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   深度解析 | 橋梁預應力碳纖維板加固技術

發布日期:2020-11-10 09:05:25 瀏覽量:557

  橋梁作為公路鐵路等交通樞紐,在交通運輸中發揮著至關重要的作用。橋梁的主要建筑材料-鋼筋混凝土隨著使用時間的延長會產生以下主要問題:

  第一,由于材料老化、腐蝕和人為等原因,導致結構開裂,使結構的承載能力下降;

  第二,在鋼筋混凝土結構中,普遍存在著鋼筋銹蝕的問題,鋼筋尤其是預應力鋼筋銹蝕后導致結構的承載能力大大下降,嚴重的會使結構失效,最終釀成坍塌的后果。

  如何提高結構的耐久性、延長結構的使用壽命是一個需要認真研究和急需解決的問題。結構的加固改造技術不僅能提高建筑物的耐久性和使用壽命,更能起到補強加固的作用。

  預應力碳纖維板加固系統是規范中規定可以在不卸荷、不阻斷交通情況下進行有效加固的少數加固方法,同時所用材料具備高強纖維復合材料輕質、高強、耐老化的特點,加固后幾乎不增加原結構的自重和體積,是非常理想的橋梁加固解決方案。

  一、常用加固方法

  橋梁結構常用的抗彎加固方法包括增大截面加固法、粘貼鋼板(或包鋼)加固法、粘貼纖維片材加固法、簡支變連續加固法、增設支點加固法、增設輔助結構加固法、體外預應力加固法等。

  體外預應力鋼束加固法

  體外預應力束加固體系需要在梁端附近增設錨固橫梁或錨固塊,在橋跨內增設轉向橫梁,同時需要對原結構進行橫向加固。錨固橫梁內需沿橫橋向張拉和錨固無粘結預應力束以改善局部應力,在構造上需預埋導管、錨圈、墊板、螺旋筋等,錨具需進行防腐處理;在轉向橫梁內埋設轉向器;在鋼絞線外包裹護套,對較長的鋼束還應設置減振器。

  預應力碳板加固法

  預應力碳纖維板加固技術屬于主動加固技術,是一種新型的碳纖維加固技術,結合了碳板的高強度和施加預應力的特點,具有碳纖維板的強度利用率高,顯著增加結構的強度和剛度的同時能減少鋼筋混凝土結構的撓度變形,并能減少和封閉裂縫。自重輕,對結構損傷小,施工簡便,加固效果好等優勢。

  預應力碳纖維板加固系統包括碳纖維板、張拉錨固單元、配套膠黏劑等。主要適用于梁、板結構的抗彎加固,控制裂縫加固。

  對于截面剛度較大的橋梁而言,增大截面法對截面剛度和抗彎強度的提高效果較明顯,但對抗裂性的提高幅度較低;粘貼鋼板(或包鋼)或纖維板法對抗彎強度的提高較為明顯,但加固材料本身的剛度相對較小,因而對抗裂性能的提高有限。體外預應力法屬主動加固法,能夠實現梁體內部應力的重分配,是用于提高橋梁結構抗裂性的有效方法。

  預應力碳板“爆炸式”破壞實驗

  在對預應力碳板的拉伸過程中,全截面碳纖維絲束均參與受力,在達到最大抗拉應力時,產生“爆炸式”破壞。 相對于碳纖維布,經過樹脂浸漬和固化處理的碳纖維板具有更好的結構整體性和材料均勻性,在承受平行于纖維方向的拉伸荷載以及垂直于纖維方向的擠壓荷載時,碳纖維板更容易保證全截面內纖維受力的均勻性,因而能夠更加充分地發揮出碳纖維材料的抗拉強度,也具有更高的加固效率。所以一般地,選擇碳纖維板材作為體外預應力張拉用材料。




文章來源: 永年加固公司
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