DB37∕T 4387-2021 碳纖維板體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)規(guī)程

1、 ICS 93.040CCS P 2837山 東 省 地 方 標(biāo) 準(zhǔn)DB37/T 43872021碳纖維板體外預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)規(guī)程Technical specification for construction of external prestressing force for carbon fiberplate2021-07-09發(fā)布2021-08-09實(shí)施 DB37/T 43872021目次前言. II1234范圍. 1規(guī)范性引用文件 . 1術(shù)語和定義 . 1材料及設(shè)備 . 14.1碳纖維板 . 1結(jié)構(gòu)膠 . 2表面防護(hù)材料 . 3錨具 . 3壓條 . 3張拉設(shè)備 . 34.24.34.4

2、4.54.65施工工藝 . 35.1基本要求 . 4施工流程圖 . 4施工準(zhǔn)備 . 4施工放樣 . 4基面處理 . 4安裝錨固件 . 4安裝張拉錨固裝置 . 5張拉碳纖維板 . 5防護(hù) . 55.25.35.45.55.65.75.85.96檢驗(yàn)驗(yàn)收 . 56.1進(jìn)場檢驗(yàn) . 5交工驗(yàn)收 . 6驗(yàn)收文件和記錄 . 66.26.3附錄A（資料性）碳纖維板張拉記錄表. 8附錄B（資料性）防護(hù)檢查記錄表. 9I DB37/T 43872021前言本文件按照GB/T 1.12020標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則的規(guī)定起草。II DB37/T 43872021碳纖維板體外預(yù)應(yīng)力施工技

3、術(shù)規(guī)程12范圍本文件規(guī)定了碳纖維板體外預(yù)應(yīng)力施工的術(shù)語和定義、材料及設(shè)備、施工工藝和檢驗(yàn)驗(yàn)收等。本文件適用于承載能力不足的彎拉混凝土構(gòu)件的加固和補(bǔ)強(qiáng)。本文件不適用于腐蝕、放射等特殊環(huán)境下的施工。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T 2567GB/T 2793GB/T 3354GB/T 6329樹脂澆鑄體性能試驗(yàn)方法膠粘劑不揮發(fā)物含量的測定定向纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料拉伸性能試驗(yàn)方法膠粘劑對(duì)接接頭拉伸強(qiáng)度的測定GB/T 7124

4、膠粘劑拉伸剪切強(qiáng)度的測定(剛性材料對(duì)剛性材料)GB 50728JT/T 532JT/T 1267工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范橋梁用碳纖維布（板）橋梁用預(yù)應(yīng)力碳纖維板夾持式錨具3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1碳纖維板體外預(yù)應(yīng)力 externally prestressing carbon fiber plate通過錨固裝置在混凝土構(gòu)件體外布置碳纖維板并施加預(yù)應(yīng)力，使其受力得到調(diào)整、承載力得到提高、使用性能得到改善的一種主動(dòng)加固方式。3.2結(jié)構(gòu)膠粘劑 structural adhesive用于承重結(jié)構(gòu)或構(gòu)件膠接的、能長期承受設(shè)計(jì)應(yīng)力和環(huán)境作用的膠粘劑（以下簡稱“結(jié)構(gòu)膠”）。來源

5、：GB 507282011，2.0.73.3表面防護(hù)材料 surface protection materials根據(jù)防護(hù)要求（防紫外線、防火等）進(jìn)行選擇并涂裝于碳纖維板材表面的防護(hù)材料。4材料及設(shè)備碳纖維板4.11 DB37/T 438720214.1.1碳纖維板的原材料應(yīng)選用聚丙烯腈基(PAN基）12k或12k以下的小絲束連續(xù)纖維，不應(yīng)使用大絲束纖維、玄武巖纖維代替。4.1.2碳纖維板的型號(hào)表示方法見圖1。圖1碳纖維板型號(hào)表示方法示例：寬度為50mm，厚度為1.2mm的碳纖維板標(biāo)記為：CFP-50-12。4.1.3碳纖維板的外觀要求和檢驗(yàn)方法：a)b)碳纖維板均應(yīng)進(jìn)行外觀檢查；在正常（光）

