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1、張拉碳纖維板施工工藝研究1 概述據記錄截止底，在國內通車公路中，有各種橋梁33.66萬座，合計長度1474.75萬延米，其中：特大橋876座，145.96萬延米；大橋23290座，512.53萬延米；別的為中小橋。從全國橋梁普查資料來看，全國查出危橋13303座，達468888延米。危橋存在，已嚴重影響到路網和干線暢通。此外，隨著國內交通事業迅速發展，各級公路上交通流量均在不斷增長，運送車輛噸位有較大幅度增長，這對國內路網中橋梁通行能力和承載力均提出了更高更新規定。因而，通過一定技術辦法，對技術原則低、通行能力和技術狀況差及因其她因素導致危橋進行加寬改造與加固補強，使既有橋梁在此后交通事業發展2、中保持充分適應性，是國內交通管理部門要長期進行一項重要工作。橋梁加固技術改造其主線目是為了恢復和提高承載力，辦法有如下幾種類型：1、加強薄弱構件。對于有嚴重缺陷或因通行重型車輛而不能滿足安全承載規定薄弱構件，采用以新材料，增大構件截面尺寸、增設外部預應力或用化學粘結劑粘貼補強材料等補強辦法進行加固。2、增長輔助構件。3、變化構造體系。碳纖維板張拉施工就是通過在梁體設立碳纖維板，然后通過張拉以提高梁體承載力一種施工技術。我公司在廣東杜步大橋加固施工中在國內公路橋梁加固施工初次采用了該技術，獲得了抱負效果。杜步大橋位于原107國道，現清（遠）連（州）一級公路上，中心樁號為K2177+583.2273、。橋長833m，斜交角度90，橋寬21.5m，跨徑布置為2730m，上部構造采用預制預應力混凝土T梁，下部橋臺采用重力式橋臺、擴大基本，橋墩采用柱式墩、樁基本，支座采用圓形板式橡膠支座。該橋設計荷載為汽車超20級，掛車120。在清（遠）連（州）一級公路升級改造過程中，由于路基施工標段在刷坡施工中防護不當，某些巨石砸落到杜步大橋上，導致右幅橋第一跨橋面及梁體嚴重破壞。根據橋梁檢測及設計文獻，加固辦法中采用了在其中3片T梁馬蹄側面張拉預應力碳纖維板以補償原構造承載力。西安瑞通路橋科技有限公司依照業主批復施工組織設計于9月4日至10月1日組織了該項目施工，廣東虎門技術征詢有限公司作為該項目監理全程監4、理了施工全過程。2 設計與施工工藝流程2.1 設計概況1、順橋向在T梁馬蹄位置張拉單層碳纖維板，碳纖維板設計厚度2.4mm、寬度為60mm，抗拉強度2800Mpa，彈性模量1.65*10 Mpa，極限承載力為403.2KN，張拉控制力為220KN，碳纖維板材料安全性能指標必要符合混凝土構造加固設計規范中強制執行條款條單向織物（布）高強度級規定。2、預應力碳纖維板通過固定端與張拉端鋼構件與T梁馬蹄側面連接，鋼構件采用Q345鋼，鋼構件表面采用整體鍍鋅防銹解決，鍍鋅外面再涂兩道紅色和銀色防銹漆；固定端和張拉端鋼構件與混凝土梁采用M20高強錨栓連接。3、施工完畢后，應在碳纖維板外表面涂抹涂料作為防護5、。4、只加固第一跨第1、2、3梁，全橋共3片梁。2.2施工工藝流程2.2.1重要施工環節a、施工準備；b、混凝土表面解決；c、在安裝碳纖維板張拉端和固定端構件位置按照設計圖紙規定鉆孔種植高強度螺桿；d、螺桿固化達到設計強度后開始安裝張拉端和固定端鋼構件；e、碳纖維板粘貼面在粘貼前用丙酮擦洗干凈；f、在碳纖維板和梁底接觸面上涂抹粘結劑，錨具底板和梁底接觸面上涂抹粘結劑；g、安裝碳纖維板；h、張拉碳纖維板并對梁體撓度變化進行觀測；i、張拉完畢后，在碳纖維板兩側（含碳纖維板）范疇內粉5mm厚粘結劑作為碳板保護層；j、在固定錨具螺栓螺帽處抹一層粘結劑，所有金屬件表面再抹一層防銹油脂，然后安裝張拉端與固6、定端錨具蓋帽；k、在被加固梁底兩側范疇涉及蓋帽均采用高強度、高粘結砂漿保護涂料涂刷保護。 