橋梁碳纖維布加固施工方案

橋梁碳纖維布加固施工方案橋梁碳纖維布加固施工方案橋梁碳纖維布加固施工方案資料僅供參考文件編號(hào)：2022年4月橋梁碳纖維布加固施工方案版本號(hào)：A修改號(hào)：1頁次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：碳纖維布施工技術(shù)指南一、總則1、碳纖維布簡介碳纖維增強(qiáng)塑性是碳纖維材料通過一定的制作工藝與特定的樹脂復(fù)合而成，其力學(xué)特點(diǎn)是應(yīng)力應(yīng)變量完全線性彈性，不存在屈服點(diǎn)和塑性區(qū)。碳纖維材料具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能，加固混凝土構(gòu)件所用的碳纖維布是有碳纖維長絲組成的柔軟片材，具有強(qiáng)度高，自身輕，施工方便、快捷、應(yīng)用范圍廣等，用于建筑結(jié)構(gòu)加固的碳纖維具有優(yōu)良的力學(xué)能力，其抗拉力度一般為建筑鋼材的幾十倍，但是，碳纖維材料織成碳纖維布后，其中的各碳纖維絲很難完全工程工作，在承受較低的荷載時(shí)，一部分應(yīng)力水平較高的碳纖維絲首先達(dá)到其抗拉強(qiáng)度并退出工作狀態(tài)，以此類推，各碳纖維絲逐漸斷裂，直至整體破壞，而使用粘結(jié)劑后，各碳纖維絲能很好的共同工作，大大提高碳纖維抗拉強(qiáng)度，故碳纖維加固首先必須使用碳纖維布中的碳纖維絲能共同工作，因此膠黏劑對碳纖維布起到的加固作用是比較關(guān)鍵的，它既能確保各碳纖維絲共同工作，又能同時(shí)確保碳纖維布與結(jié)構(gòu)共同工作，從而達(dá)到加固目的。因此在橋梁工程有廣泛發(fā)展的前景。2、碳纖維布加固的作用作用是纖維材料在加固結(jié)構(gòu)中承擔(dān)拉應(yīng)力，改善構(gòu)件的受力狀態(tài)，限制裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。3、碳纖維布的應(yīng)用范圍和時(shí)機(jī)當(dāng)混凝土構(gòu)造因?yàn)榭箯澇休d力不行，選用碳纖維布進(jìn)行加固時(shí)，加固構(gòu)造的損壞形狀一方面取決于原構(gòu)造的配筋狀況，另一方面取決于碳纖維的用量?，F(xiàn)假定原構(gòu)造為適筋構(gòu)件，則加固構(gòu)造的損壞形狀可分為如下三種狀況。⑴碳纖維用量較少。損壞時(shí)受壓區(qū)邊際混凝土壓碎，受拉鋼筋屈從，碳纖維能夠到達(dá)較高的拉應(yīng)變。⑵碳纖維用量適中。損壞時(shí)受壓區(qū)邊際混凝土壓碎，受拉鋼筋屈從，碳纖維可到達(dá)某一中等拉應(yīng)變。⑶碳纖維用量較多。損壞時(shí)受壓區(qū)邊際混凝土壓碎，受拉鋼筋屈從，碳纖維應(yīng)變很低。上述三種狀況，第三種狀況因?yàn)樘祭w維用量大且強(qiáng)度利用率低，不宜選用。第一種加固辦法適用于截面高度較大的梁，第二種加固辦法適用于截面高度較小的板或扁梁。這主要是因?yàn)閷Π寤虮饬憾?，在碳纖維未到達(dá)很高的拉應(yīng)變時(shí)，構(gòu)造就能夠因?yàn)樽冃芜^大而損壞。詳細(xì)界限取決于碳纖維極限拉應(yīng)變和加載方法。二、應(yīng)用情況隨著我國高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工的發(fā)展，粘貼碳纖維布技術(shù)作為高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)最經(jīng)濟(jì)有效的方法，近年已受到越來越多的重視。山東高速集團(tuán)自2011年開始應(yīng)用碳纖維布加固技術(shù)，當(dāng)年主要用于泰安大汶口橋加固。2012年，在膠州灣高速公路大修工程中也采用了此技術(shù)。三、材料要求1、材料要求纖維布和粘結(jié)劑必須由供應(yīng)商配套提供，碳纖維布的主要力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)滿足表1的規(guī)定。表1碳纖維布的主要力學(xué)性能指標(biāo)性能指標(biāo)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）≥3400彈性模量（MPa）≥×105斷裂延伸率（%）≥注：a、抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有95%的保證率；b、碳纖維布的性能指標(biāo)按纖維的凈面積計(jì)算。