6、照度下，目測外觀應(yīng)均一、整齊、展開后無明顯彎曲彎折，表面干凈，不得有污染和破損。4.1.4碳纖維板的尺寸偏差要求、取樣和檢驗(yàn)方法：碳纖維板的尺寸偏差應(yīng)小于等于1%；a)b)c)同一檢驗(yàn)批取樣數(shù)量應(yīng)大于等于1%，且不少于3片；用精度為0.01mm的千分尺，對(duì)碳纖維板的厚度和寬度進(jìn)行檢驗(yàn)，隨機(jī)選取3處測量，取算術(shù)平均值。4.1.5碳纖維板的力學(xué)性能指標(biāo)、取樣和檢驗(yàn)方法：碳纖維板的力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)符合JT/T 532的規(guī)定，其主要力學(xué)性能指標(biāo)見表1；同一檢驗(yàn)批取樣數(shù)量應(yīng)大于等于1%，且不少于3片；按照表1規(guī)定的檢驗(yàn)方法進(jìn)行力學(xué)性能指標(biāo)檢驗(yàn)。a)b)c)表1碳纖維板力學(xué)性能指標(biāo)性能等級(jí)項(xiàng)目單位檢驗(yàn)方法級(jí)

7、 24001601.750級(jí) 20001401.540抗拉強(qiáng)度（標(biāo)準(zhǔn)值）受拉彈性模量伸長率MPaGPa%GB/T 3354層間剪切強(qiáng)度MPaGB 50728碳纖維板與混凝土正拉粘接強(qiáng)度MPa2.5，且為混凝土內(nèi)聚破壞4.2結(jié)構(gòu)膠碳纖維板體外預(yù)應(yīng)力施工用結(jié)構(gòu)膠的基本性能要求和檢驗(yàn)方法應(yīng)符合表2的規(guī)定。2 DB37/T 43872021表2結(jié)構(gòu)膠基本性能指標(biāo)及檢驗(yàn)方法項(xiàng)目單位MPaMPa%性能要求檢驗(yàn)方法抗拉強(qiáng)度受拉彈性模量伸長率38膠體性能 24001.5GB/T 2567抗彎強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度MPaMPaMPaMPamm50，且不得呈脆性（碎裂狀）破壞70粘結(jié)能力鋼對(duì)鋼拉伸抗剪強(qiáng)度（標(biāo)準(zhǔn)值）鋼對(duì)鋼粘

8、接抗拉強(qiáng)度14GB/T 7124GB/T 632940鋼對(duì)鋼T沖擊剝離長度202.5，且為混凝土內(nèi)聚破壞99GB 50728鋼對(duì)C45混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度不揮發(fā)物含量（固體含量）MPa%GB/T 2793注：除標(biāo)有“標(biāo)準(zhǔn)值”外，其它均為平均值。4.3表面防護(hù)材料4.3.14.3.2表面防護(hù)材料的粘結(jié)性能應(yīng)與碳纖維板表面涂刷的結(jié)構(gòu)膠相容并能可靠粘結(jié)。表面防護(hù)材料應(yīng)對(duì)碳纖維板和結(jié)構(gòu)膠同時(shí)無害。4.4錨具4.4.14.4.24.4.3碳纖維板及錨具宜在工廠組裝。碳纖維板體外預(yù)應(yīng)力加固用錨具的外觀、尺寸、性能和檢驗(yàn)方法應(yīng)符合JT/T1267的相關(guān)規(guī)定。錨具應(yīng)滿足分級(jí)張拉、補(bǔ)張拉和放張工藝的要求。4.5

9、壓條4.5.14.5.24.5.3壓條的布置間距不宜大于3m。通過調(diào)整壓條壓緊度控制碳纖維板與基面間距宜在2mm5mm范圍內(nèi)。壓條與碳纖維板接觸的部分應(yīng)光滑，邊緣應(yīng)作圓弧處理，不得對(duì)碳纖維板造成破壞。4.6張拉設(shè)備4.6.1張拉千斤頂?shù)念~定張拉力宜為所需張拉力的1.5倍，且不應(yīng)小于1.2倍。張拉機(jī)具設(shè)備應(yīng)與錨具產(chǎn)品配套使用，并應(yīng)在使用前進(jìn)行校準(zhǔn)、檢驗(yàn)和標(biāo)定。與千斤頂配套使用的壓力表應(yīng)選用防振型產(chǎn)品，其最大讀數(shù)應(yīng)為張拉力的1.5倍2.0倍，標(biāo)定精度應(yīng)不低于1.0級(jí)。4.6.2張拉千斤頂與壓力表應(yīng)配套標(biāo)定、配套使用，標(biāo)定應(yīng)在經(jīng)國家授權(quán)的法定計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)定期進(jìn)行，標(biāo)定時(shí)千斤頂活塞的運(yùn)行方向應(yīng)與實(shí)際張

