一種基于鋼板-預(yù)應(yīng)力碳纖維板的混凝土梁抗彎加固方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程結(jié)構(gòu)加固的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于鋼板-預(yù)應(yīng)力碳纖維板的混凝土梁抗彎加固方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著橋梁使用時(shí)間、交通流量的增長(zhǎng)，很多橋梁結(jié)構(gòu)的使用性能已經(jīng)不能滿足當(dāng)前的功能要求，為使其重新恢復(fù)使用功能需進(jìn)行加固。另外，由于房屋結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期使用過(guò)程中的損傷、老化等因素或者房屋加層改造的要求或使用功能的改變等，使得原有結(jié)構(gòu)的承載力不足，也需要通過(guò)加固的方法來(lái)大幅度提高構(gòu)件的承載力。
[0003]目前，在對(duì)混凝土梁的實(shí)際加固過(guò)程中，鋼板和碳纖維板材是兩種使用廣泛的材料，粘貼鋼板法加固性能較好，對(duì)構(gòu)件的承載能力和剛度有一定的提高，且節(jié)約使用空間，施工簡(jiǎn)單，容易錨固，粘貼鋼板加固后的構(gòu)件由加載至破壞過(guò)程中均可保持較好的延性，但加固所用鋼板的厚度及層數(shù)均受到限制，且粘貼鋼板加固屬于二次受力，它對(duì)構(gòu)件的作用只有在構(gòu)件再次受荷時(shí)才發(fā)生，承載能力提尚有限。粘貼碳纖維板加固法能$父大幅度提尚混凝土梁的承載力，且易粘貼，但通過(guò)此法加固后的構(gòu)件，截面的延性大幅度降低，剛度提高較小，且不易錨固，材料的利用率較低。預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固是對(duì)碳纖維板進(jìn)行加固的一種升級(jí)，它是一個(gè)主動(dòng)受力的過(guò)程，能夠在加固完成后即對(duì)梁起作用，對(duì)裂縫也有很好的閉合作用，且材料的利用率高。但其缺點(diǎn)依然存在，預(yù)應(yīng)力碳纖維板在混凝土梁上的錨固困難，容易出現(xiàn)剝離破壞，加固后的混凝土梁易出現(xiàn)脆性破壞，與此同時(shí)，目前使用的碳纖維板張拉設(shè)備比較復(fù)雜、笨重，施工不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種基于鋼板-預(yù)應(yīng)力碳纖維板的混凝土梁抗彎加固方法，用兩種材料組合加固混凝土梁，既可以大幅度提高混凝土梁的承載力，又可以提高混凝土梁的剛度、延性、整體性和可靠性，且施工方便，經(jīng)濟(jì)適用，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種基于鋼板-預(yù)應(yīng)力碳纖維板的混凝土梁抗彎加固方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0006]A)混凝土梁表面處理，首先對(duì)混凝土梁表面裂縫進(jìn)行封閉或灌封處理，達(dá)到養(yǎng)護(hù)時(shí)間后鑿除浮漿層，完全露出混凝土新面;其次用斬斧對(duì)露出的混凝土新面進(jìn)行鑿毛處理，形成平整的粗糙面;再次用水清洗混凝土表面上的浮渣、塵土;最后對(duì)凹凸不平較嚴(yán)重的表面用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿進(jìn)行修補(bǔ)；
[0007]B)鋼板的下料及處理，先根據(jù)鋼板設(shè)計(jì)尺寸，采用工廠自動(dòng)或半自動(dòng)切割方法進(jìn)行切割，成型后的鋼板的切割邊緣表面光滑、無(wú)毛刺、咬口及翹曲的缺陷;然后，用打磨機(jī)對(duì)鋼板黏合面進(jìn)行打磨至呈現(xiàn)金屬光澤，打磨紋路應(yīng)與鋼板受力方向垂直，并使鋼板黏合面具有粗糙度，對(duì)鋼板外露面進(jìn)行除銹至呈現(xiàn)金屬光澤，并使鋼板外露面保持干燥;最后將固定端波形齒板和張拉端的固定塊焊接在鋼板非黏合面相應(yīng)的位置；
[0008]C)粘貼和固定鋼板，將膠黏劑同時(shí)涂抹在已處理好的混凝土梁底面和鋼板黏合面上;然后將鋼板粘貼于預(yù)定位置，鋼板粘貼好后，需在其表面施加0.05?0.1MPa的壓力，使膠黏劑恰好從鋼板的邊縫中擠出為宜，然后在20°C以上常溫下使膠黏劑固化24小時(shí)，固化期間不得對(duì)鋼板有任何擾動(dòng);最后，清除鋼板表面污垢和銹斑，在鋼板外露面上涂刷兩遍鐵紅色酚酞防銹漆，再外涂?jī)杀榛疑嫫幔?br>[0009]D)粘貼和固定U形鋼板箍，在鋼板的兩端端頭進(jìn)行鉆孔、清孔和注膠，再分別用膠黏劑粘貼U形鋼板箍，并通過(guò)螺栓進(jìn)行加強(qiáng)錨固；
