张拉碳纤维板施工工艺研究
1 概述
统计截止2005年底国通车公路中种桥梁3366万座累计长度147475万延米中：特桥876座14596万延米桥23290座51253万延米余中桥2004年全国桥梁普查资料全国查出危桥13303座达468888延米危桥存已严重影响路网干线畅通外着国交通事业快速开展级公路交通流量均断增加运输车辆吨位较幅度增长国路网中桥梁通行力承载力均提出更高更新求通定技术措施技术标准低通行力技术状况差原造成危桥进行加宽改造加固补强现桥梁交通事业开展中保持充分适应性国交通理部门长期进行项重工作
桥梁加固技术改造根目恢复提高承载力方法种类型：1加强薄弱构件严重缺陷通行重型车辆满足安承载求薄弱构件采新材料增构件截面尺寸增设外部预应力化学粘结剂粘贴补强材料等补强措施进行加固2增加辅助构件3改变结构体系
碳纤维板张拉施工通梁体设置碳纤维板然通张拉提高梁体承载力种施工技术公司广东杜步桥加固施工中国公路桥梁加固施工首次采该技术取理想效果
杜步桥位原107国道现清〔远〕连〔州〕级公路中心桩号K2177+583227桥长833m斜交角度90°桥宽215m跨径布置27×30m部结构采预制预应力混凝土T梁部桥台采重力式桥台扩根底桥墩采柱式墩桩根底支座采圆形板式橡胶支座该桥设计荷载汽车－超20级挂车－120
清〔远〕连〔州〕级公路升级改造程中路基施工标段刷坡施工中防护局部巨石砸落杜步桥造成右幅桥第跨桥面梁体严重破坏桥梁检测设计文件加固措施中采中3片T梁马蹄侧面张拉预应力碳纤维板补偿原结构承载力
西安瑞通路桥科技根业批复施工组织设计2008年9月4日2008年10月1日组织该工程施工广东虎门技术咨询作该工程监理全程监理施工全程
2 设计施工工艺流程
21 设计概况
1桥T梁马蹄位置张拉单层碳纤维板碳纤维板设计厚度24mm宽度60mm抗拉强度≥2800Mpa弹性模量≥165*10 Mpa极限承载力4032KN张拉控制力220KN碳纤维板材料安性指标必须符合混凝土结构加固设计标准中强制执行条款条单织物〔布〕高强度Ⅰ级规定
2预应力碳纤维板通固定端张拉端钢构件T梁马蹄侧面连接钢构件采Q345钢钢构件外表采整体镀锌防锈处理镀锌外面涂两道红色银色防锈漆固定端张拉端钢构件混凝土梁采M20高强锚栓连接
3施工完毕应碳纤维板外外表涂抹涂料作防护
4加固第跨第1＃2＃3＃梁全桥3片梁
22施工工艺流程
221施工步骤
a施工准备
b混凝土外表处理
c安装碳纤维板张拉端固定端构件位置设计图纸求钻孔种植高强度螺杆
d螺杆固化达设计强度开始安装张拉端固定端钢构件
e碳纤维板粘贴面粘贴前丙酮擦洗干净
f碳纤维板梁底接触面涂抹粘结剂锚具底板梁底接触面涂抹粘结剂
g安装碳纤维板
h张拉碳纤维板梁体挠度变化进行观测
i张拉完毕碳纤维板两侧〔含碳纤维板〕范围粉5mm厚粘结剂作碳板保护层
j固定锚具螺栓螺帽处抹层粘结剂金属件外表抹层防锈油脂然安装张拉端固定端锚具盖帽
k加固梁底两侧范围包括盖帽均采高强度高粘结砂浆保护涂料涂刷保护 222 工艺流程图
3 工艺点
31 施工准备
1搭设施工支架材料采购锚具钢构件加工制造
根现场条件搭设适施工施工支架工程碳纤维板材料桥梁加固专材料设计厚度24mm极限抗拉强度2800 MPa弹性模量165x105MPa极限承载力4032KN碳纤维板张拉控制力220KN碳纤维板极限拉力55该材料进口sika供商提供碳纤维板梁体粘结采SikaDur30粘结剂锚具底板梁底接触面涂抹SikaDur31CFN粘结剂
