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加固施工

江西桥梁碳纤维板加固施工方案

作者: 发布时间:2022-04-04 16:07:04点击:9337

信息摘要:

一、总则 1、体外预应力碳纤维板加固简介 碳纤维板张拉施工就是...

       一、总则

  

        1、体外预应力碳纤维板加固简介


         碳纤维板张拉施工就是通过在梁体设置碳纤维板,然后通过张拉以提高梁体承载力的一种施工技术。碳纤维加固板材,其成型工艺是将碳纤维浸渍树脂后在模具内固化并连续拉挤成型。采用优质碳纤维原料与良好基本树脂,碳纤维板材具有拉伸强度高、耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性等良好性能。碳纤维板材能充分发挥碳纤维的强度和弹性模量,在施工时可免除碳纤维单向织物的树脂固化阶段,强度利用效率高,施工方便。

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         2、体外预应力碳纤维板的作用


         相对于以往的钢板加固方案,此施工工艺具有以下技术特点:1、高强高效:抗拉强度是普通钢材的数倍以上,弹性模量优于钢材,具有优异的抗蠕变性能,耐腐蚀性和抗震性。2、重量轻、柔韧性好:碳纤维比强度高、质量仅为钢的1/5,有较高的韧性,可以盘卷,能以较大长度供应而无须搭接。3、施工便捷,施工质量易保证:材料不用预加工,工序方便,板材允许交叉。4、良好的耐久性和耐腐蚀性:耐酸、碱、盐及大气环境的腐蚀,不须定期维护。5、经济效益高:同等强设计。


          3、体外预应力碳纤维板的应用范围和时机


          其主要的应用领域为混凝土梁抗弯、抗剪加固,混凝土楼板、桥板加固补强、混凝土、砖砌体墙,剪刀墙补强,桥墩、桩等柱加固补强,烟囱、隧道、水池、混凝土管等加固补,该技术适用领域相当广泛。


           二、应用情况


          随着我国高速公路预防性养护施工的发展,体外预应力碳纤维板作为高速公路预防性养护的新型方法,会受到越来越多的重视。在胶州湾高速公路大修工程及2019年山东高速养护工程--GFI 青岛段中采用了此技术。


            三、材料要求


           碳纤维板各项力学性能指标满足JI/532-2019《桥梁结构用碳纤维片材》、GB/I21490-2019《结构加固修复用碳纤维片材》、CECS146:2019《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》及GB20367-2019《混凝土结构加固技术规范》。


           四、施工准备 1、人员准备


           项目经理部设项目经理一名,项目总工程师一名,项目部下设三个工作组:齿块、转向块施工作业组;穿索张拉作业组;后勤供应组。


             主要施工人员表


              2、机械准备


              施加预应力所用的机具设备及仪表由专人使用和管理,并定期维护和校验。对千斤顶和压力表进行配套标定,已确定压力表和张拉力之间的关系曲线。标定在经主管部门授权的法定计量技术机构定期进行。张拉机具设备与锚具配套使用,根据体外索的类型选用根据体外索的类型选用手动千斤顶,进场后,试运行确保正常后,方可调至工作台面。对长期不使用的张拉机具设备,在使用前进行全面校验。


            五、施工工艺流程及质量控制措施 1、工艺流程


            2、定位、放样


           (1)、用钢筋探测仪或除去混凝土保护层的方法明确原钢筋网所在位置,以便能确定锚具的安装位置


           (2)、尺寸核对: 张拉端后预留的可施工距离必须>30cm (从孔洞的中心量起) 。


             (3)、测量固定端和张拉端孔洞中心之间的距离后,准确标注需钻孔洞的位置。用墨斗弹线方法进行放样,弹出碳纤维板中心线、上下边缘线,锚具切槽边缘线、锚栓孔中心线、压条中心线位置。 3、用手提切割机按放样位置切割安放碳纤维板锚具槽 (1)、固定端槽口尺寸如下:


             长度 500mm 、 宽度 230mm 、 深度 25mm (2)、张拉端尺寸如下:


           长度 约1000mm(依据张拉伸长量定) 、宽度 230mm 、深度 25mm 用电锤将放样区域进行凿平,确保槽深度满足设计要求为25mm 。 4、钻化学锚栓孔


          (1)、钻M24化学锚栓孔(在原钢筋间隙之间) 尺寸和误差如下:


           1)、孔洞直径:28± 2mm 2)、孔洞深度:225± 2mm


            3)、孔洞与基面的垂直度:90± 2° 4)、孔洞中心距离的误差 ± 10mm。


             (2)、钻M10压紧条化学锚栓孔(在原钢筋间隙之间) 尺寸和误差如下:


