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        關(guān)于橋梁碳纖維加固技術(shù)分析

        來(lái)源:m.innovatekmobile.com         發(fā)布時(shí)間:2020-12-20 返回列表
        2020年12月20日,在加固維修舊橋方面,我國(guó)已經(jīng)積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn),其方法主要有加大截面加固、預(yù)應(yīng)力加固以及噴射混凝土加固等方法,碳纖維加固技術(shù)是一種全新的橋梁加固維修技術(shù),比之于傳統(tǒng)的加固方法具有著非常大的優(yōu)勢(shì)。本文我們主要談?wù)剺蛄禾祭w維加固技術(shù),建筑加固重要性,各位有興趣的朋友們一起來(lái)學(xué)習(xí)了解一下吧。
        1、 碳纖維加固橋梁的優(yōu)點(diǎn)
        作為一種被研發(fā)的新型加固材料,碳纖維的形成過(guò)程是高溫碳化聚丙烯之后的結(jié)果。在補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)方面,自身的性質(zhì)使碳纖維的
        補(bǔ)果非常顯著。按照不同的形狀可將碳纖維分為:短纖維、片材以及棒材三類(lèi);在力學(xué)性能上的劃分又可以將碳纖維分為:中等彈模
        量纖維、高彈性模量纖維以及高強(qiáng)度纖維等。碳纖維對(duì)橋梁的補(bǔ)強(qiáng)原理是,在混凝土上,通過(guò)使用高強(qiáng)度的粘合劑,將碳纖維棒材和碳纖
        維布粘到上面,最終使補(bǔ)強(qiáng)的目的通過(guò)它們共同作用的手段實(shí)現(xiàn)。高彈性模量和高強(qiáng)度是碳纖維材料所具備的特點(diǎn),因此其他的加固材料
        無(wú)法具有碳纖維對(duì)橋梁進(jìn)行加固時(shí)的一些優(yōu)點(diǎn)。首先是碳纖維的高效高強(qiáng)特點(diǎn)。物理學(xué)中高彈性模量和高強(qiáng)度的優(yōu)異性能,使橋梁構(gòu)件的
        承載力在通過(guò)碳纖維材料進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí),得到了充分的提高,進(jìn)而使橋梁得到了充分的加固。其次,由于與酸堿鹽等物質(zhì)不易發(fā)生化學(xué)
        反應(yīng),碳纖維材料具有的耐腐蝕性。碳纖維材料所獨(dú)具的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)就是極其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),持久性和耐腐蝕性是經(jīng)過(guò)碳纖維材料
        加固補(bǔ)強(qiáng)后建筑物新具有的特點(diǎn)。再次,構(gòu)件的體積和自重不會(huì)因?yàn)樘祭w維材料的加固補(bǔ)強(qiáng)而增加。建筑物的質(zhì)量在經(jīng)過(guò)質(zhì)量很輕的碳纖
        維加固后不會(huì)有明顯增加,自身的承載力也不會(huì)被減弱,同時(shí)建筑物的使用空間也不會(huì)受到影響。同時(shí),碳纖維材料對(duì)橋梁的加固補(bǔ)強(qiáng)施
        工更為便利。由于質(zhì)量較輕的特點(diǎn),碳纖維材料的施工過(guò)程完全不需要大型機(jī)械,具有較高的工作效率、較小的占用空間及簡(jiǎn)單方便的操
        作程序。最后,碳纖維材料具有極好的耐寒耐熱性,在-55℃~84℃之間復(fù)合材料不會(huì)降低其強(qiáng)度,混凝土補(bǔ)強(qiáng)試件經(jīng)歷51℃~-19℃,經(jīng)