锚具钢构件采厂制锚具加工钢板采15mm厚A3钢锚固螺栓采M8高强螺栓张拉螺杆采88级钢制M24螺杆
2施工放样加固T梁外表设计图纸放样确定碳纤维板两端锚具位置放样采钢尺定位根支座位置确定设计位置
32 砼凿外表处理
根施工放样确定固定锚具张拉端锚具位置凿梁体外表砼厚度15cm〔锚具钢板厚度〕保证粘贴锚具外表梁体外表水碳纤维板位置处采角磨机梁体砼外表进行磨干布拭擦确保粘贴面整粉尘
33 植螺栓施工
1植螺栓方法：采植筋法螺栓进行安装钻孔直径应螺栓直径配套钻头进行钻孔
2植螺栓胶螺栓：植螺栓胶瑞士喜利植筋胶螺栓采高强锚栓
3植螺栓定位钻孔：钻孔前先探明梁体钢筋位置作记号钻孔钢筋位置发生突时适调整孔位钻孔时应垂直梁体钻孔深度15 cm
4清洁孔壁螺栓：
〔1〕吹风机喷嘴深入成孔底部吹入洁净油空气外拉出喷嘴反复3次
〔2〕硬毛刷插入孔中返旋转清刷3次
〔3〕吹风机喷嘴深入成孔底部吹气反复3次
〔4〕植入螺栓油污应进行清理
〔5〕植螺栓前丙酮擦拭孔壁孔底螺栓
5植螺栓：植筋胶采喜利专注射器进行灌注灌注量孔深23保证植入螺栓少许胶体溢出注入胶体应立单旋转插入螺栓直达设计深度确保螺杆顶端面校正螺栓垂直度胶体完全固化前触动振动已植螺栓免影响黏结性
34 固定端锚具张拉端锚具制作：
1固定端锚具张拉端锚具采工厂动半动切割焊接方法切割边缘外表光滑毛刺咬口等现象
2锚具黏合面采砂轮磨直露出金属光泽磨纹路应钢板受力方垂直锚具黏结面应定粗糙度
3锚具螺栓孔位确定制作
〔1〕螺杆位置印事先准备胶合板胶合板应锚具底板相板编号标注方
〔2〕根印胶合板螺杆位置开孔器钻Ø 22mm 孔
〔3〕开孔胶合板套入螺杆假设行断修正孔直畅板套入螺杆
〔4〕复测胶合板中线应碳板轴线根重合
〔5〕锚具送铁件加工车间胶合板孔位置锚具底板开孔
35 固定端锚具张拉端锚具安装锚固
1锚具T梁混凝土间采SikaDur 31 CFN粘贴配胶体正面涂抹清洁混凝土锚具黏结面涂胶应进行
2锚具黏结面抹胶应中间厚两边薄中间涂抹胶厚度5mm左右锚具预留孔稳准螺栓迅速拧紧螺帽锚具混凝土紧密黏合清理挤出余胶体
36 张拉碳纤维板
1锚具碳纤维板接触部位范围涂油脂
2丙酮碳纤维板接触混凝土构件外表擦洗干净
3碳纤维板抹23mmSikadur 30
4先固定端安装碳纤维板然张拉端安装碳纤维板转板
5张拉端安装千斤顶确保千斤顶中线碳纤维板中线重合千斤顶型号FYRR308功率30T行程210mm
6先碳纤维板施加10应力碳纤维板绷直然力零记录张拉端夹具位置次检查部件位置
72060应力碳纤维板施加预应力级张拉结束扳手拧紧螺帽级间持荷5分钟记录张拉端夹具位置拟实测值计算值间偏差
8预应力施加100张拉力220kN时计算终碳纤维板张拉伸长值持荷5分钟
9张拉结束双螺帽固定死张拉螺杆卸千斤顶
10切长张拉螺杆螺帽端留3cm
37 安装盖帽
1锚具外表涂层防锈油脂
2安装盖帽
38 成品保护
1Sikadur 31 CFN填补锚具四周缝隙
2Sikadur 31 CFN 碳纤维板外表抹5mm厚150mm宽保护层
3梁外侧金属盖帽外表滚涂丙烯酸弹性涂料Sikagard ElastoColor CW两度
39 施工安考前须知
1施工中应严格遵守执行公路桥涵施工技术标准（JTJ041—2000）公路养护安作业规程〔JTG H30－2004〕公路工程施工安技术规程进行施工做专设备专职
2保证施工安结构安工作利开展施工前必须施工机具时设备保障措施进行详细检查核确保万失前方施工
