如何运用碳纤维进行桥梁加固补强

1、如何运用碳纤维进行桥梁加固补强1.前言中国桥梁工程的进展已具有相当规模，大路交通量不断增强，行车密度及车辆载重越来越大，大路桥梁负荷日趋加重。有一部分大路桥梁是中国2O世纪8O年月以前修建的，因其设计荷载标准偏低，普遍存在承载力不足的问题。而2O世纪8O年月以后修建的，其中已有不少桥梁裸露出缺陷，更有一些在远没有达到设计寿命时消失耐久性能严峻退化的现象，影响其承载能力和使用寿命。因此，采用适当的加固和改造技术措施，恢复和提高桥梁的承载能力及通行能力，延伸桥梁的使用寿命，以适应现代化交通运送的需要变得非常迫切。2.碳纤维材料特性碳纤维增加塑料是碳纤维材料通过一定的制作工艺与特定的树脂材料复合而制

2、成的，其力学特点是应力应变量彻低线弹性，不存在屈服点或塑性区。碳纤维材料具有优异的物理力学性能。加固混凝土构件所用的碳纤维布，是由碳纤维长丝经编织而制成的松软片材。碳纤维布在编织时，将大量的碳纤维长丝沿一个主方向匀称平铺，用极少的非主方向碳纤维丝将主方向碳纤维丝编织衔接在一起，形成很薄的以主纤维方向受力的碳纤维布。碳纤维布的抗拉强度标准值应大于3000Mpa，弹性模量大于2.1l05MPa.综合材料的物理、力学特性分析，要想最大限度地发挥材料自身的优势，适合将C（RP材料作为桥梁结构的受拉或预应力受弯构件，特殊适用于纯受拉构件，工程实践也证实了这一点。目前，用于桥梁加固的碳纤维材料主要是承受拉

3、应力，约束裂缝的开展。3.碳纤维加固补强的施工工艺3.1按照设计决定粘贴碳纤维的范围举行基底处理a）将砼构件表面的残破、破损及碳化层部分清除整洁，达到结构密实部位。检查外露钢筋是否有锈蚀，并举行须要的处理。对经过剔凿、清理和露筋的构件残破部分举行修补复原；b）裂缝修补。缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂举行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝；c）将构件表面凸出部分（模板的段差等）打磨平整，修复后的段差尽量平顺。用磨光机把棱角磨成半径大于30mm的圆角；d）清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。3.2底层涂刷（底层涂料具有较强的渗透性，可渗入砼表面内）a）把底层涂料的主剂和固化剂

4、按规定比例称量精确后放人容器内，用搅拌器拌匀称，一次调和量应在可使用时光内用尽为准；b）用滚筒刷匀称的涂刷底层涂料；C）底层涂料固化后，表面有凸起部分时要用砂纸磨光；d）留意在气温小于5C，相对湿度大于85，砼表面含水率在8以上，有结露可能而无牢靠保证措施时，均不得施工。3.3环氧腻子对构件表面残破的修补a）构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平，修复至表面平整；b）内角（段差、起拱等）要用环氧腻子填补使之平顺。3.4贴碳纤维片a）为了防止碳纤维受损，在碳纤维片运送、储存、裁切和粘贴过程中，严禁受弯折。贴片前应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断纤维片，每段长度一般不超过6rn；。b）碳纤维接头务必搭接1

5、0cm以上，横向不需搭接；c）按规定比例掺配树脂主剂和固化剂，用滚筒刷匀称地涂刷黏结树脂，称为下涂；d）贴片时，在碳纤维片和树脂之间尽量不要有空气，可用罗拉沿着纤维方向在碳纤维片上对此滚压，使树脂渗入碳纤维中。3.5养护粘贴碳纤维片后，需自然养护24h达到初期固化，并保证固化期间不受干扰。3.6涂装按照需要可在树脂固化后加固补强构件表面，涂刷耐火涂层和颜色。4.碳纤维（片材）加固处理要点在举行结构加固处理前，先对梁板实行有效地卸载和支顶措施，然后按以下施工工序举行加固施工。（1）破损面混凝土表面处理：清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层。（2）按设计要求对破

