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桥梁下部结构的加固――粘贴高强复合纤维加固
粘贴高强复合纤维加固法是采用环氧树脂胶(或其它建筑结构胶)将高强符合纤维布(或板)直接粘结在被加固混凝土结构薄弱部分,与被加固结构形成整体,共同受力,以限制裂缝的发展,提高结构的承载力。采用粘贴高强复合纤维法进行受弯构件正截面承载力和斜截面承载力加固补强时,纤维布的布置方案与粘贴钢板加固法相同。后粘贴的高强复合纤维可以限制裂缝的开展、提高梁的抗弯和抗剪承载力。
1、混凝土基面处理:对待加固的混凝土基面的劣化层(剥落、起皮、浮浆和风化层)用砂轮机处理宽较大的裂缝应注入环氧树脂浆封堵。然后,用铁刷或压缩空气松散浮渣和粉尘,再利用丙酮清洗。
2、涂刷底层胶:将配置好的底层胶搅拌均匀,用滚筒或刷子均匀地涂抹在混凝土表层,胶层不宜太厚,自然风干硬化后,对表面有凸起部分,用磨光机或砂纸打平。待底层胶指触干燥后,方可进入下一步工序。
3、粘贴面的修补:若发现粘贴面上凹入部位,应用找平胶进行修补,保证粘贴面的平整。待找平胶干燥固化后,方可进行下一步工序。
4、粘贴纤维布在待粘贴面上划出各层粘贴位置,依据设计尺寸:截剪纤维布。纤维布一般不宜在主纤维方向搭接。若需要接长时,搭接长度不得小于150~。按设计位置由上至下、由左向右有序进行,并以滚筒压挤贴片,使纤维布与浸渍树脂充分浸透。通常,桥梁加固往往以上部结构加固为主,而忽视对下部结构的再利用,而下部结构再利用是技术上可行、经济上合理的举措。下部结构的检测与加固随着检测与加固技术的变革,会有更广阔的应用前景,并带来更大的资源节约,从而提高经济效益。




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碳纤维布在桥梁加固中的应用
在桥梁加固中,必须尽可能地减少对原结构的扰动、损伤以及加固后自重的增加,同时兼顾施工操作的可行性。碳纤维布轻质高强,且施工方便的特性,在桥梁加固中可得到充分的发挥。因此碳纤维布在桥梁中,可用于主梁、墩台等承重构件中,也可在非承重构件中加固使用。
在桥梁的主梁加固中,可以将碳纤维布等效为钢筋,沿桥梁主拉应力方向粘贴碳纤维布,同时两端设置锚固段,可有效防止裂缝的生成以及提高主梁的抗弯刚度;也可粘贴在梁的侧面,发挥类似箍筋的作用机理,提高主梁抗剪承载力。碳纤维布也可用于轴心受压的墩柱加固中,可采用环向围束法,在墩柱上缠绕碳纤维布对柱体侧向变形起到约束,进而提高墩柱抗压强度。
需要注意的是,碳纤维加固不仅需要注意锚固还需要注意用量问题。首先碳纤维布强度高,用量过多会造成材料的浪费。其次碳纤维布的任意使用会降低混凝土的延性,影响受弯构件的破坏形式,造成碳纤维布受拉破坏转变为受弯构件上部受压区混凝土的突然压坏,受压破坏具有突然性,危险程度较高。
事实上,虽然碳纤维布在桥梁加固中施工方便且对原结构影响小,但碍于其受力滞后的特性,在桥梁加固中难以发挥材料的高强度优势。而预应力碳板,结合预应力技术,能够充分发挥碳纤维复合材高抗拉强度、同时改变梁受力性能,为桥梁加固提供了全新的方法。预应力碳板尤其适用于大跨径桥梁的加固,正逐步得到越来越多的认可。




桥梁加固—粘贴钢板加固法是通过配置黏结剂把打磨好的钢板粘贴在混凝土结构的表面,用以提高混凝土结构的承载能力。钢板的作用是相当于对混凝土增加一部分受拉钢筋,加固用钢板一般采用3号钢或16锰钢为宜。对粘贴钢板这种加固方式,外贴的钢板应与混凝土表面有较好的粘结能力,以保证钢板与结构之间能共同工作。
粘贴钢板加固具有以下几方面的优点:
(1)粘贴钢板由于质量较轻对结构施加的二次荷载较小,施工时不需花费大量的人力、物力,施工质量容易保证;
(2)钢板由于抗拉强度均很高,加固效果明显;
(3)所需费用较为经济,加固施工周期短,钢板是紧贴结构布设因此不增加原结构尺寸,能够确保原结构的空间使用要求。
但粘贴钢板加固也有如下缺点:混凝土表面进行清理和混凝土结构进行钻孔植螺栓时对原结构造成一定的损伤,因此施工过程中力求把损伤程度降到樶低,尽量按照设计要求进行施工。



桥梁加固改造的基本条件
由于桥梁使用功能的特殊性,并非所有桥梁都适合加固。首先,加固改造后的桥梁,在承载力、耐久性能上都需满足使用上的要求。对桥梁进行加固并非意味着可以无限制的桥梁承载力,需要考虑到新的加固体系与旧的混凝土结构的整体性与共同工作。避免出现加固体系受力滞后而混凝土结构优先破坏的情况。
其次,通过加固的桥梁应具有较明显的经济效益与社会效益。桥梁病害严重时可考虑采取废除重建的形式,但这种方式不仅需要考虑新建桥梁的费用与耗时,拆除旧桥也会产生不菲的费用。一般情况下加固改造旧桥低于新建同规模桥梁投资的50%左右,因此在满足情况下,采用加固改造的方法更具有优势。




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