橋梁維修方法與加固案例
2011-05-19 來(lái)源：百度文庫(kù)
摘 要：本文結(jié)合華北橋加固維修工程中碳纖維技術(shù)的應(yīng)用對(duì)我們今后施工技術(shù)提出了一些看法。
關(guān)鍵詞：碳纖維加固
華北橋是一座跨越永定新河的特大橋梁，在當(dāng)初修建時(shí)堪稱(chēng)結(jié)構(gòu)合理，跨越能力大，用材指標(biāo)低且外型美觀(guān)的先進(jìn)橋型。由于近幾年來(lái)重型運(yùn)輸車(chē)輛急速增加，該橋已不堪重負(fù)，損壞嚴(yán)重，非大修不可，此次大修工程中運(yùn)用的碳纖維結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)還是得到了廣泛的認(rèn)可。
1碳纖維片修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的發(fā)展概況
碳纖維是幾千度的高溫下經(jīng)特殊工藝制造出的一種高科技產(chǎn)品，碳纖維片是將碳纖維浸漬樹(shù)脂，用特殊工藝制成的纖維定向排列的復(fù)合片材。它對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)以及抗震加固的技術(shù)，近些年已經(jīng)受到更加廣泛的重視。應(yīng)用目前技術(shù)進(jìn)行加固，只需用環(huán)氧樹(shù)脂將碳纖維片粘貼到混凝土構(gòu)件的表面即可。這種方法不僅施工簡(jiǎn)便，不受酸、堿、鹽等的腐蝕，耐久性好，而且基本不增加結(jié)構(gòu)的重量，不影響結(jié)構(gòu)的外觀(guān)，所以比其他加固技術(shù)更具廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
日本是世界上碳纖維的主要生產(chǎn)國(guó)，也是研究應(yīng)用碳纖維片修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)最早的國(guó)家，對(duì)碳纖維片的應(yīng)用已很普及。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)工作的深入研究、工程經(jīng)驗(yàn)的積累以及材料生產(chǎn)技術(shù)和品質(zhì)的提高，碳纖維片作為一種新的混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)已日趨成熟，并得到了世界上眾多國(guó)家的認(rèn)可和推廣應(yīng)用。
2碳纖維片修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展和工程應(yīng)用
2．1傳統(tǒng)的混凝土修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)方法
過(guò)去我國(guó)經(jīng)常使用的傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)方法，主要有加大截面法、體外預(yù)應(yīng)力法和外包鋼板法幾種。加大截面法又名外包混凝土法，主要是將截面加寬、加厚、加高，已容納新增鋼筋。此法很有效，但增加結(jié)構(gòu)體積和自重，造成肥梁胖柱、施工工序繁多、用工多、施工期大，且要用大型機(jī)械，還必須有很大施工空間；體外預(yù)應(yīng)力法是在梁下加受拉弦桿，合立柱一起形成反拱架，補(bǔ)強(qiáng)效果好但也有E：述各種缺點(diǎn)，特別是結(jié)構(gòu)商度增大很多；外包鋼板法又稱(chēng)粘鋼法，除上述缺陷外，難于緊貼原結(jié)構(gòu)表面，且不耐腐蝕，必須定期防銹。因此，傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)方法的應(yīng)用場(chǎng)合受到種種限制，甚至某些條件下無(wú)法采用。
2．2國(guó)內(nèi)發(fā)展概況
碳纖維片用于混凝土結(jié)構(gòu)的維修補(bǔ)強(qiáng)加固在我國(guó)只有五年的歷史，但是發(fā)展迅速。到日前為止，這項(xiàng)技術(shù)已用于數(shù)十項(xiàng)大型混凝土結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)工程，獲得了業(yè)主及有關(guān)方頂?shù)暮迷u(píng)。碳纖維片補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，正在日益受到國(guó)內(nèi)土木工程行業(yè)和有關(guān)主管部門(mén)的關(guān)注和重視，這必將促進(jìn)碳纖維修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)在我國(guó)的快速發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)雖能生產(chǎn)少量碳纖維片，但在碳纖維片的均質(zhì)和低樹(shù)脂含量等關(guān)鍵技術(shù)上與國(guó)外相比，仍有很大差距，對(duì)材質(zhì)性能難以保證。為保證工程質(zhì)量和碳纖維片的補(bǔ)強(qiáng)效果和耐久性，碳纖維片和專(zhuān)用得環(huán)氧樹(shù)脂仍需從國(guó)外進(jìn)口。
2．3碳纖維片修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的工程應(yīng)用
我國(guó)將碳纖維正式用于混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)是從1998年開(kāi)始，幾年來(lái)，施工單位將碳纖維用于橋梁和建筑結(jié)構(gòu)的修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)，取得了非常好的效果，在天津橋梁維修加固中，為我們提供了一種用會(huì)傳統(tǒng)方法難以達(dá)到的新方法。現(xiàn)以具有代表性的華北橋加固維修工程為例，敘述如下：
該橋由主橋及兩側(cè)引橋三部分組成。主橋上部結(jié)構(gòu)為三跨變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，路徑布置為70m十100m十70m，下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)實(shí)體墩臺(tái)。 主橋兩側(cè)引橋的上部結(jié)構(gòu)為6跨單孔路徑20m的普通鋼筋混凝土T梁，下部結(jié)構(gòu)為鉆孔濫注樁三柱式墩臺(tái)，橋梁全長(zhǎng)489．9m，橋面全寬18．5m。由于超載重車(chē)頻繁行駛等多種因素，橋面損壞嚴(yán)重。在時(shí)橋梁檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)全橋箱粱13道橫隔板中有大量裂縫，且裂縫都為豎向裂縫，最大裂縫寬度為o．44mm。下部結(jié)構(gòu)中商側(cè)中墩混凝土豎向裂縫比較嚴(yán)重，天攤方向一側(cè)出現(xiàn)4條裂縫，長(zhǎng)度2．60m，寬度1．0—2．0mm o考慮到該僑的維修工程量大，梁體裂縫損壞分布的面廣，又必須與橋面翻修同時(shí)進(jìn)行，工程必須在短期內(nèi)完成等諸多因素，經(jīng)各方面綜合研究，對(duì)梁體及下部結(jié)構(gòu)的維修均采用碳纖維維修的方案。在帽梁負(fù)彎矩區(qū)先將裂縫注入環(huán)氧樹(shù)脂封閉，然后打磨平整，順抗力方向粘貼1—2層TXD—C—20型碳纖維片。碳纖維片粘結(jié)樹(shù)脂固化后，表面用配制的與原混凝土表面顏色一致的水泥膠漿涂裝，外觀(guān)上看不出明顯的修補(bǔ)跡象。其它部位補(bǔ)強(qiáng)用上述方法既可。
3結(jié)束語(yǔ)
碳纖維片的施工與橋面的維修同時(shí)進(jìn)行，方法簡(jiǎn)便，修補(bǔ)后交付使用一年多，效果良好。另外，天津普濟(jì)河道立交橋維修補(bǔ)強(qiáng)、天津市十—經(jīng)路立交橋墩柱補(bǔ)強(qiáng)、天津于家?guī)X大橋維修工程均采用了碳纖維片修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，也取得了良好的效果?？傊S著科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，越來(lái)越多的新技術(shù)將在我們的工租實(shí)踐中進(jìn)行運(yùn)用，這也必將為我國(guó)科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。