        過(guò)3小時(shí)內(nèi)循環(huán)浸漬10次,不會(huì)降低其抗彎曲強(qiáng)度;耐酸、耐堿性,3個(gè)月浸漬在10%硫酸液或300個(gè)小時(shí)浸泡在41℃的氫氧化鈣飽和鹽
        水中,其強(qiáng)度均不會(huì)降低;極強(qiáng)的耐水性,搭接強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度即使在72℃的水中浸漬30天仍不會(huì)降低。
        2、 碳纖維加固橋梁的技術(shù)要點(diǎn)
        首先需要明確碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)橋梁時(shí)的應(yīng)用范圍。具體體現(xiàn)在:橋梁受壓構(gòu)件的加強(qiáng)、截面承剪的加強(qiáng)、加強(qiáng)斜截面承載力、補(bǔ)強(qiáng)剪
        力構(gòu)件正截面承載力以及橋梁承受彎矩承載力的補(bǔ)強(qiáng)等。進(jìn)行加固施工時(shí)的技術(shù)要點(diǎn)有一下幾點(diǎn):第一要充分做好施工前的準(zhǔn)備工作,對(duì)
        建筑物的計(jì)算分析研究要在加固開(kāi)始前進(jìn)行,比如相應(yīng)設(shè)備的配備、構(gòu)件特點(diǎn)以及加固層數(shù)等,以保證順利進(jìn)行加固工作;第二,為使加
        固效果得到保證,相關(guān)的處理對(duì)于加固部位而言是必要的。比如打磨消光混凝土部位;當(dāng)施工環(huán)境較為潮濕時(shí),應(yīng)將加固部位表面的灰塵
        予以去除,處理過(guò)程以干燥為宜;第三,為了更加有效密切粘合混凝土構(gòu)件和碳纖維布,對(duì)底層刷涂樹(shù)脂的工作應(yīng)在碳纖維布粘貼時(shí)同步
        進(jìn)行。應(yīng)均勻刷涂樹(shù)脂,粘結(jié)強(qiáng)度適中,使加固構(gòu)件能夠受到其共同作用;第四,施工時(shí)應(yīng)選用專(zhuān)門(mén)的粘貼工具進(jìn)行碳纖維布的粘貼操
        作,由于粘貼效果會(huì)受到粘貼過(guò)程中出現(xiàn)的氣泡影響,為將其中的氣泡擠出,可平順粘貼碳纖維布或是抹平時(shí)用侵潤(rùn)過(guò)的樹(shù)脂,當(dāng)碳纖維
        布需要多層粘貼時(shí),上述操作多次重復(fù)之后,將聚醋薄膜覆蓋其上;第五,適當(dāng)?shù)奶幚砉ぷ髟谔祭w維布粘貼完成后進(jìn)行是必要的,當(dāng)樹(shù)脂
        凝固后,可將防曬漆或是防火漆涂刷在碳纖維布的表面,使黏合的持久性增加,避免樹(shù)脂老化脫落。

        2.1 碳纖維片材加固橋梁的方法
        通過(guò)碳纖維片材的粘貼加固橋梁時(shí),首先需要再需要加固的混凝土表面上涂刷較薄的底層涂料,這樣可以使膠接性能及混凝土表面強(qiáng)
        度同時(shí)得到提高和強(qiáng)化,從而使碳纖維片與混凝土之間的粘結(jié)性得到提高。找平工作應(yīng)在底層涂料干燥后用找平材料進(jìn)行,良好的觸變性
        能和施工性能是找平材料的特點(diǎn),只有緊密接觸的混凝土表面與碳纖維材料,才能使補(bǔ)果達(dá)到預(yù)期。在處理后的混凝土表面粘貼碳纖
        維材料時(shí),粘合劑應(yīng)選用環(huán)氧樹(shù)脂,這樣可在一定范圍內(nèi)控制其粘度。之后沿順纖維方向使用專(zhuān)用滾筒進(jìn)行多次滾壓,使碳纖維布被浸漬