10、拉工作狀態(tài)一致。當(dāng)處于下列情況之一時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定：a)b)c)d)使用時(shí)間超過6個(gè)月；張拉次數(shù)超過300次；使用過程中千斤頂或壓力表出現(xiàn)異常情況；千斤頂檢修或更換配件后。4.6.3采用測力傳感器測量張拉力時(shí)，測力傳感器應(yīng)每年送檢一次。5施工工藝3 DB37/T 438720215.1基本要求5.1.15.1.2使用碳纖維板體外預(yù)應(yīng)力加固的混凝土構(gòu)件，其現(xiàn)場實(shí)測混凝土抗壓強(qiáng)度應(yīng)不低于25MPa。施工宜在環(huán)境溫度高于5的條件下進(jìn)行，并應(yīng)符合結(jié)構(gòu)膠的施工溫度。當(dāng)環(huán)境溫度低于 5時(shí)，應(yīng)采用低溫固化型的結(jié)構(gòu)膠或采取升溫措施。5.1.3施工前，碳纖維板粘貼部位的混凝土表層應(yīng)平整、干燥，雨天、潮濕條件下

11、應(yīng)采用專用結(jié)構(gòu)膠。5.2施工流程圖碳纖維板體外預(yù)應(yīng)力施工的主要流程見圖2。圖2碳纖維板體外預(yù)應(yīng)力施工流程圖5.3施工準(zhǔn)備5.3.1施工前應(yīng)結(jié)合工程的規(guī)模、工期、地形特點(diǎn)等情況，進(jìn)行策劃和實(shí)施，合理布置場地。開工前場地應(yīng)平整，水、電、道路以及通信應(yīng)通暢。5.3.25.3.3施工場地所設(shè)置的各種設(shè)施應(yīng)滿足施工需要及安全施工要求，防止事故發(fā)生。施工平臺(tái)、模板應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，應(yīng)能承受施工過程中產(chǎn)生的各種荷載，抵擋施工過程中可能發(fā)生的振動(dòng)和偶然撞擊。5.3.4施工使用的平臺(tái)、模板和支架應(yīng)構(gòu)造合理，結(jié)構(gòu)受力明確，安裝拆除方便。5.4施工放樣5.4.15.4.2施工放樣前應(yīng)探測混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼

12、筋和鋼絞線位置和走向，避免施工時(shí)對(duì)其造成破壞。施工放樣時(shí)應(yīng)標(biāo)定錨栓孔和壓緊條孔的圓心位置，并標(biāo)定碳纖維板拉伸向的中心線和上下邊緣線、錨具切槽邊緣線位置等。5.4.3根據(jù)放樣進(jìn)行尺寸核對(duì)，張拉端應(yīng)預(yù)留出足夠距離滿足張拉需要。5.5基面處理5.5.1清理混凝土構(gòu)件的待粘貼基面，在碳纖維板分布位置及其兩側(cè)各 2cm3cm范圍內(nèi)，打磨混凝土構(gòu)件基面碳化層，用壓縮空氣將表面浮塵吹凈。對(duì)于表面超過 5mm的凹凸不平處，應(yīng)采用修復(fù)材料修補(bǔ)平整。5.5.2如有孔洞、凹陷、露筋、裂縫、破損等病害，應(yīng)使用粘結(jié)能力強(qiáng)的修復(fù)材料修補(bǔ)平整。5.6安裝錨固件5.6.1鉆孔按照放樣的位置進(jìn)行鉆孔，鉆孔直徑、鉆孔深度、鉆孔與