2.2.2 工藝流程圖3 重要工藝要點3.1 施工準備1、搭設施工支架、重要材料采購及錨具鋼構件加工制造。依照現場條件搭設適于施工施工支架。本項目使用碳纖維板材料為橋梁加固專用材料，設計厚度2.4mm，極限抗拉強度為2800 MPa，彈性模量為1.65x105MPa，極限承載力為403.2KN，碳纖維板張拉控制力為220KN，為碳纖維板極限拉力55%，該材料為進口sika供應商提供。碳纖維板與梁體粘結采用SikaDur30粘結劑；錨具底板和梁底接觸面上涂抹SikaDur31CFN粘結劑。錨具鋼構件采用廠制7、，錨具加工所用鋼板采用15mm厚A3鋼，錨固螺栓采用M8高強螺栓，張拉螺桿采用8.8級鋼制M24螺桿。2、施工放樣。在加固T梁表面按照設計圖紙放樣，擬定碳纖維板和兩端錨具位置。放樣采用鋼尺定位，依照支座位置擬定設計位置。3.2 砼鑿除及表面解決依照施工放樣擬定固定錨具和張拉端錨具位置鑿除梁體表面砼，厚度為1.5cm（即錨具鋼板厚度），以保證粘貼錨具表面與梁體表面水平。在碳纖維板位置處采用角磨機對梁體砼表面進行打磨，再用干布拭擦，保證粘貼面平整且無粉塵。3.3 植螺栓施工1、植螺栓辦法：采用植筋法對螺栓進行安裝，鉆孔直徑應與螺栓直徑配套鉆頭進行鉆孔。2、植螺栓用膠和螺栓：植螺栓膠用瑞士喜利得植筋8、膠，螺栓采用高強錨栓。3、植螺栓定位、鉆孔：在鉆孔前先探明梁體鋼筋位置并作記號，當鉆孔與鋼筋位置發生沖突時，恰當調節孔位，鉆孔時應垂直梁體，鉆孔深度為15 cm。 4、清潔孔壁及螺栓： （1）、將吹風機噴嘴進一步成孔底部并吹入干凈無油空氣，向外拉出噴嘴，重復3次；（2）、將硬毛刷插入孔中，來回旋轉清刷3次；（3）、再將吹風機噴嘴進一步成孔底部吹氣，重復3次；（4）、對要植入螺栓上油污應進行清理；（5）、植螺栓前用丙酮擦拭孔壁、孔底和螺栓。5、植螺栓：植筋膠采用喜利得專用注射器進行灌注，灌注量為孔深2/3，并保證在植入螺栓后有少量膠體溢出，注入膠體后應及時單向旋轉插入螺栓，直至達到設計深度，保證9、螺桿頂端在同一平面上，并校正螺栓垂直度。膠體完全固化前，不得觸動或振動已植螺栓，以免影響其黏結性能。3.4 固定端錨具和張拉端錨具制作：1、固定端錨具和張拉端錨具采用工廠自動、半自動切割和焊接辦法，切割邊沿表面光滑，無毛刺、咬口等現象。 2、錨具黏合面采用平砂輪打磨直至露出金屬光澤，打磨紋路應與鋼板受力方向垂直，錨具黏結面應有一定粗糙度。 3、錨具螺栓孔位擬定與制作（1）將螺桿位置印到事先準備好膠合板上。膠合板應與錨具底板大小相似，并在板上編號并標注方向。 （2）依照印在膠合板上螺桿位置，用開孔器鉆 22mm 孔。 （3）、將開好孔膠合板套入螺桿上。若不行則不斷修正孔，直至能順暢地將板套入螺桿10、。 （4）、復測膠合板中線應于碳板軸線基本重疊。 （5）、將錨具送到鐵件加工車間，依照膠合板上孔位置在錨具底板上開孔。3.5 固定端錨具和張拉端錨具安裝與錨固 1、錨具與T梁混凝土間采用SikaDur 31 CFN粘貼，將配好膠體正面涂抹在清潔混凝土和錨具黏結面上，涂膠應自上而下進行。 2、錨具黏結面上抹膠應中間厚兩邊薄，中間涂抹膠厚度為5mm左右，將錨具預留孔平穩對準螺栓并迅速擰緊螺帽，使錨具與混凝土緊密黏合，清理擠出多余膠體。3.6 張拉碳纖維板 1、把錨具與碳纖維板接觸部位范疇內涂上油脂。 2、用丙酮將碳纖維板接觸混凝土構件表面擦洗干凈。 