3 碳纤维板导电材料碳纤维板时应量远离电气设备电源 中应防止碳纤维板弯折 碳纤维板配套树脂原料应密封储存远离火源防止阳光直接射 树脂配制场应保持通风良现场施工员应根树脂材料采取相应劳动保护措施
4碳纤维板张拉程中梁体挠度变化进行观测果挠度变化异常情况应停止张拉检查原
4 检查验收
张拉碳纤维板施工公路施工项新工艺没成熟工艺标准规定针设计意图参相应标准制定施工中控制标准施工程中严格执行
1锚具钢构件加工检查验收
锚具钢构件加工材质厚度螺孔位置螺杆长度确保锚具满足设计求关键指标根设计求机械加工手册公路桥涵施工标准相关规定确定钢板采A3钢厚度采15mm螺孔位置±1mm螺杆长度±0mm现场检查验收均满足设计求
2碳纤维板检查验收
碳纤维板采sika成品指标：设计厚度24mm极限抗拉强度2800 MPa弹性模量165x105MPa极限承载力4032KN碳纤维板张拉控制力220KN碳纤维板极限拉力55sika直供商提供确保品质现场检查成品外观检查碳纤维板外观直毛刺厚度均匀张拉固定头连接牢固张拉结果sika碳纤维板质量稳满足设计求
3锚具安装检查验收
根设计求结合公路桥涵施工标准相关规定锚具安装容许误差±10mm检查验收实际施工均满足设计求
4碳纤维板张拉施工验收
根设计求参预应力砼施工标准相关规定碳纤维板张拉采张拉力伸长值双值控制碳纤维板层碳纤维布粘结成弹性模量差异系数相较确定张拉伸长量容许误差10实际施工中检查验收满足设计求
5 结
通杜步桥张拉碳纤维板施工实践期检测结果说明施工成果完全符合设计预期效果张拉碳纤维板施工工序简单工艺简捷控预应力体外施工提高梁体承载力效方法
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1 概述
统计截止2005年底国通车公路中种桥梁3366万座累计长度147475万延米中：特桥876座14596万延米桥23290座51253万延米余中桥2004年全国桥梁普查资料全国查出危桥13303座达468888延米危桥存已严重影响路网干线畅通外着国交通事业快速开展级公路交通流量均断增加运输车辆吨位较幅度增长国路网中桥梁通行力承载力均提出更高更新求通定技术措施技术标准低通行力技术状况差原造成危桥进行加宽改造加固补强现桥梁交通事业开展中保持充分适应性国交通理部门长期进行项重工作
桥梁加固技术改造根目恢复提高承载力方法种类型：1加强薄弱构件严重缺陷通行重型车辆满足安承载求薄弱构件采新材料增构件截面尺寸增设外部预应力化学粘结剂粘贴补强材料等补强措施进行加固2增加辅助构件3改变结构体系
碳纤维板张拉施工通梁体设置碳纤维板然通张拉提高梁体承载力种施工技术公司广东杜步桥加固施工中国公路桥梁加固施工首次采该技术取理想效果
杜步桥位原107国道现清〔远〕连〔州〕级公路中心桩号K2177+583227桥长833m斜交角度90°桥宽215m跨径布置27×30m部结构采预制预应力混凝土T梁部桥台采重力式桥台扩根底桥墩采柱式墩桩根底支座采圆形板式橡胶支座该桥设计荷载汽车－超20级挂车－120
清〔远〕连〔州〕级公路升级改造程中路基施工标段刷坡施工中防护局部巨石砸落杜步桥造成右幅桥第跨桥面梁体严重破坏桥梁检测设计文件加固措施中采中3片T梁马蹄侧面张拉预应力碳纤维板补偿原结构承载力
西安瑞通路桥科技根业批复施工组织设计2008年9月4日2008年10月1日组织该工程施工广东虎门技术咨询作该工程监理全程监理施工全程
2 设计施工工艺流程
21 设计概况
