Модернизация моста

В настоящее время многие существующие мосты в Китае не могут соответствовать требованиям эксплуатации по разным причинам и нуждаются в укреплении. Техническое обслуживание, ремонт и укрепление бетонных конструкций и сооружений стали неотложной проблемой. Традиционные материалы часто используются для армирования относительно низкой эффективности, более высокой степени механизации и обычно появляются после плохой долговечности проблемы. Специальная смола и ткань из углеродного волокна наносятся на поверхность бетона в соответствии с требованиями проекта, чтобы достичь эффекта армирования конструкции. Механические свойства балок, водопропускных труб и других балок до и после армирования были значительно улучшены. Согласно экспериментальному исследованию, изгибные свойства балок, плит и водопропускных труб со слоем однонаправленной ткани из углеродного волокна могут быть улучшены на 5-8%. По сравнению с другими методами армирования, такими как наклеивание стали и торкретирование, этот метод имеет характеристики малого собственного веса, простой конструкции, короткого периода строительства и хорошей долговечности. Благодаря преимуществам высокой прочности, высокой эффективности, коррозионной стойкости и малого собственного веса ткань из углеродного волокна широко используется для армирования железобетонных конструкций.

1 Обзор проекта

Участок скоростной автомагистрали от Наньчана до Цзюцзяна (участок) является главной магистральной линией в провинции Цзянси общей протяженностью 133 км. Его конструкция претерпела множество изменений, таких как реконструкция второстепенной автомагистрали, расширение специальной автомобильной автомагистрали и т. д. После более чем десяти лет эксплуатации и использования дорожное покрытие оказалось более серьезным и разнообразным явлением позднего повреждения с потенциальными угрозами безопасности. В связи с этим владельцы решили провести масштабную комплексную техническую трансформацию скоростной автомагистрали Чан-9. Основное содержание этой технической трансформации заключается в увеличении толщины слоя конструкции дорожного покрытия на 16-25 см на основе усиления существующего слоя конструкции дорожного покрытия. В то же время существующий на некоторых участках односторонний уклон дорожного покрытия изменен на односторонний уклон, чтобы принципиально решить скрытую опасность поперечного дренажа шоссе Чан-Цзю. Для достижения вышеупомянутых целей технического преобразования все мостовые и водопропускные сооружения вдоль линии должны быть обработаны и реформированы в соответствии с вышеуказанными требованиями, а существующие заболевания различных конструкций должны быть устранены одновременно.

Всего вдоль скоростной автомагистрали Чанцзю имеется 849 мостов и водопропускных сооружений, включая 79 основных мостов и 26 ответвлений. Верхняя часть в основном состоит из предварительно напряженных просто поддерживаемых пустотелых плит длиной 13 м, 16 м и 20 м. Имеется небольшое количество обычных железобетонных просто поддерживаемых пустотелых плит длиной 8 м и 10 м, непрерывных коробчатых балок и мостов с двутавровыми композитными балками. Имеется 303 круглых трубчатых водопропускных сооружения, 441 арочная водопропускная труба и проходы с накладками, коробчатой и растворной кладкой. Среди них имеется около 200 открытых водопропускных сооружений и закрытых водопропускных сооружений с небольшим количеством заполнения наверху. В ходе исследования не было обнаружено никаких очевидных структурных дефектов в конструкции, и общая несущая способность всех конструкций по-прежнему хороша, только в определенных частях, таких как непрерывное полотно моста, дорожное покрытие полотна моста, резиновые опоры и другие слабые места, появились дополнительные повреждения. Поэтому, в дополнение к устранению всех видов существующих заболеваний, акцент этой реконструкции заключается в укреплении и усилении основных линий и мостов путепроводов, водопропускных труб и кровельных плит и водопропускных труб с небольшим количеством наполнителя, которые в значительной степени затронуты реконструкцией дорожного покрытия, чтобы достичь цели обеспечения безопасности дорожного движения.

