9.3碳纤维布在韩庄闸公路T梁桥加固中的应用
9.3.1工程概况
韩庄闸公路桥位于山东省微山县韩庄镇南,是104国道的主干道,设计标准为汽-20、挂-100。1958年初建时,闸孔为17孔,相应公路桥也为17跨,净跨为12.Om,公路桥宽5.3m。由5片钢筋混凝土简支T梁组成。后因防洪、泄洪和104国道车流量的要求,1977进行了扩建,南、北各新增加7孔,即新增14孔,扩建后闸(桥)全长435.60m,桥宽由5.3m增加到9.Om,由5片钢筋混凝土T梁和5块钢筋混凝土空心板组成,桥面结构组合型截面。
韩庄闸公路桥自建成以来,旧桥运行了40余年,加宽部分公路桥运行也有20多年。近10多年来,随着104国道上的车流量、车载重不断增加,代表车型不断趋于重型化,公路负荷日趋加重,特别是旧公路桥T梁部分超载较为严重,普遍出现可见裂缝,经安全检测和评估分析发现,T梁强度不足,不能满足设计汽-20、挂-100要求,而且老闸部分的T梁混凝土老化病害严重,为了使公路桥老闸部分的T梁保证其长期安全通行,则必须对该闸公路桥进行加固。
9.3.2加固施工工艺
工艺流程为:准备工程→基底处理→涂底胶和找平→粘贴。
(1)准备工程
加固前应对公路桥T梁尽可能卸荷,同时停止交通,以减少汽车通行造成的震动对粘贴效果的影响。
(2)基底处理
由于T梁混凝土结构部分表面很脏,要求先用角磨机进行初步打磨,除去1mm厚表层污垢,然后用清水冲洗表面粉尘,对于混凝土部分表面不是很脏的,则可用直接对粘结面进行打磨,除去1~2mm表面风化层;对于构件基面混凝土突出严重的部位要用角磨机磨平,转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状(R>10mm);对于混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位先予以凿除,对于较大面积的劣化层在凿除后应用水泥砂浆进行修复。最后用清水冲洗干净,待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦试表面3~4次,直至脱脂棉上无粉尘。
(3)涂底胶和找平
涂底胶和找平用胶量根踞现场实际气温决定用量。将LZ结构胶甲组分和乙组分按2:1的比例混合并均匀搅拌。同时严格控制在2h内使用完毕,超过2h的结构胶不得继续使用。用滚筒刷将底胶均匀涂刷于混凝土表面,待胶固化后再进行下一工序施工,一般固化时间为1~2d。
底漆固化后,对混凝土表面气孔、凹陷部位和模板接头部位用胶填平,以减小高度差,确保混凝土表面相对平整。转角处也用LZ胶修补成光滑的圆弧,半径不小于10mm。
(4)粘贴
按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布,除非特殊要求,碳纤维布长度一般应在3m内。碳纤维布在受力方向尽量不要搭接,如需搭接,则沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm。而纬向不是结构的主要受力方向,可采用拼接,不用搭接。
将LZ粘结结构胶甲组分和乙组分别按2:1的比例混合并均匀搅拌,然后均匀涂抹于粘贴的部位,在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。粘贴碳纤维布,在确定所粘贴部位无误后用特制滚子反复沿纤维方向滚压,去除气泡,并使结构胶充分浸透碳纤维布。多层粘贴应重复上述步骤,待碳纤维布表面指触干燥方可进行下一层的粘贴。碳纤维端部固定用横向碳纤维固定。
9.2.3加固效果检验
通过对加载前后钢筋混凝土T梁在汽-20级作用下的抗弯和抗剪分析可知,钢筋混凝土T梁在加固后,其抗弯和抗剪能力均有较大程度的提高(抗弯约为加固前1.44倍,抗剪约为加固前2.15倍),因而对韩庄闸公路T梁桥采用粘贴碳纤维布的工艺加固是合适的,加固效果明显。加固后的桥梁承载能力得到恢复,并有一定的安全储备,达到了加固设计的要求。