浙江橋梁碳纖維加固施工方案

浙江橋梁碳纖維加固施工方案（本文由鼎峰加固整理）一、引言碳纖維增強聚合物（CFRP）復(fù)合材料具有強度高、變形小、彈性模量適中、耐腐蝕性和耐久性強、質(zhì)輕、抗疲勞性優(yōu)異、使用基本不增加結(jié)構(gòu)截面、施工簡便、施工工期短、質(zhì)量易保證、經(jīng)濟(jì)效益高、且能保證碳纖維與原結(jié)構(gòu)共同作用。近年來在土木工程領(lǐng)域中的研究與應(yīng)用得到了迅速發(fā)展。二十年代開始已大量運用于建筑結(jié)構(gòu)的加固和補強、抗震加固等。二、加固工程概況湖州市某大橋主橋為61m預(yù)應(yīng)力混凝土下承式桁架拱，引橋為165m梁板結(jié)構(gòu)，橋面凈寬17.5m，于1992年建成通車（大橋立面圖）。隨著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展和鄉(xiāng)村的變遷，交通流量急劇增加，該橋預(yù)應(yīng)力混凝土下承式桁架拱橋梁和橫梁大部分出現(xiàn)裂縫，橋面現(xiàn)澆混凝土造板破損嚴(yán)重，引橋板梁已出現(xiàn)了大量的破裂和孔洞。由于該橋處于江南潮濕地區(qū)，大橋構(gòu)件的大量裂縫長期受潮濕空氣的侵蝕，對橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力，使用壽命和橋梁的安全將會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。為了確保橋梁的安全使用及橋下港道的運輸通暢，課題組對該橋現(xiàn)狀評估、極限荷載確定試驗與研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改建或加固方案的比選：（1）拆除重建。但該橋位于公路和港道運輸?shù)慕煌ㄒ?，附近又是工業(yè)區(qū)和公安要區(qū)，陸岸交通流量大，拆除重建工期較長，工程費用過大且造成一定程度上無法避免的浪費。（2）采用新型的碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行補強加固。主要利用它極強的抗拉強度（是普通=2\*ROMANII級鋼筋抗拉強度的10倍以上），其彈性模量也與鋼材相當(dāng)。其自重輕，對原結(jié)構(gòu)的厚度增加很小，加固的后的表面可進(jìn)行各種裝飾噴涂。施工時不需要特殊及大型機(jī)械設(shè)備，不需中斷水陸交通。不需大的施工空間，施工周期短。經(jīng)過以上各方案的比選，最終選用碳纖維材料進(jìn)行加固，具體加固措施：2.1上弦桿：兩側(cè)凹槽用C50錨噴砼（含Φ6鋼筋網(wǎng)片）填平，在兩側(cè)及上緣粘貼一層A3鋼板（厚8mm），吊點部位上緣加強一層，拱腳部位底緣加強一層。2.2下弦桿：在底緣縱向粘貼一層（寬80mm三條）YTD-CFS-120型碳纖維板材＋一層YTD-CF-30型碳纖維布，端部U形粘貼一層YTD-CF-30型碳纖維布錨固。2.3豎桿、斜桿：對整個桿件環(huán)向粘貼一層YTD-CF-30型碳纖維布。2.4橫梁：對裂縫寬度＜0.15mm的，先封閉裂縫，再在底緣縱向粘貼一層（寬80mm二條）YTD-CFS-120型碳纖維板材＋一層YTD-CF-30型碳纖維布，然后在橫梁兩側(cè)U型粘貼抗剪碳纖維布，橫梁頂部植筋與橋面板鋼筋連接。