浙江桥梁碳纤维加固施工方案

浙江桥梁碳纤维加固施工方案（本文由鼎峰加固整理）一、引言碳纤维增强聚合合物（CFRP）复合材料料具有强度高高、变形小、弹弹性模量适中中、耐腐蚀性性和耐久性强强、质轻、抗抗疲劳性优异异、使用基本本不增加结构构截面、施工工简便、施工工工期短、质质量易保证、经经济效益高、且且能保证碳纤纤维与原结构构共同作用。近近年来在土木木工程领域中中的研究与应应用得到了迅迅速发展。二二十年代开始始已大量运用用于建筑结构构的加固和补补强、抗震加加固等。二、加固工程概概况湖州市某大桥主主桥为61m预应力混凝凝土下承式桁桁架拱，引桥桥为165m梁板结构，桥桥面净宽17.55m，于1992年建成通车车（大桥立面面图）。随着着当地经济的的发展和乡村村的变迁，交交通流量急剧剧增加，该桥桥预应力混凝凝土下承式桁桁架拱桥梁和和横梁大部分分出现裂缝，桥桥面现浇混凝凝土造板破损损严重，引桥桥板梁已出现现了大量的破破裂和孔洞。由由于该桥处于于江南潮湿地地区，大桥构构件的大量裂裂缝长期受潮潮湿空气的侵侵蚀，对桥梁梁结构的承载能力力，使用寿命命和桥梁的安安全将会产生生严重的后果果。为了确保保桥梁的安全全使用及桥下下港道的运输输通畅，课题题组对该桥现现状评估、极极限荷载确定定试验与研究究的基础上进进行了改建或或加固方案的的比选：（1）拆除重建建。但该桥位位于公路和港港道运输的交交通要道，附附近又是工业业区和公安要要区，陆岸交交通流量大，拆拆除重建工期期较长，工程程费用过大且且造成一定程程度上无法避避免的浪费。（2）采用新型型的碳纤维复复合材料进行行补强加固。主主要利用它极极强的抗拉强强度（是普通通=2\*ROMANII级钢筋抗抗拉强度的10倍以上），其其弹性模量也也与钢材相当当。其自重轻轻，对原结构构的厚度增加加很小，加固固的后的表面面可进行各种种装饰喷涂。施施工时不需要要特殊及大型型机械设备，不不需中断水陆陆交通。不需需大的施工空空间，施工周周期短。经过过以上各方案案的比选，最最终选用碳纤纤维材料进行行加固，具体体加固措施：：2.1上弦杆：：两侧凹槽用用C50锚喷砼（含Φ6钢筋网片）填填平，在两侧侧及上缘粘贴贴一层A3钢板（厚8mm），吊点部部位上缘加强强一层，拱脚脚部位底缘加加强一层。2.2下弦杆：：在底缘纵向向粘贴一层（宽80mm三条）YTD-CFS-120型碳纤维板材＋一层YTD-CF-30型碳纤维布，端部U形粘贴一层YTD-CF-30型碳纤维布锚固。2.3竖杆、斜斜杆：对整个个杆件环向粘粘贴一层YTD-CCF-30型碳纤维布布。2.4横梁：对对裂缝宽度＜＜0.15mmm的，先封闭闭裂缝，再在在底缘纵向粘粘贴一层（宽宽80mm二条）YTD-CCFS-1220型碳纤维板板材＋一层YTD-CCF-30型碳纤维布布，然后在横横梁两侧U型粘贴抗剪剪碳纤维布，横横梁顶部植筋筋与桥面板钢钢筋连接。对对裂缝宽度≥0.15mmm的或砼严重重破损，断裂裂的构件，原原构件凿除，按按部分预应力力A类构件设计计重新浇筑。2.5主桥桥面面板及桥面铺铺装：全部凿凿除重新浇筑筑，桥面板10cm厚C50砼，桥面铺铺装6cm厚C40钢纤维砼（钢钢纤维掺量不不少于砼体积积率1.5%）。