橋梁快速加固工程中CFRP材料的應(yīng)用分析[權(quán)威資料]

橋梁快速加固工程中 CFRP 材料的應(yīng)用分析 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)的汽車運(yùn)輸業(yè)也在不斷的發(fā)展，汽車日益大型化、重型化，交通量逐年增加，給現(xiàn)有公路橋梁造成了越來越大的壓力。加之按舊標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)施工的橋梁，其承載力嚴(yán)重不足。據(jù)統(tǒng)計(jì)，這類橋梁約有 5500 座。為使這些舊橋能繼續(xù)發(fā)揮其承載作用，需對(duì)其進(jìn)行加固。目前，關(guān)于混凝土橋梁加固方法主要有壓力灌漿法、噴射砂漿法、橋面補(bǔ)強(qiáng)層加固法、梁下部截面增強(qiáng)法、鋼板粘結(jié)法、 增設(shè)縱梁法、改變結(jié)構(gòu)體系加固法、預(yù)應(yīng)力加固法等。本文根據(jù)作者多年工作經(jīng)驗(yàn)就橋梁快速加固工程中CFRP 材料的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述。 關(guān)鍵詞：橋梁快速加固工程； CFRP 材料；應(yīng)用 K928 A Abstract: with the rapid development of Chinas economy, Chinas transportation industry is also in constant development, automobile increasingly large, heavy-duty, traffic volume has increased year by year, caused by the increasing pressure to the existing highway bridges. And the bridge is designed according to the old standard construction, the insufficient bearing capacity. According to statistics, there are about 5500 of this kind of bridge. To make these old bridge can continue to play its role, need to be strengthened. At present, about concrete bridge reinforcement method mainly has the pressure grouting, spraying mortar method, bridge deck reinforcement method of reinforcement, beam lower section enhancement method, steel bonding method, additional longitudinal beam method, the structure system change reinforcement method, prestressed strengthening method. Based on the authors years of experience on fast bridge reinforcement application of CFRP materials engineering are described. Keywords: strengthening of bridges CFRP material； application 1 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固橋梁的優(yōu)點(diǎn) CFRP 材料加固橋梁優(yōu)點(diǎn)顯著，使用 CFRP 材料加固結(jié)構(gòu)主要是將其粘貼在或者是植入結(jié)構(gòu)組織的受拉區(qū)表面，通過使用其超高性能抵抗結(jié)構(gòu)中承受 的拉應(yīng)力。和粘貼鋼板加固工程相比，粘貼 CFRP 材料加固橋梁具有以下幾方面的特點(diǎn)：（ 1）施工操作便利，不需要使用一些大型的工程機(jī)械，對(duì)環(huán)境要求不高，占用施工場(chǎng)地面積較小。（ 2）效率高強(qiáng)度高。其自身強(qiáng)度較高，在加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)操作中此項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)能夠完好發(fā)揮。強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的組織應(yīng)力，改變受力方式，完成高效加固的修補(bǔ)目標(biāo)。