多数预应力碳板加固系统由预应力碳板、配套结构胶、锚固单元三大部分组成。其原理本质上是对碳板进行张拉,同时通过锚固单元和结构胶粘剂完成预应力的传递,同结构形成新的受力平衡。
与碳纤维粘贴加固技术(被动加固技术)相比,预应力碳纤维板有以下优势:
1)预应力碳纤维板可以提前发挥碳纤维板的强度,大幅提高利用率。
2)加固效果好,较大幅度提高构件开裂载荷和屈服载荷。
3)当使用中的混凝土构件出现裂纹后,采用主动加固方法能使构件中的裂纹闭合。
一、卡本预应力碳纤维板系统实际案例
1、公路桥梁裂缝修复
项目名称:某桥预应力碳板加固工程
病害:经现场检查,左、右幅桥各跨梁体腹板、底板及翼缘板均存在开裂现象,其中腹板竖向裂缝最大宽度为0.40mm,钢筋中心裂缝最大宽度为0.3mm;板底横向裂缝最大宽度为0.37mm;翼缘板裂缝最大宽度为1.0mm。
加固方案:
1)采用张拉预应力碳纤维板的方式对梁体的翼缘板进行加固。在翼缘板的内侧布置7条预应力碳板,其中4条通长碳板(46m长),3条非通长碳板(边跨10.18m、中跨13.6m)。在翼缘板的外侧布置5条预应力碳板,其中3条通长碳板(46m长),2条非通长碳板(边跨10.18m、中跨13.6m)。
2)采用张拉预应力碳纤维板的方式对梁体的底板进行加固。底板布置27条预应力碳板,间距为30cm。预应力碳板长度为:边跨10.18m,中跨13.6m。
现场照片:
公路桥梁火灾抢修
项目名称:某绕城高速立交抢修工程
病害:一辆装载37吨树脂固化剂的货车因轮胎起火并引燃货物,大火导致桥梁左幅第二孔桥跨的T梁、横隔板、盖梁及桥墩墩柱等主要结构受力部位发生严重烧伤,混凝土多处剥落、钢筋外露。
加固方案:
1)采用碳纤维网格加固系统对过火受损区域进行整体加固;
2)采用钢箍套配合无机灌浆料对受损最为严重的桥墩进行增大截面加固;
3)在每根梁底布置3条预应力碳纤维板,对三根T型梁进行抗弯加固;
4)采用粘钢法对部分受损横隔板进行加固补强。
现场照片:
工业厂房修复
项目名称:某厂房双T型梁预应力碳板加固工程
病害:梁柱为现浇框架构件,板为预制预应力混凝土双T板。
1)双T板的T梁上分布较多裂缝(跨中10米范围内裂缝间距为1m,梁端10米范围内裂缝间距为1.5m),裂缝贯穿底板且向腹板上延伸30-35cm,裂缝宽度为1-2mm宽。
2)双T板整体下沉,已开裂T梁跨中挠度30cm左右,未开裂T梁跨中挠度25cm左右。
加固方案:
1)针对110mm宽的T梁,采用50mm宽、3mm厚的碳板。
2)针对30m的跨度以及裂缝分布情况,采用25m长的碳板。
3)针对现场的病害预应力碳板的张拉值设计为1000MPa(15t)。
现场照片:
民建地下车库修复
项目名称:某汽车坡道预应力碳板加固工程
病害:地下室的出口位置,因为地上覆土太多引起楼板下弯,导致楼板和梁都出现裂缝。
加固方案:
1) 对原混凝土板构件的裂缝进行注胶、封缝处理。注胶采用改性环氧树脂类修补材料。
2) 对坡道底部的框架梁采用碳纤维布进行加固.
3)汽车坡道采用外粘预应力碳纤维板加固:
3.1)原构件混凝土应凿除至混凝土基层,对混凝土缺陷部位应凿除至坚实基层,钢筋腐蚀应进行除锈处理。
3.2)所有穿原构件孔洞均用机械钻孔,应避免损伤原有钢筋。
3.3)加固后所有外露钢板表面挂Φ3钢丝网片,抹聚合物砂浆保护层,其保护层厚度不小于30mm。
现场照片:
总结
通过案例可以看出,预应力碳纤维板加固系统对混凝土结构构件主动施加预应力,显著提高结构承载力,在公路桥梁和工民建领域都有广泛的应用并取得较好效果。