對裂縫寬度≥0.15mm的或砼嚴(yán)重破損，斷裂的構(gòu)件，原構(gòu)件鑿除，按部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件設(shè)計重新澆筑。2.5主橋橋面板及橋面鋪裝：全部鑿除重新澆筑，橋面板10cm厚C50砼，橋面鋪裝6cm厚C40鋼纖維砼（鋼纖維摻量不少于砼體積率1.5%）。2.6引橋板梁：對于主橋相鄰的兩跨引橋14塊13m板梁，考慮這些板梁在汽車荷載的跳車沖擊下?lián)p害嚴(yán)重，擬換除舊板，采用13m先張法板梁，梁高55cm，通過原蓋梁頂墊高調(diào)整新板與舊板之間的高差；對引橋其它42塊13m板梁，先對板底進(jìn)行裂縫封閉處理，然后在每塊板底緣粘貼一層YTD-CF-30型碳纖維布。2.7引橋橋面鋪裝重新澆筑10～13.5cm（由鋪裝調(diào)整橋面橫坡）。2.8伸縮縫：全橋設(shè)置D60異型鋼伸縮縫四道，共28m；引橋墩頂橋面均做橋面連續(xù)。2.9限高設(shè)施；根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）第8.5.3條人行通道凈空要求〔3〕，在橋梁兩端設(shè)置鋼筋砼限高設(shè)施：B×H=4.0m×2.2m，并設(shè)置相應(yīng)警示標(biāo)志牌。2.10對欄桿破損部分及新?lián)Q板梁處欄桿按原欄桿恢復(fù)。傷三、背主要分項工程枝的施工順序、戰(zhàn)施工方法軍1.貨混凝土結(jié)構(gòu)裂欺縫封閉及裂縫殲灌膠施工工藝藍(lán)流程：董1.1險臥對寬友度賊≤脾0.2m脅m億的裂找縫狗,灣用角磨機(jī)切割妙片在裂縫處雙開潑“暫V岸”談型槽，用專用感裂縫灌注膠在翁其表面進(jìn)行反鮮復(fù)涂抹，使膠錦料滲進(jìn)裂縫內(nèi)捎，達(dá)到對裂縫疑的封閉彌補。湖1.2英所對寬度益＞施0.2m湖m飼的裂物縫嫩,押應(yīng)采用恒壓灌裝注法對裂縫進(jìn)需行灌注，以達(dá)焰到對裂縫的封劉閉彌補，灌注隊工藝及步驟如鬼下：食（筆1零）用裂縫放大將鏡正確觀察裂尿縫寬度；則（亂2騾）基層處理：漿清除裂縫表面助的灰塵、油污抓；頑（齡3土）確定注入口境：一般梢按省3省0洋～惕40c少m薦距離設(shè)置一督個徑“暑V欣”肆型注入口，注壟入口位置盡量眾設(shè)置在裂縫較宜寬、開口較暢臨的部位；龜（漫4哄）封閉裂縫：餃除預(yù)留注入口妨之外，采用封鞭口膠封住裂縫心，留出注入口胸；娛（讀5躲）安設(shè)塑料底扁座：用專用快集干膠將底座粘判于注入口上；厘（于6塌）安設(shè)灌漿器早：將配備好的激專用灌注膠注分入軟管中，把陰裝有膠料的灌叛漿器旋緊于底魂座上；蘋（差7內(nèi)）灌漿：松開早灌漿器彈簧，范確認(rèn)注入狀態(tài)塔，如膠料不足返可補充再繼續(xù)采注入；往（渣8賴）注入完畢：孤待注入速度降治低確認(rèn)不再進(jìn)閣膠后，可拆除勒灌漿器，用堵石頭將底座堵死逢；曲（辟9六）灌注膠固化印后拆除底座及閥堵頭，清理表城面封縫膠。趟2俯碳纖維布加固想混凝土結(jié)構(gòu)施叫工工藝流程：領(lǐng)2.1井感混凝土結(jié)構(gòu)表倆面處理封(1豈)贊用鋼絲輪角磨箏機(jī)清除混凝土摔表面的劣化層骨（剝離蜂窩、騎浮漿、由于腐更蝕或風(fēng)化產(chǎn)生掌的水泥翻沫、畢脫模膠層、松慚散的混凝土碎長屑、瀝青等）缺，并用吹風(fēng)機(jī)頓吹凈，露出干脂凈、結(jié)構(gòu)堅實犁的表面；焦（糧2贊）對于混凝土轉(zhuǎn)脹裂、松散、造鋼筋銹蝕的現(xiàn)殃象，先鑿除松太散部分，對銹們蝕鋼筋進(jìn)行手姜工除銹，然后削采用環(huán)氧樹脂描作防腐處理，寺并用環(huán)氧膠泥虹作為整平材料瀉填補平整。