CN110424278A - 一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法，包括以下步骤：步骤1：在待加固梁的待加固面涂抹粘贴胶体；步骤2：碳纤维板两端均与张拉件连接，碳纤维板的第一端面和待加固梁的加固面进行贴合，张拉件与待加固梁固定连接，粘贴胶体固化前用张拉件对碳纤维板进行张拉，直至碳纤维板产生设定的预应力；步骤3：在碳纤维板第一端面对侧的第二端面及多个压紧件表面涂抹粘贴胶体，压紧件涂与碳纤维板的第二端面贴合，并通过调节件与待加固梁连接，调节调节件，利用压紧件将碳纤维板和待加固梁压紧；步骤4：待粘贴胶体固化后，将碳纤维板端部进行切割，取下张拉件，本发明的施工方法加固效果好，碳纤维板不会脱落。

Description

一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法

技术领域

本发明涉及桥梁施工技术领域，具体涉及一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法。

背景技术

目前常用的桥梁加固方法主要有碳纤维板加固、粘钢板、扩大截面等方法，其中碳纤维板加固法具有非常明显的优势，使用碳纤维板具有优异的力学性能和良好的经济效益，在结构工程中得到了广泛的应用，采用碳纤维板加固的特点：①高强度、高弹模，厚度薄、重量轻；②材料可任意长度，任意交叉，适应任意曲面和任意形状结构；③耐腐蚀，抗疲劳性能好；④施工简便，与混凝土结合密实；⑤材料防潮要求严格，且不宜加固节点区域。而且现场操作便捷，具有极高的工程推广应用价值，但发明人发现，将碳纤维板简单地粘贴在结构构件表面进行加固，直到构件破坏时碳纤维板中的拉应力仍然不高，材料的强度得不到很好的发挥。特别在实际加固工程中，被加固构件上往往存在着初始荷载，此时若采用普通的碳纤维板加固方法，则在二次受力过程中碳纤维板的的应变将比梁中钢筋的应变滞后更多，加固经济效果就更加不明显。

为了解决上述缺陷，目前采用了后张法预应力碳纤维板的加固技术，但发明人发现，该技术仍然存在着较多的缺陷：1)复杂的端部锚固体系，对锚固区混凝土的受力不利；2)端部锚固体系对应锚具安装施工难度大，工程中甚至出现，采用预应力碳纤维板加固桥梁时，张拉后将锚固区混凝土拉崩的工程事故；3)后张法预应力碳纤维板在碳纤维板全长粘贴区域，仅仅依靠化学胶体实现碳纤维板和梁体混凝土的传力作用，加固效果不好，而化学胶体的传力作用受施工工艺影响较大，受化学胶体耐久性的影响，碳纤维板容易脱落。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法，施工方便快捷，无需设置复杂的锚固体系，加固效果好，且碳纤维板不会脱落。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：在待加固梁的待加固面涂抹粘贴胶体。

步骤2：碳纤维板两端均与张拉件连接，将碳纤维板的第一端面和待加固梁的加固面进行贴合，张拉件与待加固梁固定连接，粘贴胶体固化前利用张拉件对碳纤维板进行张拉，直至碳纤维板产生设定的预应力。

步骤3：在碳纤维板第一端面对侧的第二端面及多个压紧件表面涂抹粘贴胶体，压紧件涂抹粘贴胶体的表面与碳纤维板的第二端面贴合，并通过调节件与待加固梁连接，调节调节件，利用压紧件将碳纤维板和待加固梁压紧。

步骤4：待粘贴胶体固化后，将碳纤维板端部进行切割，取下张拉件。

进一步的，步骤1进行之前，在待加固梁的待加固面进行凿毛处理，增大粘贴胶体和待加固梁的接触面积，增强粘贴胶体的粘贴强度。

进一步的，所述步骤2中，所述张拉件采用先张法用锚具。

进一步的，步骤3中，沿待加固梁中部位置向端部位置的方向，压紧件的分布密度逐渐减小。

进一步的，步骤3中，所述压紧件采用钢板。

进一步的，所述钢板设置有开孔，所述调节件采用与所述开孔相匹配的化学螺栓，待加固梁上预先加工与所述化学螺栓相匹配的连接孔，所述化学螺栓通过开孔穿过钢板，通过连接孔与待加固梁螺纹连接。

进一步的，采用电动扳手将化学螺栓与待加固梁连接，保证压紧件对碳纤维板施加设定的压力。

进一步的，所述粘贴胶体的厚度为1mm-2mm。

进一步的，所述步骤4中，采用电动切割机将碳纤维板端部位置进行切割。

进一步的，所述步骤2中，压紧件涂抹粘贴胶体之前对压紧件表面进行打磨除锈，并用酒精擦拭后晾干。

本发明的有益效果：

1.本发明的施工方法，采用多个压紧件对碳纤维板施加压力，能够有效防止长时间使用后，碳纤维板从梁上脱离掉落，延长了梁的使用寿命。

2.本发明的施工方法，压紧件通过粘贴胶体与碳纤维板固定，碳纤维板通过粘贴胶体与待加固梁粘贴，压紧件通过调节件与待加固梁连接，压紧件、碳纤维板和待加固梁紧密结合，形成一个整体，共同承受外力，对梁的加固效果好。

