滨海环境桥梁墩柱采用纤维复合材料加固技术
桥梁加固粘贴碳纤维片加固法
桥梁加固-粘贴碳纤维片加固法1 特点及适用条件粘碳纤维(CFRP)片材具有轻质高强、操作简单、易于粘贴、不锈蚀的优点,可用于抗弯、抗剪、抗压(偏心受压)及抗震等多种形式的加固。
该方法适用于混凝土梁桥、板桥的抗弯和抗剪加固。
对于配筋率较低或钢筋锈蚀严重的旧桥,加固效果尤为显著;还适用于混凝土墩柱的抗剪、抗压补强,抗震延性补强以及地震破坏后的修复等,其适用性见下表。
需要注意是,在采用该技术加固时必须严格遵守材料商对碳纤维片材和粘结剂等提供的环境要求(如温度、湿度等)。
2 力学特点碳纤维片材受拉时呈线弹性关系直至破坏,其脆性性能与钢筋的延性有明显的区别。
一方面碳纤维片材不具备钢筋所拥有的延性,加固后结构的延性将受到限制;另一方面由于碳纤维片材的延性缺乏,构件中的应力重分布将受到约束。
因此,在粘贴碳纤维片材的结构设计中不能简单地将碳纤维片材作为钢筋的替代物,必须考虑碳纤维片材的脆性特点。
3 设计原则(1)混凝土桥梁结构自重大,加固时不能完全卸载,必须考虑二次受力;(2)混凝土桥梁结构尺度大,由实验室条件下得到的经验公式不一定都能适用于桥梁结构的加固,因此必需对这些公式进行修正,如修正安全系数等;(3)加固设计计算时,所有的设计状况和荷载组合都必须考虑到,计算过程包括承载能力极限状态和正常使用极限状态的验算。
一般情况下,正常使用极限状态将控制加固设计。
(4)承载力极限状态的验算中要考虑到可能发生的各种破坏形态。
通常将破坏模式分为2大类,即粘贴碳纤维片材后能整体工作的构件与不能整体工作的构件(如发生片材脱落等早期破坏的情况)。
(5)正常使用极限状态的验算包括:①应力的限制以避免钢筋的屈服、混凝土的破坏或过度徐变和CFRP的断裂;②变形的限制;③开裂的限制(包括粘结界面)以保证结构的耐久性与粘结的完整性。
(6)意外的设计情况(即特殊的设计)应考虑由于撞击、故意破坏或火灾等引起的碳纤维片材的脱落。
3.4 粘贴CFRP片材加固的一般施工工艺流程为:3.5评述(1)粘贴CFRP片材加固混凝土桥梁,对于配筋较低或钢筋锈蚀严重的梁、板进行抗弯和抗剪加固,可以取得很好的效果,对于配筋率较高的梁、板,仅采用粘贴CFRP加固往往达不到要求的加固效果,此时可以考虑采用混合加固方法。
桥梁墩柱病害与常用加固方法
桥梁墩柱病害与常用加固方法桥梁是交通运输的重要组成部分,稳固的桥梁结构是通行安全的重要前提。
近年来,随着经济的不断进步,交通压力的不断增大,病害桥梁的数量正呈现上升的趋势。
墩柱是桥梁的重要组成部分,承担并传递上部结构的荷载,在服役过程中易出现承载力不足、抗震性能下降等情况,需加固处理以保证桥梁安全。
墩柱病害导致桥梁病害产生的原因有很多,例如前期设计、施工的缺陷,桥梁服役年限的增加都会引起墩柱耐久性降低,而桥梁在后期使用过程中经受频繁的超载,也会引发墩柱病害。
另一方面,在海洋、河流等水环境中,极易发生混凝土碳化与氯离子侵蚀,引起混凝土开裂与剥落,削弱墩柱承载力与耐久性。
我国有大量桥梁处于处于沿海地区,由复杂环境引起的墩柱病害比较具有普遍性。
桥梁服役中,突发性灾害也会引起墩柱病害。
对于下部通航的桥梁来说,船舶撞击这种小概率事件会对墩柱造成较大的破坏。
另外,火灾属于发生较为频繁的灾难,在桥梁中也偶有发生,火灾高温会破坏混凝土结构,导致材料性能恶化,降低承载力与延性引发脆性破坏。
墩柱加固方案墩柱加固,可以采用增大截面加固法。
增大截面加固法在原有桥梁墩柱基础上,通过补加钢筋以及浇筑混凝土的形式增大混凝土截面面积,以起到加固的作用。
增大截面加固法能够同时提高墩柱刚度以及抗压、抗弯承载力等,具有较高的可靠性。
采用增大截面加固法加固墩柱时,需注意剔除墩柱有缺陷处旧混凝土,同时为保证新旧混凝土界面间的粘结良好,必须对基材原有混凝土进行凿毛处理,必要时还应采用界面剂等措施保证混凝土的整体性。
另外,新旧钢筋间的连接也尤为重要,需通过在墩柱中植筋进行连接。
增大截面加固法存在妨碍交通,通行空间减小且墩柱自重增大的缺点,在运用时应妥善安排。