2 Свойства материала

В настоящее время техническое состояние структурного армирования, реконструкции и ремонта можно в целом разделить на метод утолщения железобетона, метод предварительной объемной добавки, метод листового армирования, изоляцию и метод сейсмического поглощения. Метод армирования углеродным волокном имеет характеристики низкой относительной плотности, высокой усталостной прочности, хорошей долговечности, износостойкости, удобной конструкции, низкой стоимости и не ограничен условиями строительства, в основном не влияет на форму исходной конструкции. Результаты испытаний бетонных балок, усиленных FRP, показывают, что жесткость при изгибе увеличивается на 17–99%, а прочность на изгиб увеличивается на 28–97% при нормальной нагрузке. В испытании на прочность на сдвиг изгибающая способность усиленных элементов значительно улучшается, примерно на 65–95%, что соответствует сейсмическим требованиям сильного изгиба и слабого сдвига.

3 Основные предположения о расчете арматуры

(1) роль бетона в зоне растяжения незначительна.

(2) когда балка изгибается, деформация бетона, стального стержня и углеродного волокна соответствует предположению о плоском сечении.

(3) зависимость напряжения от деформации

материал из углеродного волокна является линейно упругим: σcf=Ecf×εcf и εcf<0,01.

(4) до достижения предельного состояния изгиба не происходит отслаивания связи между CFRP и бетоном.

4 Конструкция армирования углеродным волокном

4.1 Конфигурация клея

(1) Сырье точно взвешивается в соответствии с различными соотношениями смешивания, а грунтовочные, выравнивающие и связующие вещества распределяются соответственно. Разбавитель добавляется в основной полимерный материал и равномерно перемешивается, затем добавляется наполнитель, чтобы продолжить перемешивание до равномерного состояния, и, наконец, добавляется отвердитель, который можно использовать после полного перемешивания.

(2) При размещении связующего следует обратить внимание на следующие моменты: 1-2 кг на каждую комбинацию грунтовки, 0,5-1 кг на каждую комбинацию выравнивающего связующего и 1-2 кг на каждую комбинацию связующего.

(3) все ингредиенты должны быть завершены в течение 1H.

4.2 Обработка основания

(1) Износ бетонной поверхности, такой как сколы, углубления, ячеистость и коррозия, должен быть удален. Трещины шириной менее 0,2 мм должны быть покрыты эпоксидной смолой и заделаны. Трещины больше 0,2 мм должны быть заделаны эпоксидной смолой.

(2) Угловая шлифовальная машина для бетона, наждачная бумага и другое оборудование для удаления с поверхности бетонного раствора, жира и других загрязнений, основание бетонного компонента должно быть отполировано до плоского состояния, особенно поверхность выпуклых частей должна быть отполирована до плоского состояния, угловая паста должна быть снята и отполирована в дугу окружности (R < 30 мм).

(3) воздуходувка очистит бетонную поверхность и сохранит ее сухой.

4.3 Грунтовка

(1) базовый клей распределяется в соответствии с соотношением основного агента: отвердителя = 3:1. Основной агент и отвердитель помещаются в емкость, измеряются пружинными весами и равномерно перемешиваются мешалками. В соответствии с фактической температурой на месте, определяют дозировку и строго контролируют время использования. Обычно расходуется 60 мин.

(2) Равномерно распределите клей по поверхности бетонного компонента валиком или щеткой, толщина не более 0,4 мм, не допускается протечка кисти или образование пузырьков воздуха. Время отверждения составляет 3 ~ 24 часа.

4.4 Выравнивание

(1) Для заполнения вогнутых частей бетонной поверхности следует использовать ремонтную эпоксидную шпатлевку, а для заполнения частей с плохой высотой, таких как шаблонные швы, следует использовать заплатку для заполнения, чтобы минимизировать разницу высот.

(2) также применяется угол угла для ремонта плавной дуги с радиусом не менее 30 мм. Когда поверхность ремонтного агента будет нажата и высохнет, можно выполнять следующий шаг.