2.6引桥板梁梁：对于主桥桥相邻的两跨跨引桥14块13m板梁，考虑虑这些板梁在在汽车荷载的的跳车冲击下下损害严重，拟拟换除旧板，采采用13m先张法板梁梁，梁高55cm，通过原盖盖梁顶垫高调调整新板与旧旧板之间的高高差；对引桥桥其它42块13m板梁，先对对板底进行裂裂缝封闭处理理，然后在每每块板底缘粘粘贴一层YTD-CCF-30型碳纤维布布。2.7引桥桥面面铺装重新浇浇筑10～13.5ccm（由铺装调调整桥面横坡坡）。2.8伸缩缝：：全桥设置D60异型钢伸伸缩缝四道，共28m；引桥墩顶桥面均做桥面连续。2.9限高设施施；根据《公公路工程技术术标准》（JTGB001-20003）第8.5.3条人行通道道净空要求〔3〕，在桥梁两两端设置钢筋筋砼限高设施施：B×H=44.0m×22.2m，并设置相相应警示标志志牌。2.10对栏杆杆破损部分及及新换板梁处处栏杆按原栏栏杆恢复。三、主要分项工工程的施工顺顺序、施工方方法1.混凝土结构构裂缝封闭及及裂缝灌胶施施工工艺流程程：1.1对宽度度≤0.2mm的裂缝,用角磨机切切割片在裂缝缝处开“V”型槽，用专专用裂缝灌注注胶在其表面面进行反复涂涂抹，使胶料料渗进裂缝内内，达到对裂裂缝的封闭弥弥补。1.2对宽度度＞0.2mm的裂缝,应采用恒压压灌注法对裂裂缝进行灌注注，以达到对对裂缝的封闭闭弥补，灌注注工艺及步骤骤如下：（1）用裂缝放放大镜正确观观察裂缝宽度度；（2）基层处理理：清除裂缝缝表面的灰尘尘、油污；（3）确定注入入口：一般按按30～40cm距离设置一一个“V”型注入口，注注入口位置尽尽量设置在裂裂缝较宽、开开口较畅的部部位；（4）封闭裂缝缝：除预留注注入口之外，采采用封口胶封封住裂缝，留留出注入口；；（5）安设塑料料底座：用专专用快干胶将将底座粘于注注入口上；（6）安设灌浆浆器：将配备备好的专用灌灌注胶注入软软管中，把装装有胶料的灌灌浆器旋紧于于底座上；（7）灌浆：松松开灌浆器弹弹簧，确认注注入状态，如如胶料不足可可补充再继续续注入；（8）注入完毕毕：待注入速速度降低确认认不再进胶后后，可拆除灌灌浆器，用堵堵头将底座堵堵死；（9）灌注胶固固化后拆除底底座及堵头，清清理表面封缝缝胶。2碳纤维布加固固混凝土结构构施工工艺流流程：2.1混凝土土结构表面处处理(1)用钢丝轮轮角磨机清除除混凝土表面面的劣化层（剥剥离蜂窝、浮浮浆、由于腐腐蚀或风化产产生的水泥翻翻沫、脱模胶胶层、松散的的混凝土碎屑屑、沥青等），并并用吹风机吹吹净，露出干干净、结构坚坚实的表面；；（2）对于混凝凝土胀裂、松松散、钢筋锈锈蚀的现象，先先凿除松散部部分，对锈蚀蚀钢筋进行手手工除锈，然然后采用环氧氧树脂作防腐腐处理，并用用环氧胶泥作作为整平材料料填补平整。在在填补环氧胶胶泥前，先在在破伤口处涂涂刷一遍环氧氧胶作为粘合合剂，以确保保新老混凝土土粘合良好；；（3）对结构表表面蜂窝、麻麻面等缺陷部部位，用环氧氧胶泥或碳纤纤维胶整平材材料填补修复复平整或圆滑滑顺畅过渡，以以确保构件表表面平整美观观；（4）对基面尖尖锐凸起的部部位（混凝土土构件交接部部位，模板段段差等）或凸凸起的转角部部位用角磨机机进行倒角处处理，打磨成成弧状（R=2cm）；2.2涂上底底胶(1)根据标准准用量，算出出所涂布面积积的底胶用量量，视现场气气温等实际情情况，确保在在适用期内一一次用完，按按底胶规定的的比例把底胶胶主剂和固化化剂置于配胶胶容器中，用用电动搅拌器器搅拌均匀并并应注意：a、已配好的底底胶超过适用用期后严禁使使用；b、在底胶中严严禁添加任何何溶剂，含有有溶剂的毛刷刷或被溶剂湿湿了的容器、滚滚筒等工具在在未干燥之前前不得使用；；（2）用滚筒刷刷或毛刷均匀匀、无遗漏地地将底胶涂在在需加固补强强的混凝土表表面，底胶涂涂刷面边界应应不小于所粘粘贴的碳纤维维布大小。