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        預應力碳纖維板在梁板防裂處理中的施工要點

        2021-12-06 00:24:48雒高創(chuàng)
        科學與生活 2021年24期

        雒高創(chuàng)

        摘要:隨著我國交通事業(yè)的快速發(fā)展,各級公路上的交通流量均在不斷增加,因此,對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的維護和補強加固引起了工程界的廣泛重視。本文以滬陜高速K1518+707洪慶立交2號主線橋左幅梁板加固為例,闡述了應用碳纖維材料對混凝土梁板進行結(jié)構(gòu)補強的施工工序、要求及施工要點,旨在為應用該技術提供借鑒參考。

        關鍵詞:碳纖維板;防裂處理;施工要點

        滬陜高速商州至界牌段修建于2008年,于2012年8月14日建成通車,是陜西省“米”字型公路的主骨架路段,隨著陜西經(jīng)濟的飛速發(fā)展,近年來交通量逐年大幅增加,使得橋梁長期處于超限服役和疲勞運營的不利狀態(tài)。據(jù)統(tǒng)計,洪慶立交2號主線橋左幅梁板底板出現(xiàn)縱向裂縫,影響橋梁安全性和耐久性。根據(jù)橋梁病害情況、荷載試驗及承載能力評定結(jié)果,采用張拉預應力碳纖維板來提高梁體抗彎承載能力,取得了良好的工程效果。

        一、工程概況

        洪慶立交2號主線橋左幅為1孔30m預應力混凝土簡支箱梁,共計箱梁8片。箱梁底板橫向裂縫33條,L總=18.3m;底板U型裂縫3條,L總=5.6m;底板縱向裂縫5條,L總=81.0m。

        考慮到長遠運營,對主梁進行抗彎和抗剪加固以提高其承載力。加固后橋梁上部結(jié)構(gòu)應能滿足現(xiàn)行規(guī)范公路-Ⅰ級荷載并且具有一定安全儲備。本次采用的加固方案為:在梁底設置預應力碳纖維板以增加梁的抗彎承載能力,提高梁的安全儲備。

        二、人員及材料保證

        2.1人員保證

        預應力碳纖維板施工作為本項目的施工重點和難點,工藝相對復雜。為保證工程順利進行,需安排有預應力碳纖維板施工經(jīng)驗的現(xiàn)場管理人員3人進場管理,同時抽調(diào)有豐富經(jīng)驗的施工隊進場施工,確保施工的安全和質(zhì)量。

        2.2材料保證

        本文所用的預應力碳纖維板及碳纖維板膠為橋梁加固專用材料,板寬?50mm,厚度4mm,長度26.26m。

        本次設計預應力碳纖維板張拉控制值為1350Mpa,張拉力270KN,伸長量215.3mm。為確保施工質(zhì)量,預應力碳纖維板張拉系統(tǒng)、錨具系統(tǒng)及碳纖維板膠應采用同一廠家配套的產(chǎn)品。

        三、預應力碳纖維板施工工藝

        預應力碳纖維板粘貼在進行裂縫封閉后施工,按照施工計劃,預應力碳纖維板施工順序由內(nèi)向外依次進行,梁底粘貼的三條預應力碳纖維板施工順序為先兩側(cè)、再中間,采用一端張拉。施工步驟如下:

        3.1主要施工步驟

        3.1.1施工放樣

        按照圖紙放樣,確定碳纖維板和兩端錨固具體位置。放樣可采用鋼尺定位,根據(jù)支座位置確定設計位置。碳板的張拉端、固定端一定要確保在同一直線上,防止碳板張拉時扭曲、開裂。

        3.1.2原梁表面處理

        ①首先對原梁裂縫進行灌縫或封閉處理。②將原結(jié)構(gòu)表面的松散混凝土及浮渣、污物等予以清除,將碳纖維板加固區(qū)域打磨平整。

        3.1.3鉆植膠錨螺栓

        ①施工放線采用鋼筋探測儀標定螺栓鉆孔位置,如遇到鋼筋需移位,應通知技術人員記錄編號,并調(diào)整安裝孔。②采用電錘鉆孔時應保證鉆孔中心線與混凝土梁面垂直,鉆孔中心位置偏差不超過3mm。③采用化學膠管或植筋膠植入螺栓時,應保證孔內(nèi)膠液飽滿且螺栓垂直于梁面。