3.本发明的施工方法，粘贴胶体固化后，可以对碳纤维板进行切割，取下张拉件，无需设置永久性锚具，解决了传统的碳纤维板后张法施工存在的锚固体现复杂，对锚固区混凝土受力不利的问题，而且锚具可以重复利用，施工过程中也不会因梁端施加应力过大而对梁产生破坏，保证了施工的安全。

4.本发明的施工方法，待加固梁的加固面进行凿毛处理，使得粘贴胶体与待加固梁的接触面不在同一个平面，使待加固梁与粘贴胶体之间不容易产生破坏、错位和滑移现象，提高了粘贴效果。

5.本发明的施工方法，利用电动扳手通过调节件将压紧件与碳纤维板压紧，可以保证压紧件对碳纤维板施加统一均匀的压力，防止碳纤维板受力不均而导致倾斜现象。

6.本发明的施工方法，由于梁的中部位置挠度变形较大，端部位置挠度变形较小，因此沿待加固梁中部位置向端部位置的方向，压紧件的分布密度逐渐减小，既保证了压紧件和碳纤维板对待加固梁的加固效果，又节省了压紧件的使用数量，降低了施工成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本发明实施例1步骤4前待加固梁与碳纤维板装配主视示意图；

图2为本发明实施例1步骤4前待加固梁与碳纤维板装配仰视示意图；

图3为本发明实施例1步骤4前待加固梁与碳纤维板装配侧视示意图；

图4为本发明实施例1步骤4后梁与碳纤维板装配仰视示意图；

图5为本发明实施例1步骤4后梁与碳纤维板装配侧视示意图；

其中，1.待加固梁，2.粘贴胶体，3.先张法用锚具，4.碳纤维板，5.钢板，6.化学螺栓。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

正如背景技术所介绍的，现有的碳纤维板后张法施工方法的锚固体系复杂，对于锚固区的受力不利，且长时间使用后，碳纤维板容易剥落，影响加固效果，针对上述问题，本申请提出了一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法。

本申请的一种典型实施方式实施例1中，如图1-5所示，一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：在待加固梁的待加固面涂抹粘贴胶体。

步骤2：碳纤维板两端均与张拉件连接，将碳纤维板的第一端面和待加固梁的加固面进行贴合，张拉件与待加固梁固定连接，粘贴胶体固化前利用张拉件对碳纤维板进行张拉，直至碳纤维板产生设定的预应力。

步骤3：在碳纤维板第一端面对侧的第二端面及多个压紧件表面涂抹粘贴胶体，压紧件涂抹粘贴胶体的表面与碳纤维板的第二端面贴合，并通过调节件与待加固梁连接，调节调节件，利用压紧件将碳纤维板和待加固梁压紧。

步骤4：待粘贴胶体固化后，将碳纤维板端部进行切割，取下张拉件。

所述步骤1的具体步骤为：在待加固梁1用于粘贴碳纤维板的加固面利用凿毛设备进行凿毛处理，以凿除待加固梁表面的浮浆中的部分露见大石子，本实施例中，凿毛深度为5mm-10mm，凿毛痕间距为30mm左右，凿毛率不小于90％，凿毛完成后，用钢刷刷净加固面表面的浮尘，并使用电动压力气泵将浮尘吹净。

将搅拌均匀的粘贴胶体2涂抹在待加固梁的加固面上，粘贴胶体的涂抹厚度为1mm-2mm，本实施例中，所述粘贴胶体采用改性环氧树脂胶。

所述步骤2的具体步骤为：

将碳纤维板4一侧的第一端面擦拭干净至无粉尘，将碳纤维板两端与张拉件固定连接，所述张拉件采用现有的先张法用锚具3，其具体结构在此不进行详细叙述。在粘贴胶体固化之前，将碳纤维板的第一端面与待加固梁的加固面贴合，并将碳纤维板两端的先张法用锚具通过螺栓与待加固梁连接，然后利用先张法用锚具对待加固梁进行张拉，直至碳纤维板产生设定的预应力。

本实施例中，对加固面采用凿毛处理，使得粘贴胶体与加固面的接触面不在同一个平面上，增加了粘贴胶体和加固面的接触面积，使得粘贴胶体和加固面产生犬牙交错的阻力，待加固梁、粘贴胶体之间的界面能够紧密结合粘结，接触界面不容易产生破坏，碳纤维板粘贴后，其错位、滑移现象得到改善。

