[發明專利]一種基于鋼板?預應力碳纖維板的混凝土梁抗彎加固方法

有效

• 申請號: 201610003427.6
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105625197B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 康俊濤;張亞州;谷倩;秦世強
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00;E04G23/02;E04C3/20;E01D101/26
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 鐘鋒

技術領域

本發明屬于土木工程結構加固的技術領域，尤其涉及一種基于鋼板-預應力碳纖維板的混凝土梁抗彎加固方法。

背景技術

隨著橋梁使用時間、交通流量的增長，很多橋梁結構的使用性能已經不能滿足當前的功能要求，為使其重新恢復使用功能需進行加固。另外，由于房屋結構長期使用過程中的損傷、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，使得原有結構的承載力不足，也需要通過加固的方法來大幅度提高構件的承載力。

目前，在對混凝土梁的實際加固過程中，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，對構件的承載能力和剛度有一定的提高，且節約使用空間，施工簡單，容易錨固，粘貼鋼板加固后的構件由加載至破壞過程中均可保持較好的延性，但加固所用鋼板的厚度及層數均受到限制，且粘貼鋼板加固屬于二次受力，它對構件的作用只有在構件再次受荷時才發生，承載能力提高有限。粘貼碳纖維板加固法能較大幅度提高混凝土梁的承載力，且易粘貼，但通過此法加固后的構件，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。預應力碳纖維板加固是對碳纖維板進行加固的一種升級，它是一個主動受力的過程，能夠在加固完成后即對梁起作用，對裂縫也有很好的閉合作用，且材料的利用率高。但其缺點依然存在，預應力碳纖維板在混凝土梁上的錨固困難，容易出現剝離破壞，加固后的混凝土梁易出現脆性破壞，與此同時，目前使用的碳纖維板張拉設備比較復雜、笨重，施工不便。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述存在的問題，提供一種基于鋼板-預應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，經濟適用，具有廣闊的應用前景。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種基于鋼板-預應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：

A)混凝土梁表面處理，首先對混凝土梁表面裂縫進行封閉處理，達到養護時間后鑿除浮漿層，完全露出混凝土新面；其次用斬斧對露出的混凝土新面進行鑿毛處理，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；最后對凹凸不平較嚴重的表面用環氧樹脂砂漿進行修補；

B)鋼板的下料及處理，先根據鋼板設計尺寸，采用工廠自動或半自動切割方法進行切割，成型后的鋼板的切割邊緣表面光滑、無毛刺、咬口及翹曲的缺陷；然后，用打磨機對鋼板黏合面進行打磨至呈現金屬光澤，打磨紋路應與鋼板受力方向垂直，并使鋼板黏合面具有粗糙度，對鋼板外露面進行除銹至呈現金屬光澤，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的位置；

C)粘貼和固定鋼板，將膠黏劑同時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℃以上常溫下使膠黏劑固化24小時，固化期間不得對鋼板有任何擾動；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，再外涂兩遍灰色面漆；

D)粘貼和固定U形鋼板箍，在鋼板的兩端端頭進行鉆孔、清孔和注膠，再分別用膠黏劑粘貼U形鋼板箍，并通過螺栓進行加強錨固；

E)預應力碳纖維板的張拉和錨固，根據設計尺寸裁剪預應力碳纖維板，并將裁剪好的預應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，并使預應力碳纖維板縱向軸線通過波形齒板的中心線，將張拉端波形齒板上的螺桿穿過固定塊上的通孔，在螺桿的伸出端依次套設固定螺母、反力塊和反力螺母；然后用扳手對波形齒板的各個螺母施加相應的扭力，確保波形齒板對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，逐級張拉千斤頂至張拉控制應力；張拉完成后，用扳手擰緊固定螺母，卸除千斤頂；最后，在預應力碳纖維板表面及波形齒板上粉飾水泥復合砂漿作為防護層，完成對混凝土梁的抗彎加固。

按上述方案，所述步驟A)中所述浮漿層厚度為2mm～3mm，所述鑿毛深度不小于6mm。

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存在空洞缺陷的部位進行封補處理。

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。