另一方面,墩柱仍可采用碳纤维布进行加固。
墩柱中可采用缠绕碳纤维布的方式进行加固,碳纤维布的高强度能有效对墩柱起到约束,在纵向力的作用下,墩柱混凝土会处于三向受压状态,能够大幅度的提高墩柱抗压承载力,增强结构延性,对墩柱的抗震性能也能起到有效的提升。
复合材料加固混凝土桥梁技术规程
复合材料加固混凝土桥梁技术规程一、前言复合材料加固混凝土桥梁是一种常见的加固方式,其能够提高桥梁的承载能力和耐久性。
本文将阐述复合材料加固混凝土桥梁的技术规程,包括加固材料的选择、加固工艺的设计、施工要点以及质量控制等方面。
二、加固材料的选择1.基材复合材料加固混凝土桥梁的基材主要有碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维等。
其中,碳纤维具有高强度、高刚度和优异的耐久性,适用于加固混凝土板、梁和柱等结构;玻璃纤维具有较低的强度和刚度,适用于加固低荷载桥梁;芳纶纤维具有较高的强度和刚度,适用于加固高荷载桥梁。
2.粘结剂粘结剂是复合材料加固混凝土桥梁中的关键部件,其作用是将基材与混凝土结构牢固地连接在一起。
常见的粘结剂有环氧树脂、聚氨酯和丙烯酸乳液等。
其中,环氧树脂具有较高的强度和刚度,适用于加固高荷载桥梁;聚氨酯具有较好的耐久性和渗透性,适用于加固梁和柱等结构;丙烯酸乳液具有较好的粘结性能和适应性,适用于加固板和墙等结构。
3.其他材料除了基材和粘结剂外,复合材料加固混凝土桥梁中还需要使用其他材料,如填充胶、密封胶和薄膜等。
填充胶用于填充混凝土表面不平整处,增加粘结面积;密封胶用于填充基材与混凝土之间的空隙,防止水分和氧气侵入;薄膜用于保护基材表面,防止粘结剂污染和损坏。
三、加固工艺的设计1.表面处理混凝土表面的处理是复合材料加固混凝土桥梁中的关键步骤。
表面处理主要包括清洗、打磨和喷砂等工艺。
清洗可以去除混凝土表面的灰尘、油污和松散物等,增加粘结面积;打磨可以去除表面的光滑层和疏松层,提高粘结强度;喷砂可以增加表面粗糙度,提高粘结面积和粘结强度。
2.粘结剂的涂布粘结剂的涂布是复合材料加固混凝土桥梁中的另一个关键步骤。
涂布时应注意涂布厚度、涂布方式和涂布温度等因素。
涂布厚度应符合设计要求,以保证粘结强度和耐久性;涂布方式应均匀、连续、无空隙,以避免局部失效;涂布温度应符合粘结剂的使用条件,以保证涂层的质量和稳定性。
桥梁下部结构加固技术—墩柱加固方法
9.3 墩柱加固方法
墩柱加固实例
工程概况:
桥墩、桩基出现不同程度的露筋。 桩基受冲刷,桩身钢筋裸露2~5米, 锈蚀较严重。
加固要求:
对桩基露筋情况进行加固处理
9.3 墩柱加固方法
墩柱加固实例
设计方案:
• 桩基表面进行清洗,钢筋 进行除锈处理;
• 浇注环氧滑石粉保护层; • 缠绕芳纶纤维薄板; • 浇注环氧砂保护层。
墩柱加固方法
9.3 墩柱加固方法
01
钢筋砼套箍或护套加固法
03
增大截面、钢套管内灌 注混凝土法
02
围带加固法
04
粘贴纤维复合材料或钢板法
9.3 墩柱加固方法
钢筋砼套箍或护套加固法
当墩台损坏严重,如严重裂 缝及大面积表面破损、风化、 剥落时,只能围绕整个墩台 设置钢筋砼护套进行加固
9.3 墩柱加固方法
9.3 墩柱加固方法
墩柱加固实例
钢筋砼套箍或护套加固法
• 桥梁墩台出现贯穿裂缝 • 在墩身上中下分设钢筋砼围
带,并用钢销与墩身锚固连 接 • 施工工艺:钻孔埋设钢销- 绑扎钢筋网-浇筑混凝土
9.3 墩柱加固桥上部结构为8×16m预制钢筋混 凝土T型梁,下部为双柱式墩,桩基 为摩擦桩;引桥上部结构采用 7×8m现浇钢筋混凝土矩形截面梁, 双柱式墩,钻孔灌注桩。
粘贴碳纤维复合材料技术在桥墩加固中的应用
