應用碳纖維技術加固涵洞蓋板
發布時間:2014-07-15
一、前言
欽北鐵路修建於上個世紀90niandai,beiqiguangxiqinzhoushinanzhibeihaishi,shixinandiquhuowujinchukoudebianjietongdaozhiyi,youguangxiyanhaitielugufenyouxiangongsiqinzhougongwuduanfuzebaoyangheweixiu。zairichangyanghugongzuozhong,womenfaxiangaitiaoxianlujingguochangnianyunyingshiyongyou89座涵洞的蓋板出現了混凝土離析、開裂、風化露筋、鋼gang筋jin鏽xiu蝕shi等deng嚴yan重zhong病bing害hai,涵han洞dong蓋gai板ban的de承cheng載zai力li下xia降jiang。隨sui著zhe近jin年nian來lai欽qin北bei線xian列lie車che軸zhou重zhong增zeng大da及ji速su度du的de提ti高gao,該gai病bing害hai嚴yan重zhong地di影ying響xiang到dao列lie車che的de行xing車che安an全quan,急ji需xu對dui發fa生sheng病bing害hai的de涵han洞dong蓋gai板ban進jin行xing加jia固gu處chu理li。
二、 病害產生原因
產生此類病害的原因是多方麵的,主要有以下幾點:(1)zaihandongjiansheshigongshi,cunzaizhiliangwenti,gaibangangjinbaohucenghoudubugou,hunningtuzhendaobumishi,jingchangnianshiyong,biaocenghunningturongyifenghuatuoluo,xingchenglujin。(2)蓋板
防水層開裂失效,雨水不斷滲入與蓋板混凝土的主要成分矽酸鈣發生水化反應,形成遊離鈣、guisuanheqingyanggen,zaimaoxiyazuoyongxiahunningtuzhongdeyanfenbeishuidaichuyujiyuhunningtubiaomian,jinyibuyukongqizhongdeeryanghuatanfanyingzaihunningtubiaomianjiejingxingchengbaiseyingkuai,zuihouxingchengjianshi。zaizhegeguochengzhong,ruguojiegoucunzailiefeng,jiuhuiyinqigangjindexiuzhang,chuxiangangjinxiushideqingkuang。(3)欽qin北bei線xian處chu於yu沿yan海hai地di帶dai,空kong氣qi中zhong和he雨yu水shui中zhong都dou含han有you一yi定ding的de氯lv鹽yan成cheng分fen,鹽yan水shui滲shen入ru到dao蓋gai板ban混hun凝ning土tu的de縫feng隙xi裏li,引yin起qi堿jian骨gu料liao反fan應ying發fa生sheng鹽yan腐fu蝕shi,加jia速su了le混hun凝ning土tu的de離li析xi。
三、 施工方案的比較選擇
對該病害的處理方法,我們提出了兩種施工方案:
一是在以往對
鋼筋混凝土結構的
加固工程中經常采用的施工方法,鑿除並清洗幹淨原有蓋板混凝土表麵的劣化層後,附著施工增加一定厚度的
鋼筋混凝土保護層或噴射鋼纖維混凝土和外包
鋼板,從(cong)而(er)達(da)到(dao)加(jia)固(gu)的(de)目(mu)的(de)。但(dan)由(you)於(yu)許(xu)多(duo)涵(han)洞(dong)孔(kong)徑(jing)較(jiao)小(xiao),機(ji)械(xie)設(she)備(bei)在(zai)窄(zhai)小(xiao)的(de)空(kong)間(jian)內(nei)難(nan)以(yi)展(zhan)開(kai),如(ru)果(guo)采(cai)用(yong)該(gai)方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)加(jia)固(gu)涵(han)洞(dong)蓋(gai)板(ban)工(gong)程(cheng),施(shi)工(gong)難(nan)度(du)較(jiao)大(da),施(shi)工(gong)人(ren)員(yuan)、設備較多,預計工期需要10個月,並且新舊混凝土界麵的粘結強度不高,真實的受力狀況很難與設計預想相符。
二是參考國內外使用
碳纖維加固橋梁的成功經驗,使用
碳纖維加固技術對涵洞蓋板進行加固。
碳纖維加固技術的發展:碳纖維又稱增強複合材料,用於
混凝土結構的加固始於70―80年代的美國、日本。日本阪神大地震及台灣“9.11”地震後,
碳纖維加固技(ji)術(shu)被(bei)廣(guang)泛(fan)用(yong)於(yu)震(zhen)後(hou)建(jian)築(zhu)重(zhong)建(jian)和(he)補(bu)強(qiang),這(zhe)些(xie)都(dou)促(cu)進(jin)了(le)碳(tan)纖(xian)維(wei)在(zai)加(jia)固(gu)補(bu)強(qiang)工(gong)程(cheng)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)。我(wo)國(guo)在(zai)這(zhe)方(fang)麵(mian)起(qi)步(bu)較(jiao)晚(wan),但(dan)發(fa)展(zhan)勢(shi)頭(tou)迅(xun)猛(meng),進(jin)展(zhan)飛(fei)快(kuai),已(yi)經(jing)有(you)了(le)許(xu)多(duo)橋(qiao)
梁加固成功的實例。如南京機場路高架橋空心板補強修複;盧溝新橋的補強修複工程等等。
碳纖維加固技術的工作原理、特點及優越性:碳纖維增強複合材料加固修補
混凝土結構技(ji)術(shu),是(shi)利(li)用(yong)專(zhuan)門(men)配(pei)製(zhi)的(de)粘(zhan)結(jie)劑(ji)將(jiang)碳(tan)纖(xian)維(wei)片(pian)粘(zhan)貼(tie)在(zai)混(hun)凝(ning)土(tu)構(gou)件(jian)需(xu)補(bu)強(qiang)加(jia)固(gu)部(bu)位(wei)表(biao)麵(mian),使(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)與(yu)碳(tan)纖(xian)維(wei)片(pian)形(xing)成(cheng)一(yi)體(ti),共(gong)同(tong)工(gong)作(zuo)的(de)加(jia)固(gu)修(xiu)補(bu)方(fang)式(shi)。(1)碳纖維複合材料具有優越的力學性能,其抗拉強度是普通Ⅱ級鋼筋抗拉強度的10倍以上,彈模也與
鋼材相當;(2)碳纖維材料不與酸堿鹽等化學物質發生反應,因而用碳纖維材料加固後的
鋼筋混凝土構件具有良好的耐腐蝕性及耐久性,適合於沿海地區空氣濕度大,鹽堿含量較高的特點;(3)碳纖維的單位體積重量僅為
鋼材的l/4左右,製成板狀後,其厚度僅為1.4mm左右,幾乎不增加結構自重和改變截麵外形。由於
碳纖維布是一種柔性材料,而且可以任意裁剪,可以有效的封閉
混凝土結構的裂縫,且不改變結構形狀及不影響結構外觀,很適合於加固涵洞蓋板這類施工麵較小的工程。(4)施工簡便、工序簡單,由於其自重較輕,可用小型電動工具操作,操作空間要求較寬鬆。不像傳統補強方法需要眾多工種、大量勞力及大型施工設備,可以在傳統技術無法施工的有限作業空間內實施。
通過對兩種施工方案各自特點的研究比較,我們技術人員認為第二種方案更加適合本次涵洞蓋板
加固工程。