1桥T梁马蹄位置张拉单层碳纤维板碳纤维板设计厚度24mm宽度60mm抗拉强度≥2800Mpa弹性模量≥165*10 Mpa极限承载力4032KN张拉控制力220KN碳纤维板材料安性指标必须符合混凝土结构加固设计标准中强制执行条款条单织物〔布〕高强度Ⅰ级规定
2预应力碳纤维板通固定端张拉端钢构件T梁马蹄侧面连接钢构件采Q345钢钢构件外表采整体镀锌防锈处理镀锌外面涂两道红色银色防锈漆固定端张拉端钢构件混凝土梁采M20高强锚栓连接
3施工完毕应碳纤维板外外表涂抹涂料作防护
4加固第跨第1＃2＃3＃梁全桥3片梁
22施工工艺流程
221施工步骤
a施工准备
b混凝土外表处理
c安装碳纤维板张拉端固定端构件位置设计图纸求钻孔种植高强度螺杆
d螺杆固化达设计强度开始安装张拉端固定端钢构件
e碳纤维板粘贴面粘贴前丙酮擦洗干净
f碳纤维板梁底接触面涂抹粘结剂锚具底板梁底接触面涂抹粘结剂
g安装碳纤维板
h张拉碳纤维板梁体挠度变化进行观测
i张拉完毕碳纤维板两侧〔含碳纤维板〕范围粉5mm厚粘结剂作碳板保护层
j固定锚具螺栓螺帽处抹层粘结剂金属件外表抹层防锈油脂然安装张拉端固定端锚具盖帽
k加固梁底两侧范围包括盖帽均采高强度高粘结砂浆保护涂料涂刷保护 222 工艺流程图
3 工艺点
31 施工准备
1搭设施工支架材料采购锚具钢构件加工制造
根现场条件搭设适施工施工支架工程碳纤维板材料桥梁加固专材料设计厚度24mm极限抗拉强度2800 MPa弹性模量165x105MPa极限承载力4032KN碳纤维板张拉控制力220KN碳纤维板极限拉力55该材料进口sika供商提供碳纤维板梁体粘结采SikaDur30粘结剂锚具底板梁底接触面涂抹SikaDur31CFN粘结剂
锚具钢构件采厂制锚具加工钢板采15mm厚A3钢锚固螺栓采M8高强螺栓张拉螺杆采88级钢制M24螺杆
2施工放样加固T梁外表设计图纸放样确定碳纤维板两端锚具位置放样采钢尺定位根支座位置确定设计位置
32 砼凿外表处理
根施工放样确定固定锚具张拉端锚具位置凿梁体外表砼厚度15cm〔锚具钢板厚度〕保证粘贴锚具外表梁体外表水碳纤维板位置处采角磨机梁体砼外表进行磨干布拭擦确保粘贴面整粉尘
33 植螺栓施工
1植螺栓方法：采植筋法螺栓进行安装钻孔直径应螺栓直径配套钻头进行钻孔
2植螺栓胶螺栓：植螺栓胶瑞士喜利植筋胶螺栓采高强锚栓
3植螺栓定位钻孔：钻孔前先探明梁体钢筋位置作记号钻孔钢筋位置发生突时适调整孔位钻孔时应垂直梁体钻孔深度15 cm
4清洁孔壁螺栓：
〔1〕吹风机喷嘴深入成孔底部吹入洁净油空气外拉出喷嘴反复3次
〔2〕硬毛刷插入孔中返旋转清刷3次
〔3〕吹风机喷嘴深入成孔底部吹气反复3次
〔4〕植入螺栓油污应进行清理
〔5〕植螺栓前丙酮擦拭孔壁孔底螺栓
5植螺栓：植筋胶采喜利专注射器进行灌注灌注量孔深23保证植入螺栓少许胶体溢出注入胶体应立单旋转插入螺栓直达设计深度确保螺杆顶端面校正螺栓垂直度胶体完全固化前触动振动已植螺栓免影响黏结性
34 固定端锚具张拉端锚具制作：
1固定端锚具张拉端锚具采工厂动半动切割焊接方法切割边缘外表光滑毛刺咬口等现象
2锚具黏合面采砂轮磨直露出金属光泽磨纹路应钢板受力方垂直锚具黏结面应定粗糙度
3锚具螺栓孔位确定制作
〔1〕螺杆位置印事先准备胶合板胶合板应锚具底板相板编号标注方
〔2〕根印胶合板螺杆位置开孔器钻Ø 22mm 孔
〔3〕开孔胶合板套入螺杆假设行断修正孔直畅板套入螺杆
〔4〕复测胶合板中线应碳板轴线根重合