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摘 要: 随着 S家基 础建 设突 飞猛进 的发展 , 梁加 固工程作 为一项新 兴工程 项 目得到发展 , 纤维加 固修 补结构技术是 继加大混凝土截 l 桥 碳 面、 粘钢之 后的又一种 新型的结 构加 固技术 。 本文就某桥 梁墩柱加 固采 用粘 贴碳 纤维技术 的方案对 比分析及设 计验 算 、 后期效 果验证进行 简述 , 该 技 术 的 推 广 应 用 总 结 经 验 。 为 关 键 词 : 贴碳 纤 维 技 术 桥 墩 加 固 粘 应 用 中 图分 类 号 : U7 T 文献标识码 : A 文章 编 号 : 7 ~0 8 2 1 ) 2 b-0 1 -0 1 4 9 X( 0 I 0 ( ) 0 3 6 7
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梁桥维修与加固中应用先进防腐技术有哪些
梁桥维修与加固中应用先进防腐技术有哪些梁桥作为交通基础设施的重要组成部分,在长期的使用过程中,由于受到各种自然因素和人为因素的影响,往往会出现不同程度的损坏和劣化。
其中,腐蚀是导致梁桥结构性能下降的一个重要因素。
为了延长梁桥的使用寿命,保障交通安全,在梁桥维修与加固中应用先进的防腐技术显得尤为重要。
一、梁桥腐蚀的原因及危害梁桥的腐蚀主要由以下几个方面的原因引起:1、环境因素大气中的水分、氧气、二氧化硫、氮氧化物等会与桥梁结构表面发生化学反应,形成腐蚀产物。
在沿海地区,海风中的氯离子会加速钢筋的锈蚀。
此外,温度变化、湿度变化、酸雨等也会对桥梁结构造成腐蚀损害。
2、材料因素桥梁建设中使用的钢材、混凝土等材料本身存在一定的缺陷,如钢材中的杂质、混凝土的孔隙等,容易导致腐蚀介质的侵入。
3、施工质量施工过程中的不规范操作,如混凝土振捣不密实、保护层厚度不足、钢筋连接不牢固等,会为腐蚀的发生创造条件。
梁桥腐蚀的危害主要表现在以下几个方面:1、降低结构承载能力钢筋锈蚀会导致其截面积减小,力学性能下降,从而影响桥梁的承载能力。
2、影响结构耐久性腐蚀会破坏混凝土的整体性,降低其抗渗性和抗冻性,缩短桥梁的使用寿命。
3、增加维护成本为了修复腐蚀造成的损害,需要投入大量的人力、物力和财力,增加了桥梁的维护成本。
二、先进防腐技术在梁桥维修与加固中的应用1、高性能混凝土防护技术高性能混凝土具有良好的抗渗性、抗冻性和抗化学侵蚀性。
在梁桥维修与加固中,采用高性能混凝土可以有效地提高结构的耐久性。
例如,使用添加了矿物掺合料(如粉煤灰、矿渣粉等)的混凝土,可以降低混凝土的渗透性,减少腐蚀介质的侵入。
2、钢筋阻锈技术钢筋阻锈剂是一种能够阻止或延缓钢筋锈蚀的化学物质。
在梁桥维修与加固中,可以将钢筋阻锈剂涂覆在钢筋表面,或者掺入混凝土中,以保护钢筋不受腐蚀。
此外,电化学阻锈技术也是一种有效的钢筋阻锈方法,通过施加外加电流或电位,使钢筋处于钝化状态,从而防止锈蚀的发生。
纤维复合材料加固钢筋混凝土柱的施工方法
纤维复合材料加固钢筋混凝土柱的施工方法随着建筑技术的发展,纤维复合材料(FRP)成为加固钢筋混凝土柱的有效方法。
FRP加固是指在被加固结构表面层次增加FRP管或板材,通过FRP与结构表面间建立良好的键合,能够有效改善混凝土柱的抗拉能力,防止或减少钢筋锈蚀,延长柱的使用寿命。
以下是纤维复合材料加固钢筋混凝土柱的施工方法:1.先,清洁混凝土柱表面,清除尘埃,污垢,表面多孔性物质,以便确保FRP与混凝土柱之间有良好的键合。
2.后,在混凝土柱表面涂抹弹性胶水,使FRP更好地附着于表面,并对锚固点进行涂料加固,以保证它们能够有效起到锚固的作用。
3.下来,在表面层次增加FRP管或板材,使其与混凝土表面接触后,用胶粘剂将其固定在表面上。
4.后,将FRP管或板材用熔接设备加热,使它们更加牢固地锚在结构表面上。
FRP加固技术在工程项目中应用广泛,它可以提高混凝土柱表面强度,降低混凝土柱出现裂缝,腐蚀问题的可能性,从而延长混凝土柱的使用寿命。
不仅如此,FRP加固技术具有操作简便快捷的特点,相对于传统的加固补强方法,施工成本降低许多,而且具有自支撑性,不受地基质量的影响,可以把大量的材料和劳动力节省到最小,降低工程总体投资成本。
此外,FRP材料具有良好的耐腐蚀性能,可以有效抵抗各种强腐蚀液体,因此,FRP加固可以有效防止或减小钢筋锈蚀,从而提高结构的耐久性。