在殿填補環(huán)氧膠泥若前，先在破傷眼口處涂刷一遍喚環(huán)氧膠作為粘抄合劑，以確保林新老混凝土粘務(wù)合良好；崇（永3苗）對結(jié)構(gòu)表面翻蜂窩、麻面等匪缺陷部位，用枝環(huán)氧膠泥或碳沒纖維膠整平材烤料填補修復(fù)平否整或圓滑順暢史過渡，以確保猴構(gòu)件表面平整集美觀；當(dāng)（含4剝）對基面尖銳甘凸起的部位（需混凝土構(gòu)件交西接部位，模板州段差等）或凸盒起的轉(zhuǎn)角部位乳用角磨機(jī)進(jìn)行井倒角處理，打話磨成弧狀濤（份R=2c疏m妄）；際2.2馬廊涂上底膠績(1鹽)雄根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)用量罰，算出所涂布裙面積的底膠用鹽量，視現(xiàn)場氣幣溫等實際情況心，確保在適用販期內(nèi)一次用完壓，按底膠規(guī)定狹的比例把底膠間主劑和固化劑健置于配膠容器秀中，用電動攪三拌器攪拌均勻皆并應(yīng)注意：堡a碑、已配好的底圍膠超過適用期礦后嚴(yán)禁使用；捕b尸、在底膠中嚴(yán)辟禁添加任何溶接劑，含有溶劑留的毛刷或被溶朵劑濕了的容器套、滾筒等工具幸在未干燥之前論不得使用；遇（糾2峰）用滾筒刷或緊毛刷均勻、無糠遺漏地將底膠叼涂在需加固補沿強的混凝土表此面，底膠涂刷民面邊界應(yīng)不小紅于所粘貼的碳霧纖維布大小。濾應(yīng)注意：施工籮部位的溫度應(yīng)嘉不低侮于再5益℃礦或高朱于事4膛0為℃庭，相對濕度應(yīng)浩不小絞于給70藥%記，如遇雨天、酬混凝土表面結(jié)萌霧或有水份，說應(yīng)用電吹風(fēng)將蚊潮濕部位表面當(dāng)處理至干燥后往方可施工；升（憂3刃）等底膠凝膠吼至指觸干燥（巖視施工現(xiàn)場氣死溫情況，一般靈需找1推小時左右）后椅，如發(fā)現(xiàn)表面妙有突起毛刺或威膠瘤，應(yīng)用砂穩(wěn)布打磨圓順，晶注意不能將底初膠層打磨穿，慰如有打磨穿的濾局部應(yīng)重上底球膠；悅2.3哀期修整找平鄭(1公)熟底膠指觸干燥捉后，若發(fā)現(xiàn)粘季貼表面上有缺虛損、坑洼、凹斜陷拐角、模板蓮接頭處出現(xiàn)的奔高差等情況，癢應(yīng)用找平膠進(jìn)圍行多次刮填修榮補平整；落（蹄2辟）等整平材料浪固化至指觸干貢燥（視施工現(xiàn)光場氣溫情況，圓一般牛需馳1攝小時左右）后公，如發(fā)現(xiàn)整平關(guān)部位表面有突擋起毛刺，應(yīng)用沙砂布打磨光順體。盛2.4正乒粘貼碳纖維布卻(1死)暈按設(shè)計要求的道尺寸裁減碳纖綁維布應(yīng)注意：羽a攻、碳纖維布的醋裁剪數(shù)量應(yīng)保麗證能在當(dāng)天用浴完；似b償、碳纖維布一撫定要做好防潮歉處理，避免影績響質(zhì)量；方c蟻、碳纖維布在載運輸、存儲、興裁剪和粘貼過呈程中應(yīng)避免受灣到彎折，每天剩施工所用的裁卡剪好的碳纖維罩布應(yīng)妥善保存滿；扁d撕、碳纖維布為賄導(dǎo)電材料，使項用碳纖維布時舊應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電友氣設(shè)備及電源綱；矩（保2瘦）根據(jù)粘結(jié)膠剝的標(biāo)準(zhǔn)用量，床計算出所涂布下面積的需用量高，視現(xiàn)場氣溫句等實際情況，聰確保在適用期殖內(nèi)一次用完，以按粘結(jié)膠使用吉說明規(guī)定的比蜓例把粘結(jié)膠主扮劑跟固化劑置沾于配膠容器中愚，用電動攪拌阿器攪拌均勻；抄（兵3乘）用滾刷或毛急刷均勻、無遺伏漏地將粘結(jié)膠艦涂在選定的混榨凝土表面，粘央結(jié)膠涂布表面老應(yīng)不小于所粘伶貼的碳纖維布季的大小。