        3.1.4安裝錨具導軌及張拉支架

        ①張拉端、固定端中心線應與碳板中心線平行或重疊,錨具兩端中心延長線按碳纖維板全長計算偏差不得超過±5mm。②錨具安裝的梁面,縱橫方向水平均應位于水平尺中央,兩端錨具底部結(jié)合面修磨時可以低于安裝梁面1~2mm。

        3.1.5預應力碳板檢查及糙化處理

        預應力碳板重點檢查碳纖維板直線度,其全長直線度偏差不得超過20mm;同時對碳纖維板材粘貼表面采用粗砂布進行糙化處理,然后使用無水乙醇擦拭干凈。

        3.1.6預應力碳板施加應力預張拉

        安裝預應力碳板并旋緊螺桿拉直碳纖維板,加壓張拉至設計張拉應力值的15%,檢查兩端錨具之間碳纖維板與梁表面是否有間隙,如碳纖維板與混凝土間有高凸接觸點或面,應泄壓拆卸打磨后再張拉。

        加壓張拉至設計張拉應力值的30%,再次檢查是否有障礙物影響,同時,檢查固定端與錨具接觸是否緊密,然后擰緊壓牢固定端所有螺栓。

        3.1.7配膠、涂抺結(jié)構(gòu)膠

        為了使膠粘劑能充分浸潤、滲透、粘附于碳纖維板材粘貼面,應先使用抹刀在碳纖維板材粘貼面刮抹少量膠粘劑,然后按照碳纖維板材寬度方向中間厚、邊緣薄的原則,用力刮抹數(shù)遍。

        3.1.8張拉預應力碳板

        ①碳纖維板刮抹膠液后,重新安裝千斤頂并調(diào)整處于水平位置,加壓張拉至設計張拉應力值的15%,刻錄錨具張拉移動起始線。②加壓張拉至設計張拉應力值的30%,檢查碳纖維板邊緣與梁表面之間是否有膠液擠壓溢出,如局部未出現(xiàn)膠液擠壓溢出現(xiàn)象,應泄壓補充膠液后再張拉;檢測錨具行程位移是否對應預張拉時的刻錄線。③分段加壓張拉至設計張拉應力值的50%、70%、90%、100%,檢測張拉端錨具行程位移是否滿足理論伸長量的要求,按規(guī)范要求張拉端錨具行程位移與理論伸長量誤差應不大于±6%。④當張拉應力值和張拉端錨具行程位移滿足要求后,可用錨具鎖固螺栓,停頓?5?分鐘沒有其它異常情況后,拆除千斤頂和錨具張拉支架。⑤預應力碳纖維板錨固完成后,在梁底橫向每隔2米粘貼鋼板壓條對碳纖維板固定,確保碳板與梁底密貼。

        3.1.9固化養(yǎng)護

        碳纖維板材膠在施工環(huán)境溫度≥25℃時,七天即可受力;當施工環(huán)境溫度低于25℃時,固化時間相對延長;若施工環(huán)境溫度低于5℃時,應采取加溫養(yǎng)護固化措施(如紅外線等)或使用低溫固化型產(chǎn)品。

        3.1.10檢驗

        按照《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》和相關規(guī)定或按設計圖技術要求。

        3.1.11隱蔽防護

        張拉完成檢驗合格后,使用具有較好粘結(jié)性、防腐性和較好耐久性的聚合物砂漿進行封閉。

        3.2施工安全及注意事項

        (1)為確保施工安全質(zhì)量,以及張拉工作的順利進行,在施工前必須進行交底,讓施工人員充分了解施工工藝及注意事項,確保各項準備工作準備妥當后方可進行施工作業(yè);(2)施工時應避免碳纖維板的彎折。碳纖維板配套樹脂的原料應密封儲存,遠離火源,避免陽光直接照射,樹脂的配制和使用場所,應保持通風良好?,F(xiàn)場施工人員應根據(jù)材料特性采取相應的勞動保護措施;(3)在碳纖維板張拉的過程中,要對梁體撓度的變化進行觀測,如有異常,應立即停止張拉,并檢查原因?,F(xiàn)場人員應站在張拉端側(cè)方,防止意外發(fā)生。

        結(jié)束語

        通過對碳纖維板的應用,基本掌握了碳纖維材料的性能與施工方法,認識到其在工程中的優(yōu)勢地位,開拓了建設市場。但其也有一定不足之處:與之相配套的粘合劑熔點低,施工期間受潮濕環(huán)境限制,所以在耐高溫性能方面不足,由于碳纖維屬于柔性材料,在加固特殊構(gòu)件部位時沒有鋼材好,以及碳纖維造價相比鋼材較高等不足之處。

        參考文獻

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