4.5 Склеивание листа из углеродного волокна

(1) Убедитесь, что поверхность склеивания сухая, температура ниже 5 °C, а относительная влажность RH выше 85%. Если нет эффективных мер, ткань из углеродного волокна не может быть изготовлена.

(2) Смешайте и перемешайте клеевой материал (используя тот же метод, что и базовый клей), затем равномерно нанесите его на деталь, которую нужно склеить, и нанесите больше кистью на соединение внахлест, бетонный угол и другие детали. Толщина кисти немного толще, чем у базового клея. Строго запрещено иметь явление утечки и кисти, и обратите особое внимание на прилипание края углеродного волокна.

(3) После того, как ткань из углеродного волокна склеена, специальные инструменты используются для многократного прокатывания вдоль направления волокон, чтобы удалить пузырьки и заставить клей достаточно пропитать ткань из углеродного волокна, а скребок используется для соскабливания поверхности ткани из углеродного волокна, чтобы сделать ее ровной. Многослойная склейка должна повторять вышеуказанные шаги, и следующий слой можно наклеивать до тех пор, пока поверхность ткани из углеродного волокна не станет сухой.

(4) равномерно нанесите клей на поверхность последнего слоя CFRP. Повторно прокатывая вдоль направления волокон инструментом и соскребая поверхность ткани из углеродного волокна скребком, чтобы сделать ее ровной.

(5) Длина перекрытия CFRP вдоль направления волокон не должна быть менее 10 см. Смола должна быть нанесена на эту часть, а операция по пеногашению и смоле должна выполняться в обычном режиме.

5 Меры обеспечения качества

(1) контроль сырья из углеродного волокна.

Однородность материалов: пучки углеродного волокна распределяются только равномерно, переработанные в листы могут играть роль единой общей силы.

Содержание предварительно пропитанной смолы в листах из углеродного волокна: Предварительно пропитанная смола играет роль взаимного сдерживания волокон, взаимного связывания в общую силу целого, но ее содержание слишком велико, пропитка слишком толстая, но не способствует ремонту и армированию. Поскольку конструкция армированного бетона из углепластика зависит от эпоксидной смолы, нанесенной сверху и снизу повторной инфильтрации листов из углеродного волокна для завершения. Если содержание предварительно пропитанной смолы в листе из волокна слишком велико, эффект проникновения смолы будет плохим, когда лист из углеродного волокна наклеен, что напрямую влияет на качество конструкции.

Процент нити углеродного волокна очень легко появляется

из-за его тонкой волокнистой пряжи и всего 7 мкм. Поэтому, чтобы минимизировать разрыв волокна и обеспечить непрерывность и целостность листа волокна, это важный параметр для обеспечения конечного эффекта армирования.

(2) строго контролировать температуру и влажность на строительной площадке. Температура строительства находится в пределах 5~35 C, а относительная влажность не более 85%.

(3) проект по склеиванию углеродного волокна: длина нахлеста ткани из углеродного волокна вдоль направления волокон не должна быть менее 100 мм. Ткань из углеродного волокна должна быть наклеена как можно дальше, чтобы избежать препятствий, если препятствия не могут быть удалены и их необходимо обрезать, в обрезанной части следует надлежащим образом обработать, конкретные меры должны быть определены в соответствии с различными обстоятельствами.

(4) Приемка на месте после строительства в основном заключается в оценке качества сцепления между CFRP и бетоном, а эффект сцепления оценивается по эху от легкого постукивания поверхности CFRP молотком и другими инструментами. Если явление налипания не плотное, для его устранения следует использовать метод инъекции клея иглой. Если площадь склеивания составляет менее 90%, склеивание недействительно и его необходимо восстановить.

6 Заключение

Преимущества усиления бетонных конструкций углепластиком очевидны, и он имеет широкие перспективы применения при укреплении автодорожных мостов и водопропускных труб.