
隨著路橋建設事業的不斷飛速發展,我國公路橋梁的養護、維修、加固及技術改造任務也日益加大,在眾多針對橋梁結構的維修加固技術中,預應力碳纖維板加固橋梁技術作為一種新型的橋梁加固技術,已經得到了日益廣泛地關注。
預應力碳纖維板加固橋梁技術,是利用碳纖維板作為預應力筋材,通過特殊的張拉、錨固裝置,對碳纖維板施加預應力并錨固于加固橋梁構件上,與之粘貼以承受拉應力。預應力碳纖維板加固橋梁技術,將體外預應力的主動加固優點與碳纖維材料高強度性能結合在一起,可大大提高碳纖維材料的利用率,能在一定程度上愈合既有橋梁的裂縫,大幅度提高加固構件的極限承載力。
近日,在江蘇省寧常鎮潥高速公路通濟河大橋的加固工程中,就應用了預應力碳纖維板加固技術。
工程概況
通濟河大橋位于半徑=6000m的平曲線上;本橋上部結構為(4×25m)+(5×25m)裝配式部分預應力砼連續箱梁+18m簡支箱梁異性塊+(5×35m)裝配式部分預應力砼連續箱+18m簡支箱梁異性塊+(6×25m)+(5×25m)裝配式部分預應力砼連續箱梁,橋面寬度35m,下部結構為樁柱式墩臺。除箱梁異性塊,其余上下部結構均采用2003年版本通用圖,25m組合箱梁梁高1.4m,35m梁高1.8m,底板、腹板厚度均為450px。全橋設D80、D100、D160三種規格的伸縮縫,橋梁設計荷載為:汽車-超20級,掛車-120。
橋梁病害
通濟河大橋在2015年定期檢查后,對全橋病害進行了維修,組合箱梁梁體及端橫梁、濕接縫裂縫均已進行了封閉處理。本次檢查中發現橋梁仍有病害存在:
1.組合箱梁跨中腹板新增25條豎向裂縫,縫寬約0.05mm~0.10mm,總長約18.1m。
2.組合箱梁跨中底板共有5條橫向裂縫,縫寬約0.04mm~0.05mm,總長約4.9m。
部分組合箱梁底板橫向裂縫及腹板豎向裂縫現場照如下圖所示。

(圖1)左幅19#孔2#梁內腹板豎向裂縫延伸至梁底

(圖2)左幅21#孔3#梁內腹板豎向裂縫延伸至梁底
3.其余病害:檢查中另發現部分常規裂縫,砼破損,銹脹露筋等。
維修加固方案
1.本橋出現的組合箱梁腹板豎縫及底板橫縫縫寬均<0.15mm,不對其進行封縫處理。本次設計一方面擬對底板粘貼預應力碳纖維板,增加梁體的壓應力,延緩底板出現裂縫的時間;同時對腹板粘貼鋼板、雙向碳纖維網格,增強梁體的抗剪承載能力,限制腹板裂縫產生和發展,相關構造如下圖所示:

(圖1)25m組合箱梁加固示意圖(單位:cm)

(圖2) 35m組合箱梁加固示意圖(單位:cm)
2.順橋向在組合箱梁底板張拉兩條單層碳纖維板,碳纖維板厚度3.0mm、寬度50mm,預應力碳纖維板通過固定端與張拉端的鋼構件與組合箱梁底面連接,鋼構件采用Q345鋼材,鋼構件表面采用整體鍍鋅防銹處理;固定端和張拉端鋼構件與梁體采用M16高強錨栓連接。錨固位置位于梁端約L/6處,設計過程中已對錨固端和張拉端混凝土局部應力進行分析,確保混凝土不會開裂。
3.碳纖維板張拉施工完畢,在腹板相應位置粘貼4mm厚、375px寬的鋼板條,長度為跨中10m范圍,兩側腹板各粘貼2條鋼板,鋼板按手工涂膠法進行粘貼。
4.其余病害處理(除箱梁腹板豎縫及底板橫縫):對縫寬≥0.15mm的裂縫進行灌縫處理,對<0.15mm的裂縫進行封縫處理,砼破損的采用輕質砂漿進行修補,銹蝕露筋的進行除銹阻銹處理。
該項目隸屬于大型橋梁養護國有企業-----江蘇現代路橋有限責任公司。該公司主要經營路橋項目的工程養護,因為之前對預應力碳板的粘貼功效不甚了解,多方考察后決定選用我司預應力碳纖維板進行粘貼加固。現場施工圖如下:
施工圖紙