碳纖維布的耐候性能應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2碳纖維布的耐候性能指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)1外觀無斑點(diǎn)、起泡、裂紋等，尺寸穩(wěn)定2拉伸強(qiáng)度保持率（%）≥95%3伸長率保持率（%）≥95%碳纖維布的耐化學(xué)藥品性能應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3碳纖維布的耐化學(xué)藥品性能指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)1抗拉強(qiáng)度保持率（%）≥952伸長率保持率（%）≥95環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑的主要性能應(yīng)符合表4的規(guī)定。表4環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑的主要性能指標(biāo)性能（20℃）環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑剪切強(qiáng)度（MPa）10-30密度（Kg/m3）1100-1700抗壓強(qiáng)度（MPa）55-110彈性模量(GPa)破斷拉應(yīng)變（%）剪切模量(GPa)近似的斷裂能（Jm-2）200-1000泊松比熱膨脹系數(shù)（10-6/℃）25-100拉伸強(qiáng)度（MPa）9-30玻璃轉(zhuǎn)換溫度（℃）45-80為了保證碳纖維布的粘貼質(zhì)量，粘貼碳纖維布所用浸漬膠在使用前應(yīng)對其抗壓強(qiáng)度和與混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度做原材料試驗(yàn)，底膠做與混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度原材料試驗(yàn)。其抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于70MPa，與混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)大于或等于，且不小于被加固混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk。四、施工準(zhǔn)備粘貼碳纖維布的施工流程如下：施工準(zhǔn)備→砼表面處理配制并涂刷底層樹脂→粘貼面找平處理→碳纖維布裁剪→涂刷浸漬樹脂或粘貼樹脂→粘貼碳纖維布→表面防護(hù)1、施工準(zhǔn)備（1）施工前應(yīng)認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)施工圖，按設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诩庸滩课环啪€定位。（2）應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場和被加固構(gòu)件混凝土的實(shí)際情況，擬定施工方案和施工計(jì)劃。（3）應(yīng)對所使用的碳纖維片材、配套樹脂、機(jī)具等做好施工前的準(zhǔn)備工作。五、施工工藝流程及質(zhì)量控制措施1、混凝土表面處理（1）應(yīng)清除被加固構(gòu)件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出新鮮面。對較大面積的劣質(zhì)層，在剔除后應(yīng)用聚合物水泥砂漿進(jìn)行修復(fù)。（2）檢查外露鋼筋是否銹蝕，如有銹蝕應(yīng)進(jìn)行除銹處理。（3）對于裂縫部分，應(yīng)先進(jìn)行灌縫或封閉處理。（4）被加固構(gòu)件表面要打磨平整（尤其是表面的凸出部位要磨平），除去表面浮漿、油污等雜質(zhì)，直至完全露出新鮮面。轉(zhuǎn)角粘貼處應(yīng)進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧形，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm，并用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整。（5）表面打磨后，應(yīng)用強(qiáng)力吹風(fēng)器或吸塵器將表面粉塵徹底清除干凈，并保持干燥。