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容易忽略且致命,關于預應力碳纖維板加固施工技術的幾點探討

2023 / 01 / 06

  預應力碳纖維板加固技術屬于主動加固技術,是一種新型的碳纖維加固技術,結合了碳纖維板的高強度和施加預應力的特點,碳纖維板的強度利用率高,顯著增加結構的強度、剛度的同時,能減少鋼筋混凝土結構的撓度變形,并能減少和封閉裂縫,具有自重輕,對結構損傷小,施工簡便,加固效果好等優勢。



  在維修加固工程中,加固效果主要取決于加固材料的質量和加固施工的規范性等,本期我們將針對在預應力碳纖維板加固施工過程中的一些較容易忽略但直接影響加固效果的施工要點進行探討,歡迎大家交流指正。



  1、鉆孔、植筋


  植筋的主要作用就是對張拉端、固定端錨具及壓條等部件進行固定和限位,從而防止預應力碳纖維板在張拉過程中出現偏心受拉、斷裂,錨具脫離等情況,保證張拉順利、安全。


 ?、?、鉆孔


  首先,鉆孔前需根據設計要求,使用墨盒彈出底座、壓條安裝位置線,并將鉆孔固定位置標記在混凝土梁底,使用鋼筋探測儀檢測預定鉆孔位置是否有受力鋼筋或梁體原預應力鋼絞線分布,如遇到分布受力鋼筋等,可以根據底座上固定孔位的橫向富余量調整鉆孔位置,避免鉆孔破壞受力鋼筋及預應力鋼絞線。嚴格按定位標記的十字中心點打孔,最大限度減少偏移誤差,根據錨栓的直徑、孔深選擇確定鉆孔機械、鉆頭,確??椎拇怪倍群蜕疃?。



 ?、?、清孔


  若孔內存在灰塵,會影響到植筋膠與混凝土孔洞或錨栓的粘接能力,影響植筋的錨固承載力。因此清孔處理也極其重要,建議使用鼓風機和硬毛刷清孔,將硬毛刷深入孔底,旋轉往返多次進行清孔,再將鼓風機深入孔底清理灰塵,反復清理不應少于3次,至孔內無浮灰,必要時應采用棉紗配合酒精清理孔壁。


 ?、?、植筋


  注入植筋膠至孔深的2/3左右,沿單一方向植入并旋轉錨栓,至膠液溢出,錨栓應垂直于梁面。



  2、碳纖維板安裝檢查


  碳纖維板即碳纖維加固補強單向板材,其成型工藝是將碳纖維浸漬樹脂后在模具內固化并連續拉擠成型,因此,橫斷面(寬度方向)抗剪、抗折強度較低。


  碳纖維板安裝后,碳纖維板中心線、兩端錨具中心線若不在同一軸線上,隨著預應力的增加,就會導致碳纖維板受力不均勻而產生內聚剪切應力變大,從而導致碳纖維板發生縱向破壞。


  因此,正式張拉前應先進行預張拉,預張拉至設計張拉控制應力的30%(具體參看設計要求),采用錨具中心延長線檢測法檢查兩端錨具中心線是否偏離并進行調整,調整碳板至適宜位置。



  錨具中心延長線檢測法即當兩端錨具中心延長線偏差超過容許偏差值時,應及時調整張拉端和固定端支座,保證中心對齊。


  3、張拉防護


  進行張拉前需做好防護處理,碳纖維板為脆性材料,如果張拉操作不當可能出現劈裂、斷裂等情況,再加上巨大預應力的加持,存在較大危險。所以在施工過程中應當做好防護措施,不可在碳纖維板軸線正下方進行操作,以免發生危險。


  GB 55034-2022《建筑與市政施工現場安全衛生與職業健康通用規范》(2023、6、1起實施)明確規定:預應力結構張拉、拆除時,預應力端頭應采取防護措施,且軸線方向不應有施工作業人員。


  4、分級張拉


  一些施工單位在進行正式張拉時選擇一口氣完成全部張拉或者保壓持荷時間過短,這樣就會導致一些影響張拉效果的問題(例如碳纖維板偏心受拉、斷裂,錨具脫錨等)出現后未能及時發現,導致張拉失敗甚至發生危險。



  因此,需進行分級張拉,具體分級張拉應力值及對應伸長量應遵照設計圖紙執行。當張拉應力值和碳纖維板的伸長量滿足要求后,應保壓持荷5~10分鐘左右(具體要求參考設計說明),并且要將張拉螺母完全鎖緊,密切注意張拉和固定兩端及原結構上是否產生異常狀況。如出現任何異常情況則要立即停止張拉,應由技術人員檢查異常原因,必要時進行卸壓,解決問題后方可重新加壓。


  張拉完成后,無其他異常情況發生,即可拆除張拉工裝。同時,將壓條上的螺栓擰緊,保證碳纖維板與壓條之間無空隙。


  嚴格遵照施工流程進行規范施工,是保證加固效果的重要一環。無論是施工圖紙說明還是作業指導書等,施工單位都需要認真研讀并執行,這樣才能避免事故的發生,確保加固效果和施工安全。


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