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    预应力碳纤维布加固原理

    1、预应力碳纤维布加固方法

    预应力纤维布加固系统由三部分组成:锚具、碳纤维布、碳纤维胶。其工作原理是将纤维布张拉至设计值,用粘结材料将其粘贴到混凝土板梁的受拉面,使其与混凝土结构共同受力利用碳纤维材料良好的抗拉强度,达到增强构件承载能力及强度的目的。

    2、预应力碳纤维布施工工艺

    (1)施工准备:在加固表面按照设计施工放样,准确确定预应力碳纤维布和两端锚具位置。放样采取钢尺定位,根据支座位子确定实际钻孔以及混凝土清理位置。

    (2)混凝土粘贴表面处理:桥梁钢筋混凝土结构长期直接暴露在头一定湿度的空气中,在粘贴碳纤维布加固施工中,需打凿掉脆化疏松层,提高粘结力。对混凝土粘贴面的脆化疏松层,应采用硬质金刚石磨轮打磨掉且完全露出新面,并用钢丝刷清楚输送浮层。为了保证预应力碳纤维布与混凝土之间的设计间隙,实现碳纤维布受力张拉时平直均衡无阻碍,对混凝土高凸面应采用金刚石打磨片打磨,对混凝土低凹面应采用环氧修补胶修补。假如粘贴时混凝土湿度较大,对混凝土粘贴面尚须进行人工干燥处理。

    (3)钻植胶锚螺栓:施工放线次啊要钢筋探测仪标定螺栓钻孔位置,假如遇到钢筋需移位,应通知技术人员记录编号,并安排现场修整支座板安装孔。采用电锤钻孔时应保证钻孔中心线与混凝土梁面垂直,钻孔中心位置偏差不超过3mm。采用化学胶管或植筋胶植入螺栓时,应保证孔内胶液饱满且螺栓垂直于梁面。

    (4)安装锚具支座与预应力碳纤维布:将锚固板安装至张拉板上,调整张拉钢板,使碳纤维布的纵向轴线通过锚具中线,以保证碳纤维布截面内力分布均匀。待调整好平整度后,将碳纤维布的两端固定在锚固板上,取下另一段的锚固板,放置在干净的塑料布上,以便于在梁上涂刷浸渍胶。将配置好的浸渍胶均匀涂刷在构件的粘贴面,应保证涂刷厚度均匀。

    (5)张拉预应力碳纤维布与压紧条安装:将锚固板安装在构件的另一端的张拉板上,轴承压在锚固板上,安装千斤顶并调整处于水平位置,加压张拉至设计张拉应力值的15%,刻录锚具张拉移动起始线。加压张拉至设计张拉应力值的30%,检测锚行程位移是否对应预张拉时的刻录线。分段加压张拉至设计张拉应力值的50%、70%、90%、,检测锚具行程位移是否满足理论伸长量的要求,按规范要求张拉端锚具行程位移与理论伸长量误差应不大于±6%。加压或减压时,千斤顶行程速度应控制在20mm/分钟以内,严禁快速冲、放千斤顶行程。所有张拉都应在碳布胶适用期内完成。当张拉应力值和张拉端锚具行程位移满足要求后,将拉杆上面的锁固螺栓扭紧到位,使锚固端的碳纤维布与混凝土梁表面紧密结合,停顿5分钟没有其他异常情况后在碳纤维布表面再刷一层浸渍胶,使碳纤维布完全被树脂浸润,并用刷子沿纤维方向挤压,除去碳纤维下面的水泡。随后在锚固区域粘贴附加锚固U型箍或压条,压紧条安装时需与混凝土面保持1cm左右的缝隙以防止剥离破坏,之后拆除千斤顶和锚具张拉支架。

    (6)固化养护与拆卸夹具:应碳纤维布在施工环境温度和材料特性合理控制固化时间,当施工环境温度低于25℃时,固化时间相对延长。在浸渍胶凝固后,检查碳纤维布的粘贴质量,在构件上覆盖一层塑料薄膜,养护后松开张拉机具,裁除多余的碳纤维布,将张拉机具卸除。

    预应力碳纤维布的基本性能

    预应力碳纤维布加固技术的碳纤维布预先承受了拉力,通过胶粘剂与混凝土构件结成一体,以起到加固修复混凝土构件的加固方法,与一般加固方法的碳纤维布相比,可以较大的提高结构的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载,显著提高构件的刚度,减小构件变形,有效抑制裂缝的形成开展,能有效的克服普通碳纤维布加固时存在的问题,是碳纤维布对构件由原来的施加被动约束转化为施加主动约束,充分发挥碳纤维布的高强性能。使用预应力加固技术后的碳纤维布相较于普通碳布,强度方面更为优越。预应力碳纤维布加固混凝土可以充分发挥碳纤维布的高强性能,预应力碳纤维布加固的混凝土要比普通碳纤维布加固混凝土的承载力,刚度等性能指标都有明显提高,而且施加预应力越大,提高的效果越明显。

    碳纤维加固技术标准和施工要点介绍

    施工要点

    1、基面处理

    界面处理的好坏直接影响大碳纤维的加固效果,因此对于粘贴部位的混凝土表面必须反复打磨平整,去除混凝土表面的劣化部分并与涂刷底层树脂前用吹风机清理干净。

    2、温度影响

    要注意环境温度变化对树脂固化的影响,如气温低于要求则停止施工或采取必要的保温措施。

    3、粘贴滚压

    粘贴过程中要用滚筒沿纤维单一方向反复滚压,挤出气泡使树脂充分浸渍碳纤维。

    4、碳纤维裁剪

    碳纤维布采用现场裁剪,分段粘贴的方式,在碳纤维布的搭接部位做好标志,确保碳纤维布之间的搭接长度应不少于100mm。

    碳纤维加固施工质量检查及验收

    1,、材料要求

    在施工之前,应确认碳纤维片材和配套树脂类粘结材料的产品合格证、产品质量出厂报告。

    2、位置偏差

    碳纤维片材的实际粘贴面积不应少于设计面积,位置偏差不应大于20mm。

    3、严格检查验收

    采用碳纤维片材和配套树脂类粘结材料对混凝土结构进行加固时,应严格进行各工序隐蔽工程的检验及验收。

    4、粘贴质量检验

    碳纤维片材与混凝土之间的粘贴质量,可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维片材表面的方法检查,总有效粘结面积不应低于95%。当碳纤维布的空鼓面积大于1000mm时,宜将空鼓部位的碳纤维片材切除,重新搭贴量的碳纤维片材,搭接长度不应小于100mm。

    牛志军先生

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