通过以上介绍,可以看出FRP加固技术在加固钢筋混凝土柱方面具有重要的作用,它不仅可以提高柱的强度和稳定性,而且施工简单,节约成本,可以抵抗各种强腐蚀液体,延长混凝土柱的使用寿命。
因此,FRP加固将是未来的发展重点,有助于加固钢筋混凝土柱,改善建筑物的安全性,确保结构的耐久性和可靠性,把工程建设及安全使用推向一个新的高度。
一种加固水中墩柱结构的直接包裹法
一种加固水中墩柱结构的直接包裹法摘要:涉水桥梁和码头墩柱由于受到侵蚀、冲刷、撞击等损伤后需进行修复,若有原设计标准低或使用超载等因素也需要对结构进行加固补强,但存在修复加固施工难度大或效果不明显等问题。
本文介绍了一种能够在水中直接固化的特殊纤维增强复合材料粘贴包裹法(简称TFRP包裹法),该方法既能修复墩柱缺陷,又能提升墩柱结构的强度及耐久性。
特殊纤维复合材料在水下固化后具有良好的力学性能。
本文从水中墩柱的病害分析、修复加固设计,施工工艺、工程案例及经济效益等几个方面进行了介绍,说明这是一种施工简单、造价节省、可广泛应用的新方法。
关键词:水中墩柱;缺陷修复;加固补强;纤维增强复合材料;水中固化1一、引言桥梁墩柱、港口码头及水利结构物受水介质环境影响,极易出现腐化、开裂、漏筋、锈蚀等病害;因为改造升级,或者上部荷载改变,原水中结构的承载能力不能满足新的使用要求;这些均需及时修复病害、加固补强,以确保涉水结构的强度及耐久性。
但此类结构的修复加固对材料及施工工艺等要求都很高。
因为结构处于涉水及腐蚀环境,许多可在干燥环境中使用的加固材料已不再适用,除非采用围堰将水抽干。
若采用同类的钢材及混凝土加固,将会导致腐蚀问题重复出现,同时施工工序复杂;若采用结构胶粘钢、粘帖碳纤维加固,由于这些结构胶、浸渍胶遇到水或潮湿环境就无法固化,不能与基层结构有效粘结,修复加固效果明显降低。
我们参考国外的成功经验,研究开发了一种特殊的纤维复合材料加固系统,能够直接在水中粘贴包覆墩柱,无需围堰抽水,数小时即可固化反应至设计强度,达到防腐、加固补强、保护墩柱的目的,本文旨在介绍这种技术及其应用成果。
二、水中墩柱病害原因长期处于淡水、海水或工业污水环境中的结构,有水流冲刷、船舶撞击、生物贝壳附着、飞溅区的干湿环境腐蚀、化学元素酸碱盐强腐蚀元素等作用,造成结构出现许多病害,表面混凝土剥落、钢筋外露锈蚀、应力损失或完全失效,结构表面出现竖向或横向裂缝,发生渗漏现象,如图1和图2所是。
桥梁上部结构加固技术—粘帖炭纤维复合材料加固方法
有足够的韧性,不会因混凝土开裂导致脆性粘结破坏。
02 粘结材料是将连续纤维状的碳纤维结合在一起,同时又与
混凝土表面粘合的系列粘接材料。
02
粘结材料主要包括三类材料:底层涂料、整平材料和浸渍 树脂。
7.4 粘帖炭纤维复合材料加固方法
三、粘结材料
环氧树脂的性能是重要的关键之一。环氧树脂因类型不同而有 不同的性能,适应于各个部位的不同要求。例如底涂树脂对混 凝土具有良好的渗透作用,能渗入到混凝土内一定深度;粘贴 碳纤维片的环氧树脂易于“透”过碳纤维片,有很强的粘结力。 依使用温度的不同,树脂还分为夏用及冬用类树脂。
界面平整度。界面平整度是影响粘结质量的重要因素,界面处理
01
不好会影响粘结强度,造成局部应力集中,使纤维复合材料过早 破坏,因此界面应清洁、无浮浆、油污等杂质,无裂缝,界面平
整度应达到5mm/m。
阳角半径。在结构阳角处需要粘贴纤维复合材料时,应将阳角打
02
磨成光滑的圆弧状,避免应力集中,纤维布材过早撕裂,阳角处
圆弧半径不小于25mm。
胶层厚度。为保证纤维复合材料之间以及其与混凝土的良好粘结,
03
粘结胶层厚度应均匀,且厚度符合要求,对板材为
2mm±1.0mm,对布材应<2mm。
7.4 粘帖炭纤维复合材料加固方法
五、施工质量检验指标
04 布材粘贴误差。相对中心线偏差≤10mm。
05 粘结强度。利用粘结强度检测仪进行现场检测。
03 物理力学性能,以及现场施工便捷,所以是桥梁加固补强
的理想材料。
7.4 粘帖炭纤维复合材料加固方法