        樹(shù)脂完全浸透,氣泡被擠除,注意碳纖維布在被滾壓時(shí)不得造成損傷。對(duì)粘貼質(zhì)量的檢查方法,可以通過(guò)對(duì)碳纖維片材表面進(jìn)行手壓,或
        是用小錘輕輕敲擊等。彎折碳纖維片材的現(xiàn)象在施工時(shí)應(yīng)盡量避免。
        2.2 碳纖維棒材加固橋梁的方法
        由于自身所具備的特性,碳纖維棒材在加固橋梁時(shí)的作用主要體現(xiàn)為:補(bǔ)強(qiáng)正截面承載力時(shí),比較適宜的采用方式是植筋方法,先適
        當(dāng)處理抗彎能力無(wú)法滿(mǎn)足需求的正截面,之后進(jìn)行加固;補(bǔ)強(qiáng)截面承剪和斜截面抗彎時(shí),同樣采用植筋方式進(jìn)行,在梁體內(nèi)和梁的側(cè)表面
        應(yīng)力跡線(xiàn)一致處,鑿出溝槽,將碳纖維棒材放入其中,封閉材料為環(huán)氧樹(shù)脂混凝土。
        3、 碳纖維加固設(shè)計(jì)的方法和原理
        目前在碳纖維加固設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算方法,是按照一定的標(biāo)準(zhǔn)將碳纖維布近似換算成一定用量的鋼筋,然后理論分析的方式以傳統(tǒng)鋼筋混
        凝土受力分析模型為基礎(chǔ)進(jìn)行。在設(shè)計(jì)中對(duì)鋼筋混凝土有如下的假設(shè):第一是忽略不計(jì)受拉區(qū)混凝土的作用;第二在粱受彎時(shí),碳纖維、
        鋼筋及混凝土應(yīng)變符合平截面假定,即平面變形假設(shè)的條件應(yīng)被碳纖維加固混凝土受彎構(gòu)件截面的應(yīng)變所滿(mǎn)足,相同位置處混凝土與碳纖
        維和鋼筋的應(yīng)變相同;若完全理想粘結(jié)加固所用布,即表示滑移現(xiàn)象沒(méi)有出現(xiàn)在碳纖維布與混凝土之間。在計(jì)算時(shí)需要注意的是:40%的
        幅度應(yīng)為抗彎承載力在加固后的提高上限,且應(yīng)對(duì)構(gòu)件的受剪承載力進(jìn)行驗(yàn)算,以避免受彎破壞未發(fā)生時(shí)先出現(xiàn)受剪破壞的情況。
        4、 結(jié)束語(yǔ)
        比之于其他的橋梁加固技術(shù),碳纖維材料加固橋梁技術(shù)具有不會(huì)對(duì)原結(jié)構(gòu)造成新的損傷、結(jié)構(gòu)自重幾乎不會(huì)增加、耐腐蝕性強(qiáng)、較好
        的適應(yīng)性以及便于施工等諸多優(yōu)點(diǎn),由于我國(guó)內(nèi)地的地震高發(fā)區(qū)較多,作為防震措施的一種,使抗震性能通過(guò)碳纖維材料在震前得到加
        固,以及通過(guò)粘貼碳纖維片材在震后進(jìn)行加固均可以大力發(fā)展。由于耐疲勞、松弛度較低、較高的強(qiáng)度重量比以及較好的耐腐蝕性是碳纖
        維棒材和絞線(xiàn)的特性,如果碳纖維材料錨固難的問(wèn)題得到進(jìn)一步的解決,包括碳纖維材料纜索在索夾處抗折和在鞍槽里抗滑的問(wèn)題同樣得
        以解決,在碳纖維加固橋梁技術(shù)一定會(huì)更為廣泛地應(yīng)用到超大跨纜索橋梁上。總而言之,不斷發(fā)展和完善的碳纖維制造工藝和技術(shù),將在
        未來(lái)的加固橋梁技術(shù)中起到越來(lái)越重要的作用。

        聯(lián)系人:劉經(jīng)理                                                         

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