2、配制并涂刷底層樹脂（1）應(yīng)按產(chǎn)品生產(chǎn)廠提供的工藝規(guī)定配制底層樹脂；（2）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)用量，算出所涂面積底層樹脂用量，視現(xiàn)場氣溫等實(shí)際情況，確保在適用期內(nèi)一次用完，按底層樹脂規(guī)定的比例把底膠混合攪拌均勻；（3）用滾筒刷或毛刷將樹脂均勻涂抹于混凝土構(gòu)件表面。厚度不超過，并不得漏刷或有流淌、氣泡。等底層樹脂固化后（固化時(shí)間視現(xiàn)場氣溫定，以手觸感干燥為宜，一般不小于2小時(shí)），再進(jìn)行下一道工序。3、粘貼面找平處理（1）應(yīng)按產(chǎn)品供應(yīng)商提供的工藝要求配制找平材料（環(huán)氧膩?zhàn)樱＃?）混凝土表面修補(bǔ)應(yīng)選用丙酮將表面浮塵擦去，凹陷部位，應(yīng)用刮刀對凹坑實(shí)施填塞修補(bǔ)、找平，找平程度按眼觀目測無明顯的刮板或刮刀痕跡紋路平滑為準(zhǔn)。有段差或轉(zhuǎn)角部位，應(yīng)抹成平滑曲面。（3）轉(zhuǎn)角的處理，應(yīng)用找平材料將其修補(bǔ)為光滑的圓弧，半徑不小于10mm。（4）找平材料須固化后（固化時(shí)間視現(xiàn)場氣溫定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時(shí)），方可進(jìn)行下一道工序。4、碳纖維布剪裁（1）按設(shè)計(jì)規(guī)定尺寸剪裁碳纖維布，裁剪尺寸必須滿足設(shè)計(jì)尺寸，嚴(yán)禁斜切碳纖布，并防止出現(xiàn)拉絲現(xiàn)象。（2）保證裁剪后的碳纖維方向與粘貼部位的方向一致。（3）裁剪成型的碳纖維注意保護(hù)潔凈不受污染。5、配制并涂刷浸漬樹脂或粘貼樹脂（1）配制粘結(jié)劑前應(yīng)仔細(xì)閱讀其使用說明書。（2）按粘貼面積確定每次用量，以防失效浪費(fèi)。（3）嚴(yán)格按重量比使用配制。（4）按廠家配合比和工藝要求進(jìn)行配制，且應(yīng)有專人負(fù)責(zé)。攪拌應(yīng)順時(shí)針一個(gè)方向攪拌，直至顏色均勻，無氣泡產(chǎn)生，并應(yīng)防止灰塵等雜質(zhì)混入。（5）調(diào)制好的粘結(jié)劑抓緊使用，用毛刷或滾刷均勻、無遺漏地將粘接膠涂在選定的混凝土表面，粘接膠涂抹面應(yīng)不下于所粘貼的碳纖維布的大小。6、粘貼碳纖維布（1）粘貼碳纖維前應(yīng)對混凝土表面再次擦拭，確保粘貼面無粉塵。（2）混凝土表面涂刷結(jié)構(gòu)膠，必須做到涂刷穩(wěn)、準(zhǔn)、勻的要求，即：穩(wěn)，刷涂用力適度，盡量不流不墜不掉；準(zhǔn)，涂刷不出控制線；勻，涂刷范圍內(nèi)薄厚較一直。（3）碳纖維布粘貼時(shí)，同樣要穩(wěn)、準(zhǔn)、勻，核心要求做到放卷用力適度，使碳纖維布不皺、不折、展延平滑順暢。（4）滾壓碳纖維布必須從一端向另一端滾壓，不宜在一個(gè)部位反復(fù)滾壓揉搓，滾壓中讓膠充分滲透纖維布，消除氣泡和多與樹脂，做到浸潤飽滿，使碳纖維和底層充分粘接。碳纖維布需要搭接時(shí)，必須滿足規(guī)范要求≥100mm。（5）多層粘貼時(shí)，應(yīng)在碳纖維織物表面指觸干燥后立即進(jìn)行下一層的粘貼。如超過40分鐘，則應(yīng)等12小時(shí)后，再行涂刷粘結(jié)劑粘貼下一層。7、表面防護(hù)及其它每處施工完成后，自然養(yǎng)護(hù)24小時(shí)內(nèi)確保不受外力硬性沖擊、防止雨淋或風(fēng)沙、灰塵的污染；當(dāng)需要做表面防護(hù)時(shí)，應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定處理，以保證防護(hù)材料與碳纖維之間粘結(jié)可靠；如底板上有通氣孔，在粘貼碳纖維布后，應(yīng)保持通氣孔暢通。8、施工質(zhì)量控制措施（1）、工程驗(yàn)收時(shí)必須有碳纖維及其配套膠料廠家所提供的材料檢驗(yàn)證明。（2）、每一道工序結(jié)束后均應(yīng)按工藝要求進(jìn)行檢驗(yàn)，作好相關(guān)的驗(yàn)收記錄，如出現(xiàn)質(zhì)量問題，應(yīng)立即返工。8、施工安全和注意事項(xiàng)（1）碳纖維片材為導(dǎo)電材料，施工碳纖維片材時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離電氣設(shè)備和電源，或采取可靠的防護(hù)措施。（2）