13、基面的垂直度、鉆孔中心距應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。5.6.2植入錨栓5.6.2.15.6.2.2植入前宜用丙酮或工業(yè)用酒精擦拭孔壁、孔底。植入錨栓，將錨栓單向旋轉(zhuǎn)插入，直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度，植入錨栓與孔壁間的間隙應(yīng)基本均勻。4 DB37/T 438720215.6.2.3支座錨栓應(yīng)用結(jié)構(gòu)膠進(jìn)行粘接、固化，結(jié)構(gòu)膠固化之前不應(yīng)擾動(dòng)支座錨栓。5.7安裝張拉錨固裝置5.7.1分別于固定端和張拉端安裝張拉錨固裝置，調(diào)整裝置的位置，使其縱向中心線與碳纖維板中心線重合后，旋緊錨栓的螺母和墊片。5.7.2張拉錨固裝置和混凝土構(gòu)件基面應(yīng)緊密貼合，對(duì)于未貼合的部位，應(yīng)用結(jié)構(gòu)膠填補(bǔ)封閉。5.8張拉碳纖維板5.8.1在碳纖維板上涂

14、抹結(jié)構(gòu)膠，涂抹后的結(jié)構(gòu)膠應(yīng)按照碳纖維板寬度方向呈突起狀，平均厚度應(yīng)大于等于3mm。5.8.2張拉前，應(yīng)完成碳纖維板-錨具組件、張拉錨固裝置、張拉端工具拉桿、工具擋板、張拉裝置等的安裝，調(diào)整張拉錨固裝置、碳纖維板-錨具組件、張拉裝置至同一軸線。5.8.3碳纖維板體外預(yù)應(yīng)力張拉順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。在任何情況下，張拉控制應(yīng)力不應(yīng)超過最大張拉控制應(yīng)力。5.8.4同一結(jié)構(gòu)物兩側(cè)碳纖維板張拉采用單端同時(shí)對(duì)稱分級(jí)張拉進(jìn)行，采用張拉力和伸長量雙控原則。實(shí)際伸長值與理論伸長值的差值應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)，其偏差應(yīng)控制在6%以內(nèi)，否則應(yīng)暫停張拉，待查明原因并予以調(diào)整后，方可繼續(xù)張拉。5.8.5張拉碳纖維板至

15、初應(yīng)力，標(biāo)記錨具張拉移動(dòng)起始線，初應(yīng)力宜為張拉控制應(yīng)力的 10%25%，碳纖維板邊緣與混凝土構(gòu)件表面間應(yīng)有膠液擠出。若局部未擠出膠液，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充結(jié)構(gòu)膠。5.8.6張拉按設(shè)計(jì)要求分級(jí)進(jìn)行，每級(jí)張拉到位后應(yīng)持荷不低于3min，并記錄實(shí)際張拉力和碳纖維板的實(shí)際伸長量。5.8.75.8.85.8.95.8.10全部張拉過程應(yīng)在結(jié)構(gòu)膠開始固化前完成，具體時(shí)間應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件的要求。張拉過程中應(yīng)進(jìn)行反拱觀測，防止混凝土構(gòu)件反拱過大開裂。張拉就位后，應(yīng)保證碳纖維板與混凝土構(gòu)件之間密實(shí)，及時(shí)清理兩邊擠出的結(jié)構(gòu)膠。每一級(jí)張拉到位后，應(yīng)及時(shí)擰緊張拉桿上的鎖緊螺母，進(jìn)行碳纖維板的錨固。錨固后，建立在錨下的實(shí)際有效預(yù)應(yīng)

16、力與設(shè)計(jì)張拉控制應(yīng)力的相對(duì)偏差應(yīng)不超過5%，但在張拉至100%時(shí)，張拉控制應(yīng)力宜取上偏差。5.8.11張拉到設(shè)計(jì)張拉力的 100%并持荷完成后，應(yīng)擰緊壓緊條，卸除千斤頂荷載并拆掉千斤頂、工具擋板等張拉裝置，割掉過長的張拉桿。5.8.12張拉和錨固碳纖維板時(shí)應(yīng)填寫施工記錄。5.9防護(hù)5.9.15.9.25.9.3對(duì)錨具及壓緊條等金屬件宜采用環(huán)氧砂漿等封錨或表面防護(hù)。碳纖維板表面應(yīng)涂抹表面防護(hù)材料進(jìn)行防護(hù)處理。防護(hù)時(shí)應(yīng)填寫防護(hù)記錄。6檢驗(yàn)驗(yàn)收6.1進(jìn)場檢驗(yàn)6.1.1材料進(jìn)場時(shí)應(yīng)核對(duì)型號(hào)、規(guī)格和數(shù)量，查驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)保書、產(chǎn)品技術(shù)手冊(cè)。核對(duì)無誤后，進(jìn)行進(jìn)場檢驗(yàn)。6.1.26.1.3進(jìn)場檢驗(yàn)時(shí)，同種材料、同