二、纤维复合材料性能
玻璃纤维(GFRP)、碳 纤维(CFRP)、芳纶纤 维(AFPR)与高强钢丝 力学性能
纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土结构技术综述
纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土结构技术综述【摘要】纤维增强复合材料(FRP)加固混凝土结构技术已经成为结构加固领域的重要研究方向。
本文从FRP加固混凝土结构的原理与机制、FRP 材料的分类和特点、施工工艺、性能评价以及应用范围等方面进行了综述。
通过对该技术的研究和应用实例的分析,揭示了FRP加固混凝土结构技术在提高结构抗震性能、延长结构使用寿命等方面的优势。
也指出了该技术在设计规范、成本、耐久性等方面的局限性。
展望了FRP加固混凝土结构技术的未来发展趋势,为相关领域的研究和实践提供了参考和借鉴。
【关键词】FRP、增强复合材料、混凝土结构、加固技术、原理、特点、施工工艺、性能评价、应用范围、发展趋势、优势、局限性。
1. 引言1.1 FRP加固混凝土结构的背景FRP加固混凝土结构技术的发展源远流长,最早可以追溯到20世纪70年代。
最初,人们主要使用碳纤维、玻璃纤维等材料进行混凝土结构加固,通过在混凝土结构表面粘贴或缠绕FRP片材或布带,以提升结构的承载能力和抗震性能。
随着材料合成技术和加固技术的不断改进,FRP加固混凝土结构技术逐渐成熟,已经被广泛应用于桥梁、建筑物、水利工程等领域。
1.2 FRP在结构加固领域的应用1. FRP加固桥梁:在桥梁结构中,FRP可以有效地提高桥梁的承载能力和耐久性,延长桥梁的使用寿命。
通过在桥梁梁段或墩柱部位进行FRP包裹或加固,可以有效提高桥梁结构的受力性能。
2. FRP加固建筑:在建筑领域,FRP可用于加固柱、梁、楼板等结构件,提高建筑物的抗震能力和承载能力。
通过在建筑结构表面粘贴或包裹FRP材料,可以有效改善结构的整体性能。
3. FRP加固管道:在工业管道等设施中,FRP被广泛应用于加固和修复受损管道,提高管道的耐腐蚀性能和抗压能力。
FRP材料具有良好的耐腐蚀性和耐磨性,适合在恶劣环境下进行管道加固。
4. FRP加固海洋工程:在海洋工程领域,FRP可以用于加固海洋平台、码头、堤坝等结构,提高其抗风浪、抗冲击等性能。
碳纤维增强复合材料在旧桥加固中运用
碳纤维增强复合材料在旧桥加固中运用摘要:伴着我国经济实力逐渐增强和公路交通运输日益繁忙,特别近几年来,我国的交通事业迎来了新的高峰,但随着公路客货运输量及运输车辆轴载的不断增大,许多原有的公路桥梁已严重不适应交通大发展的需要。
据资料显示,许多干线公路桥梁长期处于超负荷状态,致使部分技术状况较差的桥梁不堪重负,发生老化、破损、裂缝等现象,成为濒临坍塌的“危桥”,严重影响着道路畅通。
基于此,文章对碳纤维增强复合材料在旧桥加固中运用方面进行分析具有重要的现实意义。
关键词:碳纤维;桥梁;加固引言:随着公路交通的日益拥挤繁忙,原有的公路桥梁已远远不能适应交通大发展的需求,从而出现桥梁不堪重负,老化破损现象,严重影响道路畅通。
基于此,在接下来的文章中,将围绕碳纤维增强复合材料在旧桥加固中运用方面展开分析,希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
一、桥梁加固内容简析旧桥加固是指自桥梁建成后,产生桥梁的维修、改造和需求,针对已经变旧的桥梁所发生的不能满足继续使用的状况进行处理,但在旧桥加固过程中存在几个问题:第一,通车的桥梁因有现实的交通需要,必须在不中断交通的情况下进行加固,所以加固时有交通干扰;第二,加固一般必须在原有结构上进行,只能在此基础上做文章,所以存在结构形式限制;第三,使新老结构完美的结合是一个难题,包括新老结构体系的变化和过渡。
因为凡是需要加固的桥梁多半是危桥,结构均处在不利状态,所以对旧桥加固从各个角度看都是个巨大的挑战。