应应注意：施工工部位的温度度应不低于5℃或高于40℃，相对湿度度应不小于70%，如遇雨天天、混凝土表表面结雾或有有水份，应用用电吹风将潮潮湿部位表面面处理至干燥燥后方可施工工；（3）等底胶凝凝胶至指触干干燥（视施工工现场气温情情况，一般需需1小时左右）后后，如发现表表面有突起毛毛刺或胶瘤，应应用砂布打磨磨圆顺，注意意不能将底胶胶层打磨穿，如如有打磨穿的的局部应重上上底胶；2.3修整找找平(1)底胶指触触干燥后，若若发现粘贴表表面上有缺损损、坑洼、凹凹陷拐角、模模板接头处出出现的高差等等情况，应用用找平胶进行行多次刮填修修补平整；（2）等整平材材料固化至指指触干燥（视视施工现场气气温情况，一一般需1小时左右）后后，如发现整整平部位表面面有突起毛刺刺，应用砂布布打磨光顺。2.4粘贴碳碳纤维布(1)按设计要要求的尺寸裁裁减碳纤维布布应注意：a、碳纤维布的的裁剪数量应应保证能在当当天用完；b、碳纤维布一一定要做好防防潮处理，避避免影响质量量；c、碳纤维布在在运输、存储储、裁剪和粘粘贴过程中应应避免受到弯弯折，每天施施工所用的裁裁剪好的碳纤纤维布应妥善善保存；d、碳纤维布为为导电材料，使使用碳纤维布布时应尽量远远离电气设备备及电源；（2）根据粘结结胶的标准用用量，计算出出所涂布面积积的需用量，视视现场气温等等实际情况，确确保在适用期期内一次用完完，按粘结胶胶使用说明规规定的比例把把粘结胶主剂剂跟固化剂置置于配胶容器器中，用电动动搅拌器搅拌拌均匀；（3）用滚刷或或毛刷均匀、无无遗漏地将粘粘结胶涂在选选定的混凝土土表面，粘结结胶涂布表面面应不小于所所粘贴的碳纤纤维布的大小小。应注意：：在模板接头头处出现的高高差位置和拐拐角以及碳纤纤维布搭接部部位应多涂一一些；（4）地已涂好好粘结胶的混混凝土表面铺铺覆碳纤维布布，碳纤维布布的铺覆方向向符合设计要要求，接头搭搭接应在纤维维方向进行，并并且搭接宽度度应不小于10cm；（5）用专用胶胶辊和刮板在在碳纤维布上上沿纤维方向向施加压力并并向一个方向向或从中间向向两个方向滚滚动碾压，但但不允许来回回反复滚动，使使树脂胶液充充分浸渍碳纤纤维布，形成成复合材料，消消除气泡和除除去多余树脂脂，使碳纤维维布和底层充充分粘接。严严禁交叉垂直直于碳纤维布布方向滚动碾碾压施工，以以免出现折丝丝滑丝现象；；（6）二层粘贴贴，应重复上上述步骤，在在纤维表面粘粘结胶固化至至指触干燥后后方可进行下下一层碳纤维维布的铺覆；；（7）自然养护护应遵循下述述要求：a、每处施工完完成后，自然然养护24小时内应确确保不受外力力硬性冲击等等干扰；b、每道工序过过程中及完工工后，均应采采取适当措施施保证不受污污染或雨水侵侵袭；c、施工过程中中平均气温一一般都高于5℃，自然养护护至达到设计计要求需要3～5天左右。（8）、对粘贴贴施工完成后后的复合材料料层，经自然然养护至粘结结胶完全固化化后，对碳纤纤维布粘贴面面仔细检查，如如果碳纤维布布粘贴层有空空鼓或气泡，可可以用刀片将将碳纤维布划划开（注意不不要划的太大大），然后采采用注射器针针管将调制好好的粘结胶注注入空鼓或气气泡内填充至至密实。