〔5〕锚具送铁件加工车间胶合板孔位置锚具底板开孔
35 固定端锚具张拉端锚具安装锚固
1锚具T梁混凝土间采SikaDur 31 CFN粘贴配胶体正面涂抹清洁混凝土锚具黏结面涂胶应进行
2锚具黏结面抹胶应中间厚两边薄中间涂抹胶厚度5mm左右锚具预留孔稳准螺栓迅速拧紧螺帽锚具混凝土紧密黏合清理挤出余胶体
36 张拉碳纤维板
1锚具碳纤维板接触部位范围涂油脂
2丙酮碳纤维板接触混凝土构件外表擦洗干净
3碳纤维板抹23mmSikadur 30
4先固定端安装碳纤维板然张拉端安装碳纤维板转板
5张拉端安装千斤顶确保千斤顶中线碳纤维板中线重合千斤顶型号FYRR308功率30T行程210mm
6先碳纤维板施加10应力碳纤维板绷直然力零记录张拉端夹具位置次检查部件位置
72060应力碳纤维板施加预应力级张拉结束扳手拧紧螺帽级间持荷5分钟记录张拉端夹具位置拟实测值计算值间偏差
8预应力施加100张拉力220kN时计算终碳纤维板张拉伸长值持荷5分钟
9张拉结束双螺帽固定死张拉螺杆卸千斤顶
10切长张拉螺杆螺帽端留3cm
37 安装盖帽
1锚具外表涂层防锈油脂
2安装盖帽
38 成品保护
1Sikadur 31 CFN填补锚具四周缝隙
2Sikadur 31 CFN 碳纤维板外表抹5mm厚150mm宽保护层
3梁外侧金属盖帽外表滚涂丙烯酸弹性涂料Sikagard ElastoColor CW两度
39 施工安考前须知
1施工中应严格遵守执行公路桥涵施工技术标准（JTJ041—2000）公路养护安作业规程〔JTG H30－2004〕公路工程施工安技术规程进行施工做专设备专职
2保证施工安结构安工作利开展施工前必须施工机具时设备保障措施进行详细检查核确保万失前方施工
3 碳纤维板导电材料碳纤维板时应量远离电气设备电源 中应防止碳纤维板弯折 碳纤维板配套树脂原料应密封储存远离火源防止阳光直接射 树脂配制场应保持通风良现场施工员应根树脂材料采取相应劳动保护措施
4碳纤维板张拉程中梁体挠度变化进行观测果挠度变化异常情况应停止张拉检查原
4 检查验收
张拉碳纤维板施工公路施工项新工艺没成熟工艺标准规定针设计意图参相应标准制定施工中控制标准施工程中严格执行
1锚具钢构件加工检查验收
锚具钢构件加工材质厚度螺孔位置螺杆长度确保锚具满足设计求关键指标根设计求机械加工手册公路桥涵施工标准相关规定确定钢板采A3钢厚度采15mm螺孔位置±1mm螺杆长度±0mm现场检查验收均满足设计求
2碳纤维板检查验收
碳纤维板采sika成品指标：设计厚度24mm极限抗拉强度2800 MPa弹性模量165x105MPa极限承载力4032KN碳纤维板张拉控制力220KN碳纤维板极限拉力55sika直供商提供确保品质现场检查成品外观检查碳纤维板外观直毛刺厚度均匀张拉固定头连接牢固张拉结果sika碳纤维板质量稳满足设计求
3锚具安装检查验收
根设计求结合公路桥涵施工标准相关规定锚具安装容许误差±10mm检查验收实际施工均满足设计求
4碳纤维板张拉施工验收
根设计求参预应力砼施工标准相关规定碳纤维板张拉采张拉力伸长值双值控制碳纤维板层碳纤维布粘结成弹性模量差异系数相较确定张拉伸长量容许误差10实际施工中检查验收满足设计求
5 结
通杜步桥张拉碳纤维板施工实践期检测结果说明施工成果完全符合设计预期效果张拉碳纤维板施工工序简单工艺简捷控预应力体外施工提高梁体承载力效方法
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