6、损面钢筋处理后用M45的环氧树脂砂浆举行灌缝或封闭处理，并保证钢筋庇护层厚度不小于15mm.利用打磨机将其表面打磨平整，并用钢刷将其表面的粉尘、油污等不洁物清除整洁，使构件加固表面平整、干燥无粉尘。另外，如碳纤维需沿基纤维方向绕构件转角处粘贴时，转角粘贴处要举行倒角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm.（3）涂刷底层树脂：用专用滚筒刷将底层树脂匀称涂抹于混凝土表面，待树脂表面指触干燥时即举行下一道工序施工。（4）找平处理：表面凹陷部位用找平材料填补平整，且不应有菱角。（5）粘贴碳纤维片材：将配制好的浸渍树脂匀称涂抹于所要粘贴的部位，并用橡胶滚筒沿纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充

7、分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布。多层粘贴重复上述步骤，待纤维表面接触干燥时即可举行下一层的粘贴。如超过60min，则应等12h后，再行涂刷粘结剂粘贴下一层。（6）在最后一层的碳纤维布的表面匀称涂抹浸渍树脂。（7）须要时举行表面防护及外观处理。5.留意事项（1）碳纤维片材抉择留意事项碳纤维片材的编织匀称性，将直接影响加固质量。碳纤维束惟独分布罗列匀称，加工成复合材料后才干起到整体匀称受力的作用，若材质的匀称性不好，则构件受力后到之纤维片拒不受力不均，使碳纤维补强的效果不能充分发挥出来。因此，抉择匀称性较好的碳纤维片材，是加固质量的关键。（2）碳纤维（片材）粘贴留意事项在表面处理和粘贴碳纤

8、维片材前，应按加固设计部位放线定位。按设计要求的尺寸裁剪碳纤维片材，裁剪后的织物宽度不宜小于150mm且不应小于100mm.将碳纤维片材表面擦拭整洁至无粉尘。如需粘贴两层时，对底层碳纤维片材两面均应擦拭整洁。擦拭整洁的碳纤维片材应立刻涂刷粘结树脂，胶层应呈凸起状，平均厚度不小于2mm.将涂有粘结树脂的碳纤维片材用手轻压贴于需粘贴的位置。用橡胶滚筒顺纤维片材方向匀称安稳压实，使树脂从两边溢出，保证密实无空洞。当平行粘贴碳纤维时，两片之间孔隙应不小于5mm.需粘贴两层碳纤维片材时，可继续粘贴。如不能继续粘贴，则再开头前应对底层碳纤维片材重新做好清洁工作。施工宜在5以上环境温度条件下举行，并应符合配

9、套树脂的施工使用温度。当环境温度低于5时，应使用适用于低温的配套树脂或采用升温处理措施。施工时应考虑环境湿度对树脂固化的不利影响，其粘贴部位混凝土的含水率不应大于4。树脂配制时应按产品使用说明规定的配比称量置于容器中，用搅拌器匀称搅拌至色泽匀称。搅拌用容器内不得有油污及杂质。宜按照现场实际温度确定树脂的每次拌合量，并严格控制使用时光。为了保证粘贴的质量，不同时节、不同温度条件下，应使用不同型号的粘贴树脂，这样才干对树脂施工的可操作时光和固化时光举行有效控制。6.对碳纤维加固补强技术的展望碳纤维用于砼结构的修复补强虽然时光不长，但进展很快，其主要缘由在于碳纤维片加固存在较多优点：a）施工简便快速，无需模板、夹具、支撑等；b）不增强结构分量，碳纤维片分量200g/m.300g/m，设计厚度0.1l1mm0.167mm，加上环氧树脂的分量也很轻，对结构自重影响可忽视不