碳纤维又称增强复合材料是一种纤维复合材料(FRP),纤维复合材料是由基体材料和增强材料(如碳纤维)等两种以上组合材料在宏观上组成,由于其强度高、比刚度大、抗疲劳性、减振性、耐腐蚀性能好,逐渐受到现代建筑设施的重用。
碳纤维根据原料、制造方法的不同,有PAN(奈酚)系碳纤维和沥青系碳纤维两大类。
目前在工程中应用的碳纤维是由多股连续纤维与基材(树脂)胶合后经过“挤压”和“拉拔”成型后制成的连续纤维。
桥墩碳纤维加固施工方案
桥墩碳纤维加固施工方案1. 概述桥梁是连接人们生活和工作的重要基础设施,在长期使用过程中,遭受多种外力作用而导致结构损坏,桥墩是桥梁的主要承载构件之一,其损坏将直接影响桥梁的安全性和稳定性。
为了延长桥梁的使用寿命,提高桥梁的承载能力,采用碳纤维加固技术对桥墩进行加固已经成为一种常见的做法。
本文将详细介绍桥墩碳纤维加固的施工方案。
2. 施工准备在进行桥墩碳纤维加固之前,首先需要做好施工前的准备工作。
包括对桥墩进行全面的检测和评估,确定加固方案和设计参数,准备所需材料和设备,确保施工人员具备必要的技术和经验等。
3. 碳纤维加固材料碳纤维是一种轻质、高强度、耐腐蚀、易处理的新型复合材料,广泛应用于结构加固领域。
在桥墩加固中,碳纤维布是主要的加固材料,其具有优异的抗拉强度和耐久性能。
此外,加固还需要使用特定的环氧树脂胶水、填料等辅助材料。
4. 施工流程4.1 桥墩表面处理:首先清理桥墩表面的杂物和旧漆层,确保表面光滑干净;4.2 粘接胶水处理:在桥墩表面涂抹环氧树脂胶水,增强碳纤维和桥墩之间的附着力;4.3 碳纤维布铺贴:将预先剪裁好的碳纤维布按照设计要求铺贴到桥墩表面,通过手工或机械工具进行压实;4.4 胶水固化:待碳纤维布铺贴完成后,待环氧树脂胶水固化时间达到要求;4.5 表面涂层处理:最后对加固后的桥墩表面进行涂层处理,以增加其抗腐蚀和防水性能。
5. 施工质量控制在施工过程中,需对各个阶段的施工质量进行严格控制。
包括对材料质量的把控、工艺流程的合理安排、施工人员的技术指导等方面,确保加固后的桥墩符合设计要求和标准。
6. 施工后维护桥墩碳纤维加固施工完成后,需要进行定期的维护和检测工作,发现问题及时修复,确保加固效果持久并稳定。
7. 结语桥墩碳纤维加固技术为桥梁维护和修复提供了一种有效的手段,通过合理的施工方案和质量控制,可以提高桥梁的承载能力和延长使用寿命,为保障人们出行安全和便利性发挥着重要作用。
天津柱子加固方法
天津柱子加固方法
1.钢板加固法:这种方法是在柱子周围套上一层厚钢板,通过钢板与柱子之间的螺栓连接,使钢板对柱子进行加固。
该方法加固效果较好,但需要考虑钢板的厚度和连接方式。
2.碳纤维加固法:碳纤维加固法是利用高强度碳纤维布粘贴在柱子表面,通过预应力控制杆连接,使碳纤维对柱子进行加固。
这种方法施工简便,加固效果显著,但成本较高。
3.混凝土套筒加固法:该方法是在柱子周围套上一层混凝土套筒,并将套筒内部灌注混凝土,增加柱子的承载能力。
该方法施工难度较大,需要考虑套筒的精准度和与柱子之间的粘结性。
4.钢筋混凝土加固法:这种方法是在柱子周围加固钢筋混凝土柱,通过加固柱的截面和钢筋的数量来提高柱子的承载能力。
该方法施工难度较大,但加固效果非常显著。
综上所述,天津柱子加固方法有多种,选择具体的加固方法需要根据实际情况进行综合考虑。
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以此工程为例,简要介绍了使用纤维复合材料及配套胶粘剂对腐蚀严重的墩柱进行加固的技术。
关键词:桥梁墩柱;纤维复合材料;加固技术中图分类号:U445.7+2文献标识码:B 文章编号:1673-6052(2013)01-0074-031前言某毗邻渤海高速公路,对线上五座大中桥调查发现,其中四座桥梁上部混凝土发生轻微腐蚀,墩柱均属中度腐蚀情况;另外一座大桥上部T 梁混凝土出现较严重腐蚀,桥墩柱混凝土腐蚀严重,经过墩柱混凝土回弹仪强度检测,12根柱身强度不足设计C30要求,最低值仅为20.3MPa 。