應(yīng)注柏意：在模板接材頭處出現(xiàn)的高轉(zhuǎn)差位置和拐角匙以及碳纖維布令搭接部位應(yīng)多山涂一些；濁（的4乳）地已涂好粘好結(jié)膠的混凝土素表面鋪覆碳纖娃維布，碳纖維蟲布的鋪覆方向催符合設(shè)計要求王，接頭搭接應(yīng)已在纖維方向進(jìn)嬸行，并且搭接犯寬度應(yīng)不小聰于紋10c杰m逢；柜（嘉5穿）用專用膠輥污和刮板在碳纖斃維布上沿纖維毛方向施加壓力刊并向一個方向深或從中間向兩扎個方向滾動碾株壓，但不允許雄來回反復(fù)滾動血，使樹脂膠液早充分浸漬碳纖見維布，形成復(fù)驗合材料，消除蝶氣泡和除去多見余樹脂，使碳寶纖維布和底層可充分粘接。嚴(yán)陽禁交叉垂直于盯碳纖維布方向狠滾動碾壓施工細(xì)，以免出現(xiàn)折逗絲滑絲現(xiàn)象；他（舉6輛）二層粘貼，蠅應(yīng)重復(fù)上述步梳驟，在纖維表焦面粘結(jié)膠固化紡至指觸干燥后歐方可進(jìn)行下一招層碳纖維布的據(jù)鋪覆；飛（子7鳥）自然養(yǎng)護(hù)應(yīng)叮遵循下述要求捎：犯a蒜、每處施工完鄙成后，自然養(yǎng)銜護(hù)詳2鞭4飯小時內(nèi)應(yīng)確保賺不受外力硬性繪沖擊等干擾；歐b植、每道工序過態(tài)程中及完工后列，均應(yīng)采取適懲當(dāng)措施保證不煉受污染或雨水絕侵襲；追c搶、施工過程中厲平均氣溫一般峰都高析于逮5傭℃拋，自然養(yǎng)護(hù)至半達(dá)到設(shè)計要求腳需鑒要姻3壯～音5從天左右。訂（循8渡）、對粘貼施因工完成后的復(fù)磚合材料層，經(jīng)賺自然養(yǎng)護(hù)至粘給結(jié)膠完全固化送后，對碳纖維婆布粘貼面仔細(xì)隱檢查，如果碳昆纖維布粘貼層惑有空鼓或氣泡路，可以用刀片沉將碳纖維布劃惕開（注意不要困劃的太大），省然后采用注射箏器針管將調(diào)制秘好的粘結(jié)膠注矩入空鼓或氣泡孩內(nèi)填充至密實誓。應(yīng)保證密實陵粘貼面積達(dá)蝦到父100貓%籮；棚（坐9腫）碳纖維布粘襪貼的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)貓：代a喚、粘結(jié)膠浸潤辦碳纖維束良好罩；粘b絞、碳纖維布粘巨貼密實與混凝重土結(jié)合面達(dá)貫到訊100雷%白以上；攤c搏、碳纖維布方旅向不發(fā)生彎曲滿；順纖維方向坐搭接長度不小工于嫩10c營m拌，各層之間的隙搭接部位不得燃位于同一條線燕上，必須錯開膚至敲少尚50c蝦m鬧；萌d刮、碳纖維布規(guī)控格、貼片位置誦、長度、寬度芬、纖維方向、饞層數(shù)符合設(shè)計釋規(guī)定；船涂刷表面防護(hù)呢膠：在粘貼碳剃纖維并形成復(fù)屯合材料凝膠固紡化后，在復(fù)合煙層表面采用毛鉤刷和刮板均勻梢涂刷表面防護(hù)廚膠，形成防護(hù)控層。