解析碳纖維加固技術(shù)在港口碼頭改造工程中應(yīng)用

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1、解析碳纖維加固技術(shù)在港口碼頭改造工程中應(yīng)用　　摘要:結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際,對(duì)碳纖維加固技術(shù)在梁板改造工程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析,從碳纖維加固技術(shù)的計(jì)算方法、施工工藝、施工方案等方面進(jìn)行了論述,提出了一整套碳纖維加固技術(shù)在梁板改造工程中的應(yīng)用方法。關(guān)鍵詞:碳纖維加固,梁板改造,施工方案中圖分類(lèi)號(hào)：TU7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A6市政工程施工中對(duì)結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的需求隨著2010年上海世博會(huì)的日益臨近,城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入也日益加大,不少城市道路、橋梁、市政管線(xiàn)、河流堤岸等設(shè)施都在逐步進(jìn)行更新與擴(kuò)容,一些不能滿(mǎn)足未來(lái)使用要求的建筑物與構(gòu)筑物將面臨拆除或加固處理。由于市政工程的更新與擴(kuò)容基本位于市區(qū),其工程建設(shè)將對(duì)城市正

2、常運(yùn)行產(chǎn)生影響。如果對(duì)不滿(mǎn)足未來(lái)使用要求的市政設(shè)施進(jìn)行拆除重建,不僅需要付出昂貴的經(jīng)濟(jì)代價(jià),同時(shí)還將經(jīng)歷較長(zhǎng)的工程建設(shè)周期;如果對(duì)其進(jìn)行加固處理,達(dá)到未來(lái)使用要求的標(biāo)準(zhǔn),不僅可降低工程造價(jià),同時(shí)其工程建設(shè)周期相對(duì)較短。因此,在設(shè)施拆除重建與加固處理兩種方案的比選中,常常會(huì)選擇對(duì)原設(shè)施加固處理。通常來(lái)說(shuō),以下幾種情況造成城市市政設(shè)施需要進(jìn)行加固處理:碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)的研究始于20世紀(jì)80年代美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和交通事業(yè)的飛速發(fā)展,碳纖維加固技術(shù)的研究和應(yīng)用有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。碳纖維加固技術(shù)是指將抗拉強(qiáng)度極高的碳纖維用環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)浸成為復(fù)合增強(qiáng)材料(單向連續(xù)纖維),然后

3、用環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)上,形成一個(gè)新的復(fù)合體,使增強(qiáng)粘貼材料與原有鋼筋混凝土共同受力,增大結(jié)構(gòu)的抗裂或抗剪能力,提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、抗裂性和延伸性。碳纖維與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補(bǔ)強(qiáng)相比,具有節(jié)省空間,施工簡(jiǎn)便,不需要現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施,施工質(zhì)量易保證,基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重,耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。另外,采用該工法可大大提高建筑物的使用壽命,降低加固成本。因此,碳素纖維作為劃時(shí)代的補(bǔ)強(qiáng)材料而備受青睞和關(guān)注。1工程概況某別墅住宅二層梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖中,Z軸交½軸~¾軸位置設(shè)梁L202,規(guī)格200mm@500mm,梁面標(biāo)

4、高3.450m,梁底標(biāo)高2.950m,低于板底標(biāo)高100mm(板厚100mm)。因現(xiàn)場(chǎng)使用要求,梁L202的底部必須與板底做平。初步方案為鑿除梁L202底部100mm,割除梁底部主筋,然后對(duì)影響區(qū)域的板梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。經(jīng)對(duì)粘鋼加固、碳纖維布粘貼加固、碳纖維板粘貼加固等多種加固方法進(jìn)行分析比較后,6并結(jié)合本工程需加固別墅棟號(hào)多、工程量大等實(shí)際情況,最終采用了使用碳纖維布粘貼進(jìn)行梁板結(jié)構(gòu)加固的方案。2加固方案1)加固范圍的確定。梁L202受拉主筋鑿除后,梁自重、梁上外墻(包括內(nèi)外裝飾)自重、板重以及樓面活載均由板底鋪設(shè)的碳纖維布承擔(dān)。由局部荷載影響范圍的規(guī)定,結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn),最終選定&frac

5、12;軸~¾軸交Y軸,軸區(qū)域樓板結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。2)計(jì)算過(guò)程。本工程加固材料采用300g高強(qiáng)度Ò級(jí)單向碳纖維布,厚度0.167mm,按重要構(gòu)件考慮,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取ff=1400MPa,彈性模量設(shè)計(jì)值取Ef=2.0@105MPa,拉應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)值取Ef=0.007。加固后的梁板結(jié)構(gòu)按矩形截面受彎構(gòu)件考慮,其受拉邊混凝土邊緣粘貼碳纖維加固材料。原樓板正彎矩筋因梁底筋鑿除可不計(jì)?？汕蟮没炷潦軌簠^(qū)高度x,將x代入式:A1fcbx=7fffAfe其中,7f=(0.8Ecuh/x)-Ecu-EfoEf,最后得出,復(fù)合構(gòu)件每延米應(yīng)粘貼的碳纖維有效截面積Afe=162.44mm?？?/p>

6、慮強(qiáng)度適當(dāng)折減,實(shí)際加固方案為在板底粘貼雙層500mm寬碳纖維,中心間距400mm,實(shí)際采用的有效截面面積為Af=1200mm2。3施工方案膠粘劑的配制將原材料按不同配合比準(zhǔn)確稱(chēng)量,6分別配制底涂膠料、整平膠料及粘結(jié)膠料。先將稀釋劑加入聚合物主料內(nèi)攪拌均勻,再將填料加入繼續(xù)攪拌至均勻,最后加入固化劑,充分?jǐn)嚢韬蠹纯墒褂谩?)配制膠料時(shí)應(yīng)注意底涂膠料每次配制量以1kg~2kg為宜;整平膠料每次配制量以0.5kg~1kg為宜;粘結(jié)膠料每次配制量以1kg~2kg為宜。2)所有膠料要求于1h內(nèi)施工完畢?；滋幚砘炷帘砻娉霈F(xiàn)剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予以剔除,對(duì)于較大面積的劣質(zhì)層,在剔除后應(yīng)

7、用聚合物水泥砂漿進(jìn)行修復(fù)。3)裂縫部位如有必要應(yīng)先進(jìn)行封閉處理。4)用混凝土絞磨機(jī)、砂輪(砂紙)等工具去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì),構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整,尤其是表面的凸出部位要磨平,轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀(R[10mm)。用吹風(fēng)機(jī)將混凝土表面清理干凈并保持干燥。涂底膠按一定比例將主劑與固化劑先后置于容器中,用攪拌器攪拌均勻,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際氣溫決定用量,并嚴(yán)格控制使用時(shí)間。用滾筒刷或毛刷