应保保证密实粘贴贴面积达到100%；（9）碳纤维布布粘贴的质量量标准：a、粘结胶浸润润碳纤维束良良好；b、碳纤维布粘粘贴密实与混混凝土结合面面达到100%以上；c、碳纤维布方方向不发生弯弯曲；顺纤维维方向搭接长长度不小于10cm，各层之间间的搭接部位位不得位于同同一条线上，必必须错开至少少50cm；d、碳纤维布规规格、贴片位位置、长度、宽宽度、纤维方方向、层数符符合设计规定定；涂刷表面防护胶胶：在粘贴碳碳纤维并形成成复合材料凝凝胶固化后，在在复合层表面面采用毛刷和和刮板均匀涂涂刷表面防护护胶，形成防防护层。3混凝土结构粘粘钢施工工艺艺流程：3.1混凝土土构件表面，应应按下列方法法进行处理：：（1）对原混凝凝土构件的粘粘合面，可用用硬毛刷沾高高效洗涤剂，刷刷除表面油垢垢物后用水冲冲洗，再对粘粘合面进行打打磨，除去2～3mm厚表层，直直至完全露出出新面，并清清除表面粉粒粒。如混凝土土表面不是很很脏很旧，则则可直接对粘粘合面进行打打磨处理，去去掉1～2mm厚表层，用用有压水冲洗洗干净，待完完全干燥后用用脱脂棉沾丙丙酮擦拭表面面即可。（2）对于新混混凝土粘合面面，先用钢丝丝刷将表面松松散浮渣刷去去，再用硬毛毛刷沾高效洗洗涤剂洗刷表表面，或用有有压水冲洗，待待完全干后即即可涂粘结剂剂。（3）对于龄期期在3个月以内或或湿度较大的的混凝土构件件，尚须进行行人工干燥处处理。3.2钢板粘粘接面，须进进行除锈和粗粗糙处理；如如钢板未生锈锈或轻微锈蚀蚀，可用喷砂砂、砂布或平平砂轮打磨，直直至出现金属属光泽；打磨磨粗糙越大越越好，打磨纹纹路应与钢板板受力方向垂垂直。其后，用用脱脂棉沾丙丙酮擦拭干净净。3.3粘钢专专用胶使用前前应进行现场场质量检验，合合格后方能使使用，按产品品使用说明书书规定配制。注注意搅拌时应应避免雨水进进入容器，按按同一方向进进行搅拌，容容器内不得有有油垢。3.4粘结剂剂配制好后，用用抹刀同时涂涂抹在已处理理好的混凝土土表面和钢板板面上，厚度度1～3mm，为防止流流淌，可加一一层脱腊玻璃璃丝布。粘好好钢板后，用用手锤延粘贴贴面轻轻敲击击钢板，如无无空洞声，表表示已粘贴密密实，否则应应剥下钢板，补补胶，重新粘粘贴。3.5钢板粘粘贴好后立即即用夹具夹紧紧,或用支撑固固定，并适当当加压，以使使胶液刚从钢钢板边缝挤出出为度。3.6夹具或或支撑拆除时时间及加固构构件的受力使使用时间应严严格按专用粘粘钢胶产品使使用说明书规规定控制。3.7加固钢钢板外露部位位，应及时采采取防锈措施施。3.8粘结剂剂施工必须遵遵守以下安全全规定:(1)配置粘结结剂的原料应应密封贮存，远远离火源，避避免阳光直接接照射。（2）配置和使使用场所，必必须保持通风风良好。（3）操作人员员应穿工作服服，配防护口口罩和手套。（4）工作场所所应配备各种种必要的灭火火器以备救护护。3.9粘贴作作业结束，拆拆除临时固定定设备后，应应用小锤轻轻轻敲击粘结钢钢板，从音响响判断粘结效效果或用超声声波探测粘结结密实度；如如锚固区粘结结面积少于90%，非锚固区区粘结面积少少于70%，则此粘结结件无效，应应剥下重新粘粘结。4伸缩缝施工工工艺流程：4.1本工程桥桥面伸缩缝使使用D60异型钢伸伸缩缝。4.2施工前核核对伸缩缝宽宽度，及水泥泥铺装预留宽宽度是否符合合要求，并作作好底层铺设设处的标记，以以便切割混凝凝土面层时保保证伸缩