[0010]E)預(yù)應(yīng)力碳纖維板的張拉和錨固，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸裁剪預(yù)應(yīng)力碳纖維板，并將裁剪好的預(yù)應(yīng)力碳纖維板的兩端分別置于錨固端波形齒板及張拉端波形齒板的底板與蓋板之間，并使預(yù)應(yīng)力碳纖維板縱向軸線通過(guò)波形齒板的中心線，將張拉端波形齒板上的螺桿穿過(guò)固定塊上的通孔，在螺桿的伸出端依次套設(shè)固定螺母、反力塊和反力螺母;然后用扳手對(duì)波形齒板的各個(gè)螺母施加相應(yīng)的扭力，確保波形齒板對(duì)碳纖維板的有效錨固又不剪斷碳絲;將千斤頂置于固定塊和反力塊之間，擰緊反力螺母后，逐級(jí)張拉千斤頂至張拉控制應(yīng)力;張拉完成后，用扳手?jǐn)Q緊固定螺母，卸除千斤頂;最后，在預(yù)應(yīng)力碳纖維板表面及波形齒板上粉飾水泥復(fù)合砂漿作為防護(hù)層，完成對(duì)混凝土梁的抗彎加固。
[0011]按上述方案，所述步驟A)中所述浮楽層厚度為2mm?3mm，所述鑿毛深度不小于6mm ο
[0012]按上述方案，所述步驟A)中還包括在完全露出混凝土新面后對(duì)存在空洞缺陷的部位進(jìn)行封補(bǔ)處理。
[0013]按上述方案，所述步驟C)中所述膠黏劑的涂抹厚度為3?5mm，中間厚兩邊薄。
[0014]按上述方案，所述步驟C)中粘貼完鋼板后還需輕輕敲擊鋼板，如無(wú)空洞聲，表示已粘貼密實(shí)，若有空洞聲，表示有空氣，未粘貼密實(shí)，應(yīng)剝下鋼板，補(bǔ)膠黏劑后重新粘貼。
[0015]按上述方案，所述步驟D)中鉆孔前先探明混凝土梁中的鋼筋位置，并作標(biāo)記，放出鉆孔的位置。
[0016]按上述方案，所述錨固端波形齒板和張拉端波形齒板均包括蓋板和底板，所述蓋板和底板的對(duì)應(yīng)的內(nèi)側(cè)端面均為波浪面，底板和蓋板通過(guò)螺栓定位相連，張拉端波形齒板的底板的外側(cè)端面設(shè)有螺桿。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:1、提供一種基于鋼板-預(yù)應(yīng)力碳纖維板的混凝土梁抗彎加固方法，利用粘貼鋼板加固時(shí)的易錨固性，將預(yù)應(yīng)力碳纖維板的錨具固定于鋼板上，從而提高預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固的可靠性及混凝土梁加固后的整體性，也可以利用鋼板良好的延性和剛度，解決預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固時(shí)混凝土梁延性降低以及剛度的不足的問(wèn)題;2、施加預(yù)應(yīng)力的碳纖維板，使混凝土梁成為一個(gè)主動(dòng)受力的構(gòu)件，加固施工完成之后梁體即開(kāi)始受力，使構(gòu)件的承載力有大幅度的提高，同時(shí)，預(yù)應(yīng)力也使混凝土梁上的裂縫減小，甚至閉合，減小了鋼筋通過(guò)裂縫所受的侵蝕作用，提高了混凝土梁的耐久性，改善了混凝土梁的整體受力性能，在混凝土梁后期的使用過(guò)程中，可以根據(jù)預(yù)應(yīng)力損失的情況，再次施加預(yù)應(yīng)力。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的主視圖。
[0019]圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的俯視圖。
[0020]圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的錨固端波形齒板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的張拉端波形齒板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]其中:1.鋼板，2.預(yù)應(yīng)力碳纖維板，3.固定端波形齒板，4.螺栓，5.混凝土梁，6.張拉端波形齒板，7.固定塊，8.反力塊，9.螺桿，10.固定螺母，11.反力螺母，12.U形鋼板箍，13.底板，14.蓋板。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的描述。
[0024]如圖1-2所示，一種基于鋼板-預(yù)應(yīng)力碳纖維板的混凝土梁抗彎加固方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0025]1、混凝土梁5表面處理，首先對(duì)混凝土梁的表面裂縫進(jìn)行封閉或灌封處理達(dá)到養(yǎng)護(hù)時(shí)間后鑿除2?3mm厚浮漿層，完全露出混凝土新面;其次用斬斧對(duì)露出的混凝土新面進(jìn)行鑿毛處理，形成平整的粗糙面，鑿毛深度不小于6mm;再次用水清洗混凝土表面上的浮渣、塵土;最后對(duì)凹凸不平較嚴(yán)重的表面用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿進(jìn)行修補(bǔ)；
[0026]2、鋼板I的下料及處理，先根據(jù)鋼板設(shè)計(jì)尺寸，采用工廠自動(dòng)或半自動(dòng)切割方法進(jìn)行切割，成型后的鋼板的切割邊緣表面光滑、無(wú)毛