降低加固成本。因此,碳纤维作为划时代的增强材料备受关注。

重庆桥梁加固施工

  碳纤维布加固桥梁的方法
  工程中使用碳纤维板的主要目的是加固修复桥梁的基本结构构件,以加强受压构件的纵横向抗弯能力、竖向抗剪能力和轴心受压能力,提高构件的强度、刚度和延性。此外,大量试验证明,碳纤维板加固的结构构件可以减缓裂缝宽度的发展。碳纤维排列方向的不同,决定了碳纤维板中每个方向都有不同的抗拉强度。当碳纤维的排列方向与应力方向一致时,拉伸强度Z高;相反,当碳纤维的排列方向垂直于应力方向时,拉伸强度Z低。将抗拉强度高的碳纤维浸渍环氧树脂成为复合增强材料,沿垂直于裂缝方向或拉伸方向将环氧树脂胶粘剂粘接到需要修补的部位,形成新的复合材料,可使粘接材料与原钢筋混凝土受力,增加结构的抗剪和抗裂能力,达到提高结构延性、抗裂性、强度和刚度的目的。
  碳纤维布加固施工技术
  基质处理
  为了加强桥梁加固工程的效果,提高碳纤维板的有效利用率,首先要做的就是基底处理。在加固过程开始之前,要对桥梁的破损部位进行修补,清除碳化破损部位,修补缝隙,清理部分锈蚀钢筋,使桥梁结构更加完整。打磨损坏和突出的部分,使表面光滑。用砂轮机打磨边角,倒角半径要大于30皂,使表面干净整洁。经过一段时间后,待桥面完全干燥,满足刺的要求,即可进行后续的加固工序。
  刷底漆

  底漆涂装的顺序在桥梁加固施工中尤为重要。通过这一过程,涂料可以渗透到桥梁结构中,为后期粘贴碳纤维板提供了方便,也可以加强固化效果。值得注意的是,涂料的配制应在实际施工需要的前提下进行,根据涂刷的具体要求确定主剂和固化剂的配比。搅拌须充分,以确保油漆处于均匀混合的状态。鉴于底漆涂层容易固化的特点,涂料配制后应立即涂刷,并尽快完成,以避免这一问题。

重庆桥梁加固

  粘贴碳纤维板
  根据桥梁加固面积的大小,确定碳纤维板的用量。首先,切碳纤维板。一般情况下,为了保证施工效果,碳纤维板的长度应小于圆皂。用手指触摸,确认施工表面的底漆是否干燥。将环氧树脂主剂和固化剂按规定的配比放入搅拌桶中,搅拌均匀约2分钟,使其充分混合。用刷涂辊将环氧树脂均匀地刷在底漆上,施工表面的粗糙度决定了涂刷量。将碳纤维板贴在涂有树脂的表面后,用毛刷辊和橡胶刮刀沿纤维方向推平,达到去除多余气泡和浸透树脂的要求。在纤维长度方向上,至少要预留10个皂重叠长度,反之,在短方向上就没必要留。碳纤维板粘贴好后,要放置30分钟。如出现浮浆或脱线,应及时用滚筒或橡胶刮刀压平或修补,以保证Z佳施工效果。值得注意的是,粘贴碳纤维板时,应在空气通畅、无烟火的环境下进行施工,施工人员在施工时须穿戴好防护用品。
  维护/固化
  碳纤维板粘贴后,应立即进行养护,以保证工艺质量。保养一般在1-2周内。为了达到Z佳的维修效果,对可能受到风雨和人为活动干扰的部位,宜采用密封屏蔽的方法,将外界环境的影响降到Z低,达到碳纤维板的Z佳加固效果。
  表面绘画
  对于有外观装饰要求的结构或构件,可在粘结碳纤维表面涂刷环氧基涂料,或在喷砂和抹灰后涂刷常规涂料。
  碳纤维板重量轻,抗拉强度高,延展性好,可用于修复各种结构,不影响桥梁结构的外观和美观。碳纤维布加固施工简单有效。即使碳纤维片材的市场价格高于其他工程材料,实际上也大大降低了施工成本。避免了混凝土加固、钢板加固等传统措施所需要的支模、支撑、浇筑混凝土、拆装夹具、维修、拆模等复杂的顺序,且不占用太多空间。即使在高空作业,也只需要搭建一个简单的工作平台。因此,碳纤维布加固桥梁的综合成本低于传统的修复方法。此外,碳纤维板钢筋具有良好的耐久性和耐腐蚀性,即使没有防腐处理。但是钢板加固不能省略防腐防锈的过程。由于碳纤维布加固工程减少了占用空间,缩短了施工周期,简单,可以大大减少加固工程施工对场地周边环境的影响。碳纤维板加固技术满足了桥梁加固工程的需要,具有广阔的应用前景。