[發明專利]一種曲面鋼結構用CFRP板膠粘加固的方法

在審

• 申請號: 202310242836.1
• 申請日: 2023-03-14
• 公開（公告）號: CN116163244A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 鄢亦斌;劉開志;龍勇;陳露一;彭旭民;侍剛;李晨;蓋珂瑜;彭嘉華
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋局集團有限公司;中鐵大橋科學研究院有限公司
• 主分類號: E01D22/00
• 分類號: E01D22/00
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 張凱

本發明公開了一種曲面鋼結構用CFRP板膠粘加固的方法，涉及結構加固領域。該方法的步驟包括：在被加固面上涂抹脫模劑；將CFRP基材放置于被加固面的待加固處，CFRP基材包括從下至上鋪設的CFRP布、脫模布，將真空袋固定于被加固面上，從而形成密封裝置；用浸漬膠樹脂對密封裝置進行注膠形成CFRP板。本發明將制作CFRP板的材料放置于被加固面表面，并形成密封空間，再對密閉空間內注入浸漬膠樹脂，與現有的加固的注膠方法相比，方法簡單、操作便利，成型的CFRP板性能更加優異。

技術領域

本發明涉及結構加固領域，特別涉及一種曲面鋼結構用CFRP(Carbon?Fibre-reinforced?Polymer碳纖維增強復合材料)板膠粘加固的方法。

背景技術

橋梁結構在使用期間受自然環境和外部荷載的影響下，會產生損傷和缺陷，采用合理的加固技術恢復或提高其承載能力，保障橋梁的使用壽命和結構安全是很有必要的。橋梁結構中，混凝土結構傳統的加固方法包括增大截面加固法、粘鋼法、預應力加固法等，鋼結構傳統的加固方法包括粘鋼法、螺栓連接、鋼板焊接和鉚接等，這些方法雖然起一定的加固作用，但都存在各自的缺陷，如操作不便、費用高昂、對原結構造成損傷等。CFRP質量輕、強度高、彈性模量高，具有優異的抗疲勞性和耐久性，正逐漸取代傳統的加固方法，廣泛用于橋梁結構的加固領域

目前，曲面構件是橋梁結構組成的重要部分，也是病害頻發的敏感部位，用于結構加固的現有方法有兩個，一是直接用CFRP布進行貼合加固，二是采用拉擠方法成型的CFRP板加固。以上兩個方案用于曲面結構加固存在的問題分別為：

1、相對于使用CFRP板對曲面結構加固而言，因CFRP布的性能、結構都不如CFRP板，因此直接使用CFRP布的加固效果較差。

2、拉擠方法成型的CFRP板制作成曲面結構時，該CFRP板的彎折弧度需根據全面結構弧度進行制作，因此該CFRP板成本高、制作工藝困難，極易發生制作誤差，從而導致該CFRP板本身質量下降；且制作曲面的CFRP板在和被加固面貼合時，因制作曲面CFRP板難度大、契合度不高，導致CFRP板和被加固面之間產生間隙，從而導致加固效果較差。因此制作適用于曲面結構加固的CFRP板較為困難。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明解決的技術問題為：如何在保證曲面結構加固質量的情況下，制作出適用于曲面結構加固的CFRP板。

為達到以上目的，本發明提供的曲面鋼結構用CFRP板膠粘加固的方法，該方法包括以下步驟：

在被加固面上涂抹脫模劑；將CFRP基材放置于被加固面的待加固處，CFRP基材包括從下至上鋪設的CFRP布、脫模布，將真空袋固定于被加固面上，從而形成密封裝置；用浸漬膠樹脂對密封裝置進行注膠形成CFRP板。

在上述技術方案的基礎上，所述形成密封裝置之后、進行注膠之前，還包括以下步驟：搭建注膠通道，注膠通道包括依次連接的浸漬膠樹脂容器、密封裝置、樹脂收集器和真空泵，并進行裝置氣密性檢查。

在上述技術方案的基礎上，所述形成密封裝置的過程，具體包括以下步驟：CFRP基材還包括從下至上鋪設的導流網、螺旋管、入膠注膠座和出膠注膠座，先將入膠注膠座和出膠注膠座平行于纖維方向放置在導流網上，再將螺旋管沿垂直纖維方向分別布置在入膠注膠座和出膠注膠座下；將入膠注膠座和出膠注膠座沿樹脂順纖維流動方向放置在導流網左右兩側，將布置好的導流網、入膠注膠座、出膠注膠座和螺旋管進行固定；沿導流網周圍布置若干個密封組件，每個密封組件上設置真空袋搭接區，避免真空袋出現架空現象，密封真空袋時，從兩端開始粘貼，中間段剩余的真空袋通過搭接區的密封組件進行密封。

在上述技術方案的基礎上，所述進行注膠的過程，具體包括以下步驟：打開真空泵和真空管夾，基于真空負壓下帶動浸漬膠樹脂的流動，浸漬膠樹脂從入膠注膠座流入密封裝置，再通過與入膠注膠座連接的螺旋管，均勻分布在密封裝置內部，待浸漬膠樹脂從出膠注膠座流出時，關閉真空泵和真空管夾。