通过检测分析,桥梁腐蚀主要由于海风携带高浓度氯盐,频繁循环冻融,形成了“盐冻”腐蚀;同时混凝土中粗骨料偏多、密实度不高,导致桥梁墩柱、盖梁和个别梁板在面向海边的混凝土表面形成鱼鳞状点蚀,腐蚀严重。
对于一般腐蚀桥梁,由于混凝土病害发生于混凝土表面,故可在迎海风影响面的混凝土墩柱、盖梁、上部主梁等进行防腐涂层处理;但对混凝土强度不足,病害严重的桥梁,应采用纤维复合材料进行补强防腐处理。
本文主要介绍后一种情况,即使用纤维复合材料及配套胶粘剂对被腐蚀桥梁墩柱进行加固的技术、检验要求及施工工艺。
2加固范围及步骤(1)进行混凝土表面处理。
由于在混凝土腐蚀剥落过程中,原构造处形成大量残渣等,严重影响加固效果,甚至可能成为再次损坏的薄弱点,因此需要先行进行清洗除渣处理。
(2)涂装环氧树脂封闭漆,厚度取用30μm ,并用环氧调和腻子填补清除表层直至构件原设计表面,完成对原结构的封闭处理,同时切断混凝土继续腐蚀通道,避免二次腐蚀。
(3)采用纤维布进行套箍补强,墩柱处理范围为柱底至柱顶,纤维布卷材的宽度宜选用宽度50cm 左右;纤维布缠绕时的压边宽度应不小于3cm 。
如图1所示:图1纤维包裹方式示意图·47·北方交通2013(4)纤维布外侧涂装丙烯酸聚氨酯面漆2道,共计80μm,完成外部防腐防风化设计。
3纤维复合材料技术、检验要求及施工工艺3.1纤维复合材料可以选择玻璃纤维或碳纤维玻璃纤维复合材料用的纤维必须为连续纤维,必须选用高强度的S玻璃纤维。
纤维单向织物(布)复合材料安全性能指标应满足表1:表1纤维单向织物(布)复合材料指标纤维复合材料类型S玻璃纤维高强度II级碳纤维抗拉强度标准值(MPa)≥2200≥3000受拉弹性模量(MPa)≥1.0ˑ105≥2.1ˑ105伸长率(%)≥2.5≥1.5单位面积质量(g/m2)≤450≤300弯曲强度(MPa)≥600≥600仰贴条件下纤维符合材-混凝土粘接正拉强度(MPa)≥2.5且为混凝土内聚破坏≥2.5且为混凝土内聚破坏层间剪切强度(MPa)≥40≥353.2纤维复合材的安全性能指标的测定方法应符合的规定(1)对抗拉强度、受拉弹性模量及伸长率应采用现行国家标准《定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法》GB/T3354进行测定;(2)对抗弯强度,应采用现行国家标准《单向纤维增强塑料弯曲性能试验方法》GB/T3356进行测定;(3)对层间剪切强度,应按《混凝土结构加固设计规范GB50367-2006》附录D的规定进行测定;(4)对仰贴条件下纤维复合材与混凝土正拉粘结强度,应按《混凝土结构加固设计规范GB50367-2006》附录E的有关规定进行测定;(5)对纤维体积含量,应采用现行国家标准《碳纤维增强塑料纤维体积含量试验方法》GB/T3366进行测定;(6)对纤维织物单位面积质量,应采用现行国家标准《增强制品试验方法第3部分:单位面积质量的测定》GB/T9914.3进行测定。
3.3粘贴玻璃纤维施工工艺及注意事项(1)施工宜在5ħ以上环境温度条件下进行,并应符合配套树脂的施工使用温度。
当环境温度低于5ħ时,应使用适用于低温的配套树脂或采用升温处理措施。
(2)在表面处理和粘贴玻璃纤维前,应按维修设计部位放线定位,且剪裁、粘贴时要注意纤维布的受力方向。
(3)树脂配制时应按产品使用说明书规定的配比称量置于容器中,用搅拌器均匀搅拌至色泽均匀。
搅拌用容器内不得有油污及杂质。
宜根据现场实际温度决定树脂的每次拌和量,并严格控制使用时间。
(4)按比例准确配制好底胶并搅拌均匀,注意一次调和量在可使用时间内用完,超过时间的严禁使用,以确保粘接质量;底胶硬化后,在表面有凸起部分时,要用磨光机或砂纸打光。
(5)粘贴玻璃纤维布从柱底开始,以均匀的斜率缠绕至柱顶,起始和最后一圈将多余的部分剪裁掉。
后圈压前圈压边不小于3cm,每根需加固的墩柱缠绕玻璃纤维布2层,注意每层的起终点应设置在墩柱的相对侧。
粘贴纤维时要从中间向两侧进行粘贴,避免施工时产生气泡影响维修效果。
(6)纤维配套树脂的原料应密封储存,远离火源,避免阳光直接照射。
