张家口桥梁裂缝原因及两种碳纤维加固方法

     我国桥梁大多是建国以后修建，经过几十年的使用，逐渐产生一系列的病害，其中最常见的病害就是裂缝。桥梁裂缝产生的原因复杂、种类繁多，其中温度裂缝是最为常见的。

    一、桥梁的温度裂缝分析

    1.外部原因：日照;骤然降温。

    2.内部原因：常见的施工中引起温度裂缝主要有以下情况：

    (1)基础约束。当大体积混凝土基础浇注在坚硬基岩或厚大的老混凝土表层时，因结构整体性要求没有或不能采取隔离层等放松约束的措施，混凝土在大气温度及其水化热温度的作用下，混凝土内部温度很大，当混凝土因降温的收缩变形受到岩石地基或老混凝土垫层的约束时，将会在混凝土内部出现很大的拉应力而产生约束裂缝。这类裂缝常在混凝土浇注后2～3个月或更长的时间出现，裂缝较深，有时是贯穿性的。

    受坚硬基岩及老混凝土约束是大体积混凝土产生严重裂缝的主要原因。因此，基础部分混凝土浇注时必须严格控制温度。

    (2)基岩不平整。基岩不平整也能引起的裂缝，浇注在高低相差较大的基岩面上的大体积混凝土块(如桥墩基础)易发生这种裂缝。因在混凝土浇注后，内部温度较高，降温过程中受基岩约束作用，基岩表面有突变，则容易在该处形成应力集中而开裂。

    二、桥梁裂缝加固技术

    1、在裂缝修补中，充填法是最为常见的施工方法，这是一种适合于修补较宽裂缝(0.5mm以上)的方法。（此处不做详细介绍）

     2、碳纤维加固法

     碳纤维加固法以其强度高、重量轻、耐腐蚀、施工简便等优良特性受到土木工程界的普遍关注，是一项极具发展潜力的施工方法。

     1）碳纤维抗拉强度、弹性模量和钢材相比具有同等以上的优良特性，可满足承载力要求。

     2）重量仅为钢材的1/5，容易搬运，不受施工场所狭窄限制，具有良好的可操作性。

     3）耐腐蚀、不生锈，对受盐害和腐蚀物质影响的混凝土结构物有良好的保护效果。

    A、碳纤维加固

     用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，形成一个新的复合体，使增强贴片与原有钢筋混凝土共同受力，增大结构的抗拉或抗剪能力，提高强度、刚度、抗裂性和结构的延性。

     施工流程

a基面处理。 基材表面应全面打磨，无任何附着物，粘贴部位有尖锐棱角的需要打磨成圆角，最小内径为20mm。 由于使用碳纤维布材的目的在于改进结构构件，应确定基面的状况，以保证其能够将荷载从布料传递至结构表面。

    b滚涂底层环氧树脂胶，并修正不合处（建议使用我公司配套环氧树脂找平胶），上墨线。

    c滚涂环氧树脂浸渍胶（建议使用我公司配套环氧树脂浸渍胶）到粘结面上，胶量必须充足饱满。

    d将裁剪好的碳纤维布贴于混凝土涂胶面，，碳纤维布要平直、延展。（碳纤维布如有接头，搭接长度应为20mm，且接头应在基材全长的1/3处，不得在基材的中间）

    e再次在布材面上滚涂环氧树脂浸渍胶（建议使用我公司配套环氧树脂浸渍胶），保证充分覆盖布的表面，确保充分浸润碳纤维布的纤维中。  

    f使用硬橡胶棍或塑料刮板反复碾压促使碳纤维布平直、延展、无气泡，粘合剂充分渗透。

    g再次涂胶渗透，并使用刮板反复刮压脱泡。

    h最后用3——6mm的沙石（石英砂）洒在涂有胶的施工面上，确保粉刷层的粘结性。

    B、预应力碳纤维板加固系统

    此法对原结构施加预应力，改变原结构的受力，以达到提高桥梁刚度和强度的目的。

预应力碳纤维板及锚具系统施工过程中的注意事项

    ①碳纤维板为脆性材料，因锚具安装质量或张拉操作不当等原因，都可能出现劈裂、断裂等情况，其弹性应力可能会伤害现场的工作人员，应设置好预防保护措施：a、实施张拉的工作人员不要在碳纤维板的轴线方向，尤其不要在碳纤维板正下方操作；b、张拉操作时的场地要大，通风良好，视线开阔，如果光线暗，须配备照明设施。

    ②不同项目，所用预应力碳纤维板锚具的埋板尺寸不能通用，因为要避让构件钢筋、预应力筋及预应力钢绞线，不同项目，钢筋布置不同，甚至有的同一个项目钢筋布置都不同，所以，在施工过程中，要随时观察，发现锚具埋板安装出现位置不同，立即咨询我们曼卡特技术工程师电话：13813847222

    ③施工人员在钻孔和使用胶粘剂时，应佩戴口罩、手套等劳动保护用品。，采取必要的安全防护措施。

    ④施工现场使用胶粘剂时必须保持通风、注意防火；如不慎污染到皮肤，可用无水乙醇擦拭后清水冲洗。如果不慎污染眼睛及破坏粘膜，请立即到医院就医。

    ⑤虽然胶粘剂产品进行了无毒安全检测，但是也不排除个别施工人员有过敏反应，如发生过敏反应请停止接触。

    ⑥本产品严禁儿童接触，施工现场残余垃圾应统一交垃圾站处理。

     预应力碳纤维板加固施工流程

     ①碳纤维板刮抹胶液后，重新安装千斤顶并调整处于水平位置，加压张拉至设计张拉应力值的5%，刻录锚具张拉移动起始线。

     ②加压张拉至设计张拉应力值的10%，检查碳纤维板边缘与梁面之间是否有胶液挤压溢出，如局部未出现胶液挤压溢出现象，应泻压补充胶液后再张拉；检测锚具行程位移是否对应预张拉时的刻录线。

     ③分段加压张拉至设计张拉应力值的50%、80%、，检测锚具张拉行程位移是否对应预张拉时的刻度值，如全长超过6%应检查安装是否有问题，并采取措施及时调整；如锚具张拉行程位移对应预张拉时的刻录值全长超过10%时，应停止张拉更换碳纤维板。

     ④当张拉应力值和张拉行程位移满足要求后，可将螺母旋紧至张拉端固定支架的侧面，停顿5分钟没有其他异常情况，为保障锚具锁固后内缩满足要求，应慢慢加压至张拉设计张拉应力值的。然后，持荷三十分钟，看系统有没有明显滑移，崩裂等现象，确定系统安全后，张拉至设计值的103％，再锁紧螺母，卸支架等。

    ⑤所有加压或减压时，千斤顶行程速度应控制在20mm/min以内，严禁快速升降千斤顶行程。

    ⑥所有张拉都应在预应力碳板专用胶适用期内完成。