掃3輕混凝土結(jié)構(gòu)粘暢鋼施工工藝流滲程：江3.1柱建混凝土構(gòu)件表泄面，應(yīng)按下列梳方法進(jìn)行處理奇：叫（捏1問）對原混凝土芬構(gòu)件的粘合面芒，可用硬毛刷禽沾高效洗滌劑過，刷除表面油虹垢物后用水沖減洗，再對粘合肢面進(jìn)行打磨，沃除歲去扁2剖～潑3m容m門厚表層，直至收完全露出新面香，并清除表面系粉粒。如混凝眠土表面不是很曠臟很舊，則可朗直接對粘合面記進(jìn)行打磨處理笨，去論掉枝1馳～陵2m恭m私厚表層，用有聲壓水沖洗干凈尋，待完全干燥臘后用脫脂棉沾晌丙酮擦拭表面式即可。罩（黑2男）對于新混凝瓦土粘合面，先灑用鋼絲刷將表廳面松散浮渣刷抱去，再用硬毛忠刷沾高效洗滌廊劑洗刷表面，飾或用有壓水沖身洗，待完全干信后即可涂粘結(jié)膝劑。爪（況3靠）對于齡期躍在叛3指個月以內(nèi)或濕志度較大的混凝聚土構(gòu)件，尚須該進(jìn)行人工干燥淡處理。生3.2際這鋼板粘接面，鎖須進(jìn)行除銹和嚴(yán)粗糙處理；如聯(lián)鋼板未生銹或高輕微銹蝕，可伐用噴砂、砂布仔或平砂輪打磨魄，直至出現(xiàn)金鐘屬光澤；打磨未粗糙越大越好怨，打磨紋路應(yīng)卡與鋼板受力方盡向垂直。其后絮，用脫脂棉沾睡丙酮擦拭干凈滴?？?.3共酬粘鋼專用膠使悟用前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)椒場質(zhì)量檢驗，謹(jǐn)合格后方能使墻用，按產(chǎn)品使崖用說明書規(guī)定毫配制。注意攪填拌時應(yīng)避免雨桂水進(jìn)入容器，長按同一方向進(jìn)矛行攪拌，容器門內(nèi)不得有油垢筆。瓣3.4沉漠粘結(jié)劑配制好魄后，用抹刀同皂時涂抹在已處奇理好的混凝土候表面和鋼板面護(hù)上，厚血度衫1掏～羞3m民m停，為防止流淌銅，可加一層脫拐臘玻璃絲布。誤粘好鋼板后，殃用手錘延粘貼餅面輕輕敲擊鋼吵板，如無空洞自聲，表示已粘催貼密實，否則帝應(yīng)剝下鋼板，幸補膠，重新粘棟貼。慎3.5押蕉鋼板粘貼好后瓦立即用夾具夾蒼緊肝,眼或用支撐固定價，并適當(dāng)加壓啊，以使膠液剛釣從鋼板邊縫擠厚出為度。睛3.6您鹽夾具或支撐拆誦除時間及加固饑構(gòu)件的受力使富用時間應(yīng)嚴(yán)格軌按專用粘鋼膠變產(chǎn)品使用說明灶書規(guī)定控制。倒3.7骨把加固鋼板外露打部位，應(yīng)及時健采取防銹措施厭。村3.8始炮粘結(jié)劑施工必居須遵守以下安椅全規(guī)園定春:丹(1裙)妙配置粘結(jié)劑的截原料應(yīng)密封貯鋸存，遠(yuǎn)離火源虛，避免陽光直解接照射。森（攔2華）配置和使用掘場所，必須保哪持通風(fēng)良好。敏（里3葵）操作人員應(yīng)只穿工作服，配援防護(hù)口罩和手存套。尾（褲4榆）工作場所應(yīng)衫配備各種必要齊的滅火器以備明救護(hù)。絮3.9腎括粘貼作業(yè)結(jié)束斷，拆除臨時固柿定設(shè)備后，應(yīng)墊用小錘輕輕敲朋擊粘結(jié)鋼板，諒從音響判斷粘猜結(jié)效果或用超助聲波探測粘結(jié)字密實度；如錨蝴固區(qū)粘結(jié)面積型少鬼于鳳90映%雅，非錨固區(qū)粘前結(jié)面積少嗚于戴70灣%叨，則此粘結(jié)件能無效，應(yīng)剝下往重新粘結(jié)。惱4面伸縮縫施工工些藝流程：臟4.測1框本工程橋面伸蓬縮縫使尤用筋D聽60危異型鋼伸縮縫啦。為4.腔2兼施工前核對伸肝縮縫寬度，及電水泥鋪裝預(yù)留驅(qū)寬度是否符合濟(jì)要求，并作好準(zhǔn)底層鋪設(shè)處的玻標(biāo)記，以便切信割混凝土面層攻時保證伸縮縫彈鋪裝寬度。咳4.來3抵根據(jù)標(biāo)記