17、一生產(chǎn)工藝條件下、同批次進(jìn)場的產(chǎn)品可視為同一檢驗(yàn)批。碳纖維板應(yīng)進(jìn)行外觀、尺寸偏差和力學(xué)性能的進(jìn)場檢驗(yàn)，技術(shù)要求、取樣規(guī)則和檢驗(yàn)方法分別5 DB37/T 43872021按照4.1.3、4.1.4和4.1.5的規(guī)定執(zhí)行。進(jìn)場檢驗(yàn)時(shí)，結(jié)構(gòu)膠應(yīng)具有安全性鑒定報(bào)告，同一批次的取樣數(shù)量應(yīng)不少于 6kg，檢驗(yàn)項(xiàng)目、要求和方法見表2。6.1.46.1.5錨具進(jìn)場檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行外觀、尺寸偏差、夾持疲勞性能和靜載錨固性能試驗(yàn)。取樣規(guī)則、檢驗(yàn)要求和方法按照4.4.2的規(guī)定執(zhí)行。6.1.6以上進(jìn)場材料，當(dāng)有不合格項(xiàng)時(shí)，應(yīng)另取雙倍數(shù)量的同種材料對(duì)不合格項(xiàng)目重新檢驗(yàn)，如仍有不合格項(xiàng)時(shí)，則本批產(chǎn)品全部檢驗(yàn)，符合要求者方可

18、使用。6.2交工驗(yàn)收6.2.16.2.2交工驗(yàn)收應(yīng)進(jìn)行碳纖維板張拉檢驗(yàn)、空鼓率檢驗(yàn)和防護(hù)檢驗(yàn)。碳纖維板張拉檢驗(yàn)同一工程可視為同一檢驗(yàn)批。同一檢驗(yàn)批取樣數(shù)量應(yīng)大于等于1%，且不少于3片。6.2.3碳纖維板張拉檢驗(yàn)的要求如下：a)檢驗(yàn)碳纖維板實(shí)際伸長值與理論伸長值的偏差，結(jié)果應(yīng)符合5.8.4的要求；檢驗(yàn)碳纖維板張拉錨固后，建立在錨下的實(shí)際有效預(yù)應(yīng)力與設(shè)計(jì)張拉控制應(yīng)力的偏差，結(jié)果應(yīng)符合5.8.10的要求。b)6.2.4碳纖維板的理論伸長值可按公式（1）計(jì)算：DLL = LP (1)ES式中：LL碳纖維板理論伸長值，單位為毫米（mm）；L碳纖維板的長度，單位為毫米（mm）；張拉端的平均張拉力，單位為牛

19、頓（N）；碳纖維板的彈性模量，單位為兆帕（MPa）；PES碳纖維板的橫截面積，單位為平方毫米（mm）。26.2.5算：碳纖維板的實(shí)際伸長值除量測的伸長值外，應(yīng)加上初應(yīng)力以下的推算伸長值。可按公式（2）計(jì)DLS = DL1 + DL2(2)式中：LS碳纖維板實(shí)際伸長值，單位為毫米（mm）；L1從初應(yīng)力至最大張拉應(yīng)力間的實(shí)測伸長值，單位為毫米（mm）；L2初應(yīng)力以下的推算伸長值，可采用相鄰級(jí)的實(shí)測伸長值，單位為毫米（mm）。6.2.6張拉錨固后，應(yīng)記錄建立在錨下的實(shí)際有效預(yù)應(yīng)力數(shù)值，記錄表的推薦格式見附錄A。6.2.7在防護(hù)之前，用橡膠小錘輕輕敲擊碳纖維板表面，記錄其空鼓位置和空鼓面積，空鼓面積與有效粘結(jié)面積的比值為空鼓率，其