所述步骤3中，压紧件采用钢板5，压紧件设置多个，沿待加固梁中部位置向端部位置的方向，压紧件的分布密度逐渐减小，即相邻两个压紧件的距离逐渐减小，所述钢板上设置有两个开孔，所述调节件采用与所述开孔相匹配的化学螺栓，待加固梁上预先加工与所述化学螺栓相匹配的连接孔。

本实施例中，由于梁的中部位置挠度变形较大，端部位置挠度变形较小，因此沿待加固梁中部位置向端部位置的方向，压紧件的分布密度逐渐减小，既保证了压紧件和碳纤维板对待加固梁的加固效果，又节省了压紧件的使用数量，降低了施工成本。

所述步骤3的具体方法为：

对钢板表面进行打磨除锈，并用酒精擦拭后晾干，在钢板用于与碳纤维板粘贴的端面和碳纤维板的第一端面对侧的第二端面表面涂抹粘贴胶体，待粘贴胶体固化前将多个钢板与碳纤维板的第二端面进行贴合，利用化学螺栓6将钢板与待加固梁进行连接，利用电动扳手调节化学螺栓，使多个钢板以设定的统一的压力压紧碳纤维板。

所述化学螺栓的使用具体方法为：先根据设计要求在待加固梁上进行钻孔，孔径和孔深满足设计要求，用空气压力吹管等工具将孔内浮灰及尘土清除，保持孔内清洁，将化学螺栓的药剂管放入开孔内，然后将化学螺栓的螺杆部分穿过钢板，螺旋进入药剂管中，药剂管破碎，药剂管中的物料填充开孔，利用电动扳手旋转化学螺栓的固定螺母，直至使钢板对碳纤维板施加设定的压力，待开孔中的物料固化后，完成化学螺栓的操作。

化学螺栓的使用方法为现有非常成熟的技术，其详细使用方法细节在此不进行详细叙述。

上述的步骤2-步骤3均需要在粘贴胶体固化前完成，时间控制在40min-50min。

所述步骤4的具体步骤为：

钢板压紧碳纤维板后，保温养护至少1周时间，养护温度控制在5℃以上，养护至粘贴胶体完全固化后，采用电动切割机将碳纤维板端部靠近先张法用锚具的位置进行切割，将先张法用锚具从梁上拆下，方便下次利用，其余部分的碳纤维板会产生回缩，使得梁获得预应力，达到加固的效果。

本实施例的施工方法，克服了传统碳纤维板采用后张法进行施工的缺陷，且碳纤维板、钢板及梁结合为一个整体，共同受力，对梁的加固效果好，长时间使用后，碳纤维板在钢板的作用下，不会脱落，延长了梁的使用寿命。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在待加固梁的待加固面涂抹粘贴胶体；

步骤2：碳纤维板两端均与张拉件连接，将碳纤维板的第一端面和待加固梁的加固面进行贴合，张拉件与待加固梁固定连接，粘贴胶体固化前利用张拉件对碳纤维板进行张拉，直至碳纤维板产生设定的预应力；

步骤3：在碳纤维板第一端面对侧的第二端面及多个压紧件表面涂抹粘贴胶体，压紧件涂抹粘贴胶体的表面与碳纤维板的第二端面贴合，并通过调节件与待加固梁连接，调节调节件，利用压紧件将碳纤维板和待加固梁压紧；

步骤4：待粘贴胶体固化后，将碳纤维板端部进行切割，取下张拉件。

2.如权利要求1所述的一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法，其特征在于，步骤1进行之前，在待加固梁的待加固面进行凿毛处理。

3.如权利要求1所述的一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法，其特征在于，所述步骤2中，所述张拉件采用先张法用锚具。

4.如权利要求1所述的一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法，其特征在于，步骤3中，沿待加固梁中部位置向端部位置的方向，压紧件的分布密度逐渐减小。

5.如权利要求1所述的一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法，其特征在于，步骤3中，所述压紧件采用钢板。

6.如权利要求5所述的一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法，其特征在于，所述钢板设置有开孔，所述调节件采用与所述开孔相匹配的化学螺栓，待加固梁上预先加工与所述化学螺栓相匹配的连接孔，所述化学螺栓通过开孔穿过钢板，通过连接孔与待加固梁螺纹连接。

7.如权利要求6所述的一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法，其特征在于，采用电动扳手将化学螺栓与待加固梁连接。

8.如权利要求1所述的一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法，其特征在于，所述粘贴胶体的厚度为1mm-2mm。

9.如权利要求1所述的一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法，其特征在于，所述步骤4中，采用电动切割机将碳纤维板端部位置进行切割。

10.如权利要求1所述的一种分布式锚固的预应力碳纤维板加固梁的施工方法，其特征在于，所述步骤2中，压紧件涂抹粘贴胶体之前对压紧件表面进行打磨除锈，并用酒精擦拭后晾干。