2016年预应力碳纤维板加固案例分析

2016年预应力碳纤维板加固案列分析

预应力碳纤维板是是一种应用于桥梁、大跨度等受弯构件的主动加固技术。预应力碳纤维复合板常用宽度有50mm、100mm，常见厚度有1.2mm、1.4mm、2.0mm、3.0mm。

根据规范GB50367-2013《混凝土结构加固设计规范》，预应力碳板加固方法适用于截面偏小或配筋不足的钢筋混凝土受弯、受拉和大偏心受压构件的加固。本方法不适用与素混凝土构件，包括纵向受力钢筋一侧配筋率低于0.2%的构件加固。被加固的混凝土结构构件，混凝土强度等级不得低于C25,且混凝土表面正拉粘结程度不得低于 2.0MPa。而且本方法加固的混凝土结构，其长期使用的环境温度不应高于60℃。

除了需要执行上述的规范之外，我们在使用预应力碳板加固时，还必须严格执行执行GB50728-2011《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》、GB/T14370-2007《预应力筋用锚具、夹具和连接器》、JTG/TJ22-2008《公路桥梁加固设计规范》。我们在加固时必须以这些规范为向导，最终为我们加固服务。

预应力碳纤维板加固真实案列一

宁常镇溧高速公路通济河大桥

工程概况

通济河大桥位于半径=6000m的平曲线上；本桥上部结构为(4×25m)+(5×25m)装配式部分预应力砼连续箱梁+18m简支箱梁异性块+(5×35m)装配式部分预应力

砼连续箱+18m简支箱梁异性块+(6×25m)+(5×25m)装配式部分预应力砼连续箱梁，桥面宽度35m，下部结构为桩柱式墩台。除箱梁异性块，其余上下部结构均采用2003年版本通用图，25m组合箱梁梁高1.4m，35m梁高1.8m，底板、腹板厚度均为450px。全桥设D80、D100、D160三种规格的伸缩缝，桥梁设计荷载为：汽车-超20级，挂车-120。

桥梁病害

通济河大桥在2015年定期检查后，对全桥病害进行了维修，组合箱梁梁体及端横梁、湿接缝裂缝均已进行了封闭处理。本次检查中发现桥梁仍有病害存在：

1.组合箱梁跨中腹板新增25条竖向裂缝，缝宽约0.05mm～0.10mm，总长约18.1m。

2.组合箱梁跨中底板共有5条横向裂缝，缝宽约0.04mm～0.05mm，总长约4.9m。部分组合箱梁底板横向裂缝及腹板竖向裂缝现场照如下图所示。

维修加固方案

1.本桥出现的组合箱梁腹板竖缝及底板横缝缝宽均＜0.15mm，不对其进行封缝处理。本次设计一方面拟对底板粘贴预应力碳纤维板，增加梁体的压应力，延缓底板出现裂缝的时间；同时对腹板粘贴钢板、双向碳纤维网格，增强梁体的抗剪承载能力，限制腹板裂缝产生和发展

2.顺桥向在组合箱梁底板张拉两条单层碳纤维板，碳纤维板厚度

3.0mm、宽度

50mm，预应力碳纤维板通过固定端与张拉端的钢构件与组合箱梁底面连接，钢构件采用Q345钢材，钢构件表面采用整体镀锌防锈处理；固定端和张拉端钢构件与梁体采用M16高强锚栓连接。锚固位置位于梁端约L/6处，设计过程中已对锚固端和张拉端混凝土局部应力进行分析，确保混凝土不会开裂。

3.碳纤维板张拉施工完毕，在腹板相应位置粘贴4mm厚、375px宽的钢板条，长度为跨中10m范围，两侧腹板各粘贴2条钢板，钢板按手工涂胶法进行粘贴。

4.其余病害处理（除箱梁腹板竖缝及底板横缝）：对缝宽≥0.15mm的裂缝进行灌缝处理，对＜0.15mm的裂缝进行封缝处理，砼破损的采用轻质砂浆进行修补，锈蚀露筋的进行除锈阻锈处理。

该项目隶属于大型桥梁养护国有企业-----江苏现代路桥有限责任公司。该公司主要经营路桥项目的工程养护，因为之前对预应力碳板的粘贴功效不甚了解，多方考察后决定选用我司预应力碳纤维板进行粘贴加固

施工图：

预应力碳纤维板加固真实案列二

芦氾河大桥

桥梁病害情况

1.腹板竖向裂缝

全桥箱粱腹板共有228条竖向裂缝，其中227条缝宽<0.15mm，总长206.6m，1条缝宽≥0.15mm，长1m。裂缝主要分布于1／3跨到2/3跨之间。

2.腹板斜裂缝

左幅第13孔2#组合箱梁腹板有1条正八字斜向裂缝，宽0.10mm，长1.3m，裂缝位于1/4跨。

3.底板横向裂缝

全桥组合箱梁梁底共有364条横向裂缝，缝宽<0.15mm，总长344.1m；裂缝主要分布于跨中范围内。

4.底板纵向裂缝

全桥组合箱梁梁底共有11条纵向裂缝，缝宽<0.15mm，总长43.5m

5.混凝土缺陷

全桥梁体共有2处砼空洞，总体积0.00017m³；有1处砼剥落，面积3.5㎡；有1处麻面，面积0.45㎡；有1处锈胀露筋，总长0.5m。

6.支座病害

全桥支座共有110个支座环向开裂0.5mm，53个支座环向开裂1mm，7个支座环向开裂1.5mm，7个支座环向开裂2mm，4个支座环向开裂3mm，4个支座局部脱空，4个支座剪切变形，17个支座临时支撑末拆，8个支座防尘罩末拆。

橡胶支座开裂可能是在竖向力作用下，橡胶支座内薄钢板之间的橡胶体会产生压缩变形，而橡胶体会向侧向膨胀外凸，橡胶有相应的拉伸变形而产生应力老化，因而会在支座橡胶本体外表面出现裂缝。

加固措施

针对检查出来的各类裂缝和病害，采取下述加固措施：

1.灌浆、封缝

凡裂缝宽度≥0.15mm，做灌浆处理；凡裂缝宽度<0.15mm，做封闭处理。

2.体外预应力钢束加固

在实际运营荷载下，次边跨、中跨跨中抗弯承载力不足，对左幅第4联进行体外预应力钢束加固。

3.粘贴预应力碳纤维板加固

在实际运营荷载下，次边跨、中跨跨中抗弯承载力不足，对右幅第4联进行预应力碳纤维板加固，边跨每片箱梁增加2片宽125px，厚3mm的预应力碳纤维板，中跨箱梁每片增加3片宽125px，厚3mm的预应力碳纤维板。

施工图：