此項(xiàng)操作受抗震加固與補(bǔ)強(qiáng)方面的意義十分重大。（ 3）良好的耐腐蝕性與耐久性，通過相關(guān)的研究實(shí)驗(yàn)證明， CFRP 材料在加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)耐腐蝕性與耐久性較強(qiáng)，對(duì)于強(qiáng)酸鹽堿物質(zhì)的抵抗能力較強(qiáng)。（ 4）施工質(zhì)量有 保證，因?yàn)?CFRP 材料在固化之前較為柔軟，就算是加固的結(jié)構(gòu)表面并不平整，基本上也可以實(shí)現(xiàn) 100%的有效粘貼率。除此之外就算是粘貼固化之后，發(fā)現(xiàn)表面存有氣泡，修補(bǔ)起來也是非常的方便，只需要將樹脂注射進(jìn)氣泡當(dāng)中，占據(jù)氣泡的空間就可以了。但是粘貼鋼板卻難以達(dá)到有效的100%的粘貼率。（ 5）加固成本低，經(jīng)過相關(guān)研究證明，使用CFRP 材料取代傳統(tǒng)鋼板的橋梁加固，能夠節(jié)約大概 1/4 的資金成本。 2 CFRP 材料在橋梁加固工程中的應(yīng)用 2.1 CFRP 材料加固工藝的操作要點(diǎn)。雖然 CFRP 材料加固工藝并 不復(fù)雜，但是對(duì)于施工要求卻相當(dāng)嚴(yán)格，其主要的施工要點(diǎn)包含了以下幾方面的內(nèi)容：（ 1）進(jìn)行加固工作前需要了解各項(xiàng)加固結(jié)構(gòu)的詳細(xì)參數(shù)，因?yàn)椴煌膮?shù)對(duì)構(gòu)件極限的承載力以及破壞程度都有較大影響，只有掌握了各種數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)工作才能夠保證井然有序。（ 2）在實(shí)際工作的結(jié)構(gòu)加固操作中，纖維是一次受力，有相應(yīng)的應(yīng)變滯后現(xiàn)象，所以在進(jìn)行加固組織結(jié)構(gòu)施工的過程中需要根據(jù)設(shè)計(jì)的相關(guān)要求減輕負(fù)重，抵消或者降低組織構(gòu)件已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫與變形，提高碳纖維的利用效率，保證碳纖維能夠在最短的時(shí)間內(nèi)加入到實(shí)際的工作中去。（ 3）混凝土表面的處理程度 會(huì)對(duì)加固的效果產(chǎn)生的影響。可以選擇使用鋼絲刷對(duì)混凝土的表面進(jìn)行清理，除去灰塵以及混凝土碎屑，露出新鮮的混凝土面；使用砂輪機(jī)將表面完成打磨操作，并且除去剩下的混凝土粉末，在底層涂上一層粘結(jié)劑，涂抹之前需要先用丙酮將其清洗一遍。（ 4）涂底層膠。在混凝土基面干燥之后，對(duì)其涂上一層底膠，保證底膠能夠滲進(jìn)混凝土表面的空隙當(dāng)中，確保碳纖維和混凝土之間的結(jié)合緊密程度。一般在選擇面積時(shí)，需要保證使用標(biāo)準(zhǔn)量對(duì)厚度進(jìn)行相應(yīng)的控制，使用毛刷和滾筒把底部的膠均勻的覆抹在混凝土的表面，在涂抹操作結(jié)束之后，大致 7 天以后開展下一步操作。 （ 5）粘貼 CFRP材料。把 CFRP 根據(jù)之前設(shè)計(jì)好的尺寸進(jìn)行裁剪，裁剪完成之后粘貼在樹脂的涂層之上，使用滾輪或者橡皮刮刀按著纖維自然方向用力進(jìn)行推平，把當(dāng)中的氣泡消除，保證碳纖維材料能夠完全融合在樹脂中，在一些連接部位，需要保證兼顧程度，因此需要多涂刷一些。除此之外，施工人員需要注意的是，在粘貼 CFRP 時(shí)，一定要將混凝土的基面擦洗干凈，粘結(jié)劑需要均勻的涂刷，粘貼的過程中配合滾輪進(jìn)行來回的滾實(shí)，保證不會(huì)出現(xiàn)起鼓的現(xiàn)象。 2.2 CFRP 材料運(yùn)用在我國(guó)的橋梁加固工程中。我國(guó)真正開始使用 CFRP 材料在橋梁 加固工程中，是從上個(gè)世紀(jì) 90年代后期開始的。分析這些年的應(yīng)用情況，可以發(fā)現(xiàn) CFRP 材料用在橋梁工程的頻率越來越多。像南京機(jī)場(chǎng)路高架橋空心板的補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)以及盧溝新橋的補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)等等。所以，伴隨著碳纖維材料廣泛使用在橋梁結(jié)構(gòu)加固工程上，我們需要更多的碳纖維材料加固理論支撐實(shí)際的操作。 3 CFRP 材料在實(shí)際橋梁工程運(yùn)用中存在的問題 因?yàn)槲覈?guó)使用這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的時(shí)間較短，不管是經(jīng)驗(yàn)或是數(shù)據(jù)理論都有待加強(qiáng)，這些客觀原因造成 CFRP 材料在橋梁工程中的應(yīng)用還有各種問題需要解決，總結(jié)主要的問題有以下幾點(diǎn)： 3.1 CFRP 的抗疲勞問題。