              1)、孔洞直径:12± 2mm 2)、孔洞深度:100± 2mm 5、对锚栓孔进行清孔处理


           (1)、先将喷嘴伸入成孔底部并吹入洁净无油的压缩空气,向外拉出喷嘴,反复3次;


            (2)、将硬毛刷插入孔中,往返旋转清刷3次;


            (3)、再将喷嘴伸入钻孔底部吹气,向外拉出喷嘴,反复3次。

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          6、用角磨机打磨清理需粘贴碳纤维板部位的基面,并用压缩空气将表面浮尘吹净,对于表面严重凹凸不平处,涂抹找平胶。另外,基面并用钢丝刷刷毛糙化处理。


           7、种植化学锚栓


          (1)、种植前用丙酮或工业用酒精擦拭孔壁、孔底,再进行种植。 


         (2)、置入锚管,将化学锚栓单向旋转插入,直至达到设计深度,并保证植入锚栓与孔壁间的间隙基本均匀,现在锚栓的位置和垂直度。


           (3)、在环氧材料完成固化过程之前,种植后12小时内不得对锚杆进行扰动。


           8、锚具的安装


          (1)、固定端的安装


           1)安装固定端支座垫板,化学螺栓垫片、螺母,并旋紧。


           2)沿着支座垫板周边用结构胶封闭,并封闭孔洞和垫板之间的表面空隙,并埋注射管。


         3)、固化时间必须 >30 分钟


          4)、将结构胶通过预留注射管灌注到支座垫板和基面之间的缝隙。


           5)、割断注射管


        (2)、张拉端的安装


          1)、安装张拉端支座垫板,化学螺栓垫片、螺母,并旋紧。


           2)、沿着支座垫板周边用结构胶封闭,并封闭孔洞和垫板之间的表面空隙,并埋注射管,固化时间必须 >30 分钟


            3)、核查边缘和基面的紧密程度,如果没填满,就用结构胶 固化时间必须 >30 分钟


            4)、将结构胶通过预留注射管灌注到支座垫板和基面之间的缝隙。


          5)、割断注射管

    

           注意:如果其中任何部分由于各种原因被拆下,只能在注射的粘结剂固化之前进行

    

         9、根据测量好的两端中心孔的位置确定碳纤维板的下料长度,安装两端的锚具(注意: 在施加预应力之前不能做拉拔试验)。


          10、 预应力碳纤维板安装

   

         (1)、在混合结构胶之前必须测温度和露点,基面温度必须大于露点温度3度以上,并测试基面含水率, 其更大限值不超过4%。


          (2)、磨平基面,并在其表面涂抹一薄层底胶,表面指触干燥后方可进行下道工序。

   

          (3)、卷起碳纤维板并用干净白布沾丙酮清洁剂清洁需涂环氧胶的那一面,注意不要损坏碳板


           (4)、用抹灰刮刀在碳纤维板上涂抹碳纤维专用结构胶(注意: 在张拉端最后的3cm 和固定端最后的8cm 不要涂抹),结构胶呈突起状(板材中心区为3mm ), 平均厚度不小于2mm 。


             (5) 、将涂有结构胶的碳纤维板用手轻压贴于需粘贴的位置。 


           11、张拉机具安装


           连接张拉端工具拉杆、工具挡板等,并安装标定千斤顶,连接油管、标定油泵和油表。


         12、 张拉碳纤维板

   

           (1)、在开始张拉前必须确保前面所有安装程序都符合预应力张拉表。


              (2)、同一片T 两侧碳纤维板张拉采用单端同时对称分级张拉进行,采用张拉力和伸长量双控原则。张拉控制应力为0.4fpk ,张拉控制力为192kN (拉伸强度取2400MPa ,拉伸弹性模量取160GPa )。


              单条碳纤维板张拉力控制表


               注意:伸长量计算长度取21000mm

  

             13、张拉就位后,将碳纤维板粘贴到梁上。用橡皮滚筒顺纤维方向均匀平稳压实,使结构胶从两边挤出,保证密实无空洞,并及时清理两边缘挤出的多余结构胶。 


            14、安装压紧条。 


            15、锚固防护

    

           (1)、拆掉千斤顶、工具挡板等可拆除部件; 


           (2)、割掉过长的张拉杆,完成整个张拉过程; 


           (3)、对锚具进行封锚防护,喷涂3cm 厚的环氧砂浆。 


           (4)、对碳纤维板表面涂抹防护胶。

   

            六、检查验收

    

           施工结束后的现场验收以施工时张拉数据为主。施工结束后以小锤敲击碳纤维板条,每根检查,根据声音判断,空鼓不得超过面积的百分之十。


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