橋梁碳纖維加固概述
碳纖維布是一種由碳纖維和樹(shù)脂組成的復(fù)合材料,由于具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、抗疲勞特性好、容重輕和電磁中性等特點(diǎn),被大量應(yīng)用于土木領(lǐng)域,特別是舊橋、舊建筑加固領(lǐng)域。然而傳統(tǒng)的粘貼碳纖維布加固方法,由于碳纖維布彈性模量相對(duì)其強(qiáng)度低得多,發(fā)揮強(qiáng)度時(shí)需要較大的變形,難以抑制結(jié)構(gòu)的變形與裂縫的發(fā)展,構(gòu)件初期加固效果不明顯;另外,由于環(huán)氧樹(shù)脂的剪切強(qiáng)度低,粘結(jié)界面易發(fā)生碳纖維布剝離的脆性破壞,材料得不到充分利用。因此出現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固}昆凝土構(gòu)件的技術(shù)。
國(guó)內(nèi)外大量的研究人員投入到了預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固混凝土構(gòu)件的研究。國(guó)外學(xué)者認(rèn)為對(duì)碳纖維布施加預(yù)應(yīng)力方法可分為三種類(lèi)型。反拱梁類(lèi),通過(guò)外部獨(dú)立的反應(yīng)框架張拉碳纖維布類(lèi),反作用于加固梁張拉碳纖維布類(lèi)。所有的加固方法都建議在預(yù)應(yīng)力碳纖維布端部采用錨固措施,防止在高應(yīng)力區(qū)預(yù)應(yīng)力碳纖維布發(fā)生粘結(jié)破壞。對(duì)于預(yù)應(yīng)力水平,Meier建議采用預(yù)加應(yīng)力水平為50%以上,可以通過(guò)推遲碳纖維布脫落破壞,提高極限強(qiáng)度。然而實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)預(yù)加應(yīng)力水平達(dá)到50% ~70%時(shí),高應(yīng)力的碳纖維布所剩變形能力有限,碳纖維布的初期斷裂,反而會(huì)減少梁的強(qiáng)度。合適的預(yù)加應(yīng)力水平應(yīng)在50% 左右。2000年,Darbyet a1.實(shí)驗(yàn)表明預(yù)加應(yīng)力水平為50%的碳纖維布對(duì)于18 m的梁強(qiáng)度提高為46%,而傳統(tǒng)碳纖維的加固方法強(qiáng)度提高只有24% 。
碳纖維加固中空鼓問(wèn)題處理辦法
粘貼碳纖維布時(shí),在碳纖維布和浸漬膠之間不應(yīng)殘留空氣形成氣泡造成空鼓。為此,可用器具沿著纖維方向在碳纖維片上滾壓多次,對(duì)角隅處應(yīng)向著角隅滾壓,對(duì)拱起的部位要向相反的方向滾壓,以去除氣泡,使浸漬膠均勻地充分滲浸入碳纖維片的碳纖維束中。
空鼓處理方法如下:
1、注入法,在碳纖維布上打開(kāi)兩個(gè)以上的小孔,使用注射器注入浸漬膠,然后進(jìn)行按壓整平。
2、割刀切入修補(bǔ)法,沿纖維方向切入2~3刀,用橡膠刮板、毛刷沾上適量浸漬膠,填進(jìn)割開(kāi)的縫內(nèi)。
3、補(bǔ)丁補(bǔ)修法,當(dāng)貼片完全固化后,無(wú)法用割刀切開(kāi)或注入浸漬膠,或碳纖維片表面出現(xiàn)褶皺或松弛時(shí),應(yīng)割去不良部分,重新粘貼碳纖維片,且重新粘貼搭接部分寬度不少于10cm。
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