(7)树脂的配置和使用场所,应保持通风良好,现场施工人员应根据使用树脂材料采取相应的劳动保护措施。
(8)涂刷装饰材料必须等树脂初期硬化后再施做,如表面上仍有不平,用环氧树脂砂浆作细部找平后再涂刷装饰材料。
4粘结纤维复合材料的胶粘剂技术及检验要求4.1胶粘剂安全性能检验胶粘剂必须进行安全性能检验,其粘结抗剪强度标准值应根据置信水平c=0.90、保证率为95%的要求。
浸渍、粘结纤维复合材的胶粘剂必须采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂,其安全性能指标必须符合表2的规定。
结构加固工程中不得使用不饱和聚酯树脂、醇酸树脂等作浸渍、粘结胶粘剂。
表2胶粘剂安全性能指标性能项目性能要求试验方法标准胶体性能抗拉强度(MPa)≥40受拉弹性模量(MPa)≥2500GB/T2568伸长率(%)≥1.5抗弯强度(MPa)≥50GB/T2570抗压强度(MPa)≥70GB/T2569粘结能力钢-钢拉伸抗剪强度标准值(MPa)≥14GB/T7124钢-钢不均匀扯离强度(kN/m)≥20GJB94与混凝土的正拉粘结强度(MPa)≥2.5《混凝土结构加固设计规范GB50367-2006》附录F 不挥发物含量(%)≥99GB/T27934.2底胶和修补胶底胶和修补胶应与浸渍、粘结胶粘剂相适配,其安全性能应分别符合表3、表4的要求。
·57·第1期王玉震:滨海环境桥梁墩柱采用纤维复合材料加固技术浅析粘贴纤维和混凝土的胶粘剂按其工艺的不同分为两种类型:一类由配套的底胶、修补胶和浸渍、粘结胶组成;另一类为免底涂,且浸渍、粘结与修补兼用的单一胶粘剂;可根据工程需要任选一种类型,但厂商应出具免底涂胶粘剂的证书,使用单位应留档备查。
表3底胶的安全性能指标性能项目性能要求试验方法标准钢-钢拉伸抗剪强度标准值(MPa )≥14GB /T7124与混凝土的正拉粘结强度(MPa )≥2.5《混凝土结构加固设计规范GB50367-2006》附录F不挥发物含量(固体含量)(%)≥99GB /T2793混合后初黏度(23ħ时)(mPa ·s )≤6000GB /T12007.4表4修补胶的安全性能指标性能项目性能要求试验方法标准胶体抗拉强度(MPa )≥30GB /T2568胶体抗弯强度(MPa )≥40GB /T2570与混凝土的正拉粘结强度(MPa )≥2.5《混凝土结构加固设计规范GB50367-2006》附录F4.3承重结构加固用胶粘剂钢筋混凝土承重结构加固用的胶粘剂,其钢-钢粘结抗剪性能必须经湿热老化检验合格。
湿热老化检验应在50ħ温度和98%相对湿度的环境条件下按《混凝土结构加固设计规范GB 50367-2006》附录L 规定的方法进行,老化时间不得少于90d 。
经湿热老化后的试件,应在常温条件下进行钢-钢拉伸抗剪试验,其强度降低的百分率应≤10%。
结构加固用的胶粘剂必须通过毒性检验。
对完全固化的胶粘剂,其检验结果应符合实际无毒卫生等级的要求。
胶粘剂中严禁使用乙二胺作改性环氧树脂固化剂,严禁掺加挥发性有害溶剂和非反应性稀释剂。
胶粘剂应具有冻融性能试验合格的证书。
冻融环境温度应为-25ħ 35ħ(允许偏差-0ħ;+2ħ);循环次数不应少于50次;每一次循环时间应为8h ;试验结束后,试件在常温条件下测得的强度降低百分率不应大于5%。
5结束语滨海环境中,原桥清洗处理并涂装环氧树脂封闭漆,可对原结构加以保护,避免后期原有结构继续腐蚀破坏;通过纤维布进行套箍补强,可有效提高墩柱承载力,保证墩柱能达到原设计要求的强度,满足使用要求;纤维布外侧涂装丙烯酸聚氨酯面漆,可有效防止纤维布老化腐蚀,避免纤维布损坏二次维修,延长结构使用寿命。
滨海环境附近的桥梁,常年经受携带高浓度氯盐海风吹蚀,经过一段时间对普通混凝土结构腐蚀严重,甚至破坏结构本身,严重影响结构的安全性,对群众生命造成严重的威胁,对国家财产造成巨大的损失和浪费。
因而,在项目规划阶段和设计阶段,就应对环境危害具有较为前瞻的预见性,充分考虑氯盐环境产生的影响,使用满足环境类别的混凝土及钢筋等材料,以减少或避免后期维修和养护的难度。