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预应力碳纤维带在桥梁中的应用

文章出处:人气:-发表时间:2021-11-17 16:11【

Application of Prestressed Carbon Fiber Strip in Bridge


在这一阶段,许多旧桥都发生了桥梁病害,严重影响了桥梁的正常运行。因此,迫切需要开发有效的桥梁加固技术。预应力碳纤维片材加固技术是一种新型的加固技术。它依靠碳纤维带材的高抗拉强度形成碳纤维条预应力体系,可以增加开裂荷载和屈服荷载,抑制构件变形和裂缝扩展,对桥梁的加固起到一定的作用。


图1是预应力碳纤维条钢筋混凝土桥梁的施工现场图。传统的桥梁加固技术是相对被动的,并没有显着地提高结构的整体内力,很难充分发挥辅助材料的强度极限。预应力碳纤维片材作为新型加固技术的代表,具有粘结预应力易形成、抗腐蚀性能好等优点,可以提高梁结构的承载力,有效地延缓钢筋的屈服。它不仅弥补了传统桥梁加固的缺陷,而且具有良好的应用前景,可以促进桥梁加固的创新、技术和科学。


首先,根据钢筋混凝土桥梁的实际情况,确定预应力度的取值范围,预应力碳纤维条的详细信息,锚固系统的布置设计和尺寸设计。建立有限元模型,比较加固前后桥梁的承载能力,并采用弯矩表达法计算应力度的取值范围。在确定预应力度后,计算了所需预应力碳纤维带材的截面面积,推导出预应力碳纤维带材的截面面积,并采用I型碳纤维带材。根据设计张拉吨位的布置,选择碳纤维带的宽度,选用1.4mm的碳纤维带,采用无粘结碳纤维带加固。以拉力控制应力为0.6fpk,根据锚固系统的特点和张拉过程计算预应力损失。


二是实施施工控制技术。为施工做好桥梁准备,并处理表面裂缝。根据设计图纸安装锚杆和锚固装置,并将锚头安装在清洗后的碳纤维带材上进行现场切割。从应力扰动两个方面对预应力碳纤维带材的拉力和伸长率进行了监测,并根据监测结果确定了碳纤维带材的夹紧方法,并对预应力进行了适当的调整,以保证加固施工质量。


图2展示了预应力碳纤维条形锚固系统在桥梁加固中的应用。碳纤维带材是由优质碳纤维原料和碱性树脂制成的,是一种碳纤维增强塑料,具有抗拉强度、抗冲击、抗疲劳、耐腐蚀等特点。它具有安全系数高、技术可靠指标高、重量轻、空间要求小等优点,在桥梁加固中得到了广泛的应用。


具体应用如下。首先,构建预应力碳纤维带锚固体系,以锚固(两端)、碳纤维条、普通钢筋、粘结胶、碳纤维粘接剂、张拉装置和张拉设备为主要材料,形成预应力。碳纤维条形锚固系统


其次,在施工要点、工艺和技术要点方面,根据桥梁病害设计加固方案和锚固块位置,制作碳纤维锚杆,确定碳纤维带材的规格,加强部位。修复梁表面缺陷后,定位锚固区,射孔化学地脚螺栓,植筋,擦洗碳纤维带,涂胶。最后,在固化的化学锚杆和张拉区上安装碳纤维条锚,安装千斤顶拉伸碳纤维条,并将碳纤维条靠近混凝土表面加固患桥。


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