施工張拉示意圖

施工參數表

錨具錨固位置截面示意圖
為協助配合通濟河大橋順利加固施工,我司經理作為技術指導去到了施工現場。從定位、安裝、到張拉,上海悍馬預應力碳板經受住了重重考驗,順利張拉成功。
前期準備

錨具材料

千斤頂

搭設腳架

安全防護
安裝施工

定位放線
1.定位放線。按圖紙進行精確的放樣模具在實地的位置,用墨斗彈出線。建議先彈出梁中心線,再從橋墩中心量出模具的位置,要考慮伸長量。
2.鉆孔。當鉆孔與鋼筋位置發生沖突時,適當調整孔位,鉆孔時應垂直梁體,鉆孔深度不少于250px,根據板底的厚度決定。
3.種植錨栓。植高強螺栓,螺桿等級建議10.9級以上,植筋膠要飽滿包裹螺栓,順時針旋轉放入孔眼中。固化期間不能擾動,凝固后才能上緊錨具螺栓。

開槽1

開槽2
4.開槽。深度2~75px,長度略長于固定端及張拉端的限位框10~500px,開好槽后再修補內表面平整。
5.修整。開好槽后,用快凝材料修補,并磨光確保表面平整,以保證錨具更平整的安裝。

打磨

種植螺桿

安裝固定端

安裝張拉端
6.安裝限位框。安裝限位框{固定端和張拉端}、錨塊、高強螺桿、螺母。4個,8.8級以上。

安裝張拉桿
7.安裝錨塊。固定端錨塊側面螺栓強度建議用12.9級以上,錨塊兩端的楔形孔小孔均是朝內,高強螺桿,建議用10.9級以上。

放碳板

安裝碳板
8.安裝碳纖維板。板裁剪長度每端多5~250px,張拉端錨塊頂在限位框最前端為準,從小口往大口裝,并用夾片夾緊。

安裝千斤頂
9.安裝千斤頂。卡套掛起千斤頂,裝千斤頂前方的擋塊,螺母4個,并調整至頂緊,千斤頂中心線跟拉桿中心線對齊。

千斤頂張拉
10.涂碳纖維板膠。用刮板涂一面,保證涂抹均勻。
11.預應力張拉。逐級張拉,間隔3~5分鐘進行下級張拉,并用螺絲固定張拉單元,對稱擰螺母,持荷5分鐘,卸載,拆除千斤頂。
12.碳纖維板加壓。每隔2米安裝一個壓片(用膨脹螺栓固定)。

碳板張拉
對于技術指導員施經理來說,上海悍馬預應力碳板就像自己的孩子一樣,能夠親眼看著它從“出生”到“成才”,這種感覺無以言表。預應力碳板粘貼成功后,他發文感慨:兩天工地的生活,似曾回到了十多年前的搬磚生涯,與工人同吃喝,以及那個獻給包工頭的青春;記不清走過了多少工地,但記得每個工地都一樣,它的臟,它的塵,它的簡陋和它那沒有隱私的宿舍,以為自己不會屬于這里,才發現自己從來就沒有不能適應它,更未離開這里;往事如煙,往事又并不如煙,但往事終究如煙!今天依然走在滿是塵土的工地,滿眼都是我們的材料,成堆的錨具,和那剛剛張拉好的預應力碳板,猶如,工地靜待風吹雨,悍馬材料入夢來,青春沒有試加載,人生必須預應力。
是的,上海悍馬預應力碳纖維板如同倔強的悍馬人一樣,性能優良。悍馬預應力碳纖維板加固系統,由預應力碳纖維板和兩端剛性錨具組成。通過兩端錨具的夾片夾持向預應力碳板施加預應力,使碳板錨固在混凝土上,這樣就沿結構件受彎拉的方向對混凝土施加了預壓應力。可消除或減緩后加構件的應力滯后現象,使其與原構件一起工作。縮小原構件的裂縫寬度,甚至使其完全閉合,推遲混凝土裂縫的出現和開展。大幅度提高梁板的承載能力,達到真正意義的加固。
寧常鎮溧高速通濟河大橋加固工程,這是上海悍馬預應力碳纖維板加固在蘇南地區的第一次嘗試,也是一個新的開始。上海悍馬的產品及服務將是最好的廣告,時間可以見證我們的努力!未來,路在哪里,悍馬人就一定會在哪里,悍馬的產品就在哪里。我們始終如一,做最好的產品,提供最優質的服務,讓悍馬的品牌響徹全球!