3、在碳纖維板上抹2-3mmSikadur 3011、。 4、先在固定端安裝上碳纖維板，然后在張拉端安裝上碳纖維板和轉向板。 5、在張拉端安裝千斤頂，保證千斤頂中線與碳纖維板中線重疊。千斤頂型號為FYRR-308，最大功率30T,行程210mm。6、先給碳纖維板施加10%應力，使碳纖維板繃直，然后再將力歸零。記錄張拉端夾具位置，并再次檢查各部件位置。7、再以20%和60%應力給碳纖維板施加預應力，每一級張拉結束后用扳手擰緊螺帽，每一級之間持荷5分鐘，記錄張拉端夾具位置，比較實測值與計算值之間偏差。8、當預應力施加到100%即張拉力為220kN時計算最后碳纖維板張拉伸長值，并持荷5分鐘。9、張拉結束后用雙螺帽固定死張拉螺桿。卸除千斤頂。10、切除過12、長張拉螺桿，螺帽后端留3cm。3.7 安裝蓋帽 1、將錨具表面涂上一層防銹油脂。 2、安裝蓋帽3.8 成品保護 1、用Sikadur 31 CFN彌補錨具四周縫隙。 2、用Sikadur 31 CFN 在碳纖維板表面抹5mm厚，150mm寬保護層。3、在梁外側和金屬蓋帽表面滾涂丙烯酸彈性涂料Sikagard ElastoColor CW兩度。3.9 施工安全及注意事項1、施工中應嚴格遵守執行公路橋涵施工技術規范(JTJ041)、公路養護安全作業規程（JTG H30）、公路工程施工安全技術規程進行施工，做到專用設備，專職使用。2、為保證施工安全、構造安全及工作順利開展，在施工前必要對施工機具、暫13、時設備及其他保障辦法進行詳細檢查、核對，在保證萬無一失后方可施工。3、碳纖維板為導電材料，使用碳纖維板時應盡量遠離電氣設備及電源。 使用中應避免碳纖維板彎折。 碳纖維板配套樹脂原料應密封儲存，遠離火源，避免陽光直接照射， 樹脂配制和使用場合，應保持通風良好。現場施工人員應依照使用樹脂材料采用相應勞動保護辦法。4、在碳纖維板張拉過程中，要對梁體撓度變化進行觀測，如果撓度變化有異常狀況，應停止張拉，并檢查因素。4 檢查與驗收由于張拉碳纖維板施工在公路施工是一項新工藝，沒有成熟工藝規范與規定，咱們針對設計意圖，參照相應原則制定了施工中控制原則，在施工過程中嚴格執行。1、錨具鋼構件加工檢查與驗收錨具鋼14、構件加工材質、厚度、螺孔位置、螺桿長度是保證錨具滿足設計規定核心指標，依照設計規定及機械加工手冊、公路橋涵施工規范有關規定擬定鋼板采用A3鋼、厚度采用15mm、螺孔位置1mm、螺桿長度0mm。經現場檢查驗收，均滿足設計規定。2、碳纖維板檢查與驗收碳纖維板采用sika成品，其重要指標為：設計厚度2.4mm，極限抗拉強度為2800 MPa，彈性模量為1.65x105MPa，極限承載力為403.2KN，碳纖維板張拉控制力為220KN，為碳纖維板極限拉力55%，由sika直供商提供并保證其品質。現場檢查重要是成品外觀，經檢查碳纖維板外觀順直、無毛刺、厚度均勻、與張拉固定頭連接牢固，從張拉成果看sika碳纖維板質量平穩可靠，滿足設計規定。3、錨具安裝檢查與驗收依照設計規定，結合公路橋涵施工規范有關規定，錨具安裝容許誤差為10mm，經檢查驗收實際施工均滿足設計規定。4、碳纖維板張拉施工與驗收依照設計規定，參照預應力砼施工規范有關規定，碳纖維板張拉采用張拉力與伸長值雙值控制，由于碳纖維板為多層碳纖維布粘結而成，其彈性模量差別系數相對較大，擬定其張拉伸長量容許誤差為10%，實際施工中經檢查驗收滿足設計規定。5 結論通過杜步大橋張拉碳纖維板施工實踐及后期檢測成果表白，施工成果完全符合設計預期效果，張拉碳纖維板施工工序簡樸可靠、工藝簡捷可控，是預應力體外施工提高梁體承載力有效辦法。