特別是纖維薄布和砼組織界面的疲勞破壞與環(huán)境影響問題?，F(xiàn)如今關(guān)于這項(xiàng)問題的研究在國(guó)際上還只是處于剛剛起步的階段，我國(guó)對(duì)于這項(xiàng)問題的研究也是近兩年開始入手操作。 3.2 CFRP 材料的老化問題。 CFRP 材料在大氣下暴曬，或者受到了液體的浸泡和化學(xué)物質(zhì)的侵蝕等等，會(huì)出現(xiàn)老化情況，這種老化會(huì)造成力學(xué)性能出現(xiàn)變化，因此研究出防止CFRP 材料老化措施也是一項(xiàng)重點(diǎn)難點(diǎn)問題。 3.3 準(zhǔn)則的確定?，F(xiàn)如今我國(guó)在碳纖維材料加固修補(bǔ)工作中，沒有一整套統(tǒng)一的理論，以至于這 項(xiàng)新的技術(shù)在推廣過程中遭遇到相對(duì)嚴(yán)重的問題。因?yàn)闆]有統(tǒng)一的規(guī)章，各項(xiàng)理論都是零散存在，造成推廣過程中阻力十分明顯。 3.4 研制新型產(chǎn)品。因?yàn)樘祭w維和玻璃纖維相比，延展性不強(qiáng)，有較強(qiáng)的脆性，所以需要研究出碳纖維和其他纖維材料混合的新型纖維材料，不但能夠增加組織結(jié)構(gòu)的抗變形能力，提升其操作的延展性，而且因?yàn)槠渌w維材料的成本不高，加固的成本也就可以明顯降低。 總而言之，碳纖維材料使用在橋梁工程應(yīng)用中還存在著一系列的問題需要深入研究，將這些問題攻克后能夠在理論操作和實(shí)際工程中都有更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā) 展和改善。 4 CFRP 材料在加固工程中的應(yīng)用前景 和傳統(tǒng)的橋梁加固方式相比， CFRP 材料加固橋梁操作中，施工更加的便利，而且適應(yīng)性能更強(qiáng)，抗腐蝕能力好，基本上不會(huì)增加自身結(jié)構(gòu)的重量，不會(huì)造成原組織結(jié)構(gòu)的損壞。這些優(yōu)良技術(shù)會(huì)給橋梁加固修補(bǔ)帶來巨大的變革，為橋梁加固工程開辟出更多更新的產(chǎn)業(yè)道路，保證橋梁加固技術(shù)能夠取得長(zhǎng)遠(yuǎn)的進(jìn)步。另外，我國(guó)最近幾年地震頻發(fā)，震后粘貼碳纖維片材加固以及在震前就使用 CFRP 材料完成抗震性能的提升，能夠良好的抵御地震帶來的影響。伴隨著 CFRP 材料性價(jià)比的穩(wěn)步提升 ，以及各項(xiàng)操作工藝的成熟，未來的橋梁加固建設(shè)中， CFRP 材料使用的范圍將會(huì)越來越大。 5 結(jié)束語 我國(guó)碳纖維加固橋梁技術(shù)發(fā)展的時(shí)間還很短，但是其優(yōu)勢(shì)是顯而易見的，未來橋梁加固工程中使用 CFRP 材料是歷史的必然需求。但是因?yàn)楝F(xiàn)如今我國(guó)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)還不全面，所以，需要更加深入的研究此項(xiàng)技術(shù)，保證 CFRP 加固技術(shù)能夠?yàn)楣こ探ㄔO(shè)提供更大的支持。 參考文獻(xiàn) 1 劉沐宇，李開兵，陳開利 .CFRP 在橋梁加固工程中的應(yīng)用研究 J.黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(bào) .2012， 16（ 04） . 2 陳曉軍，付言丹 .CFRP 材料在橋梁加固工程中的應(yīng)用 J.橋梁建設(shè) .2011， 05（ 13） . 文檔資料：橋梁快速加固工程中 CFRP 材料的應(yīng)用分析 完整下載 完整閱讀 全文下載 全文閱讀 免費(fèi)閱讀及下載 閱讀相關(guān)文檔 :關(guān)于路橋過渡段施工技術(shù)要點(diǎn)分析 工業(yè)電氣自動(dòng)化中數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用探究 淺析山區(qū)高速公路選線 淺談大跨徑箱型拱橋的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 渦流管技術(shù)在天然氣輸配 ,調(diào)壓系統(tǒng)中的應(yīng)用 中小企業(yè)會(huì)計(jì)準(zhǔn)則的適用范圍界定問題研究 淺談集成項(xiàng)目管理 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)存在問題的研究 地質(zhì)工程勘察中的相關(guān)問題探究及對(duì)策分析 論我國(guó)農(nóng)村土地使用權(quán)流轉(zhuǎn)的市場(chǎng)化 淺析園林坡面綠化施工