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關(guān)于碳纖維布加固技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

所屬分類:行業(yè)新聞    發(fā)布時(shí)間: 2019-06-01    作者:
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       碳纖維布加固技術(shù).早起源于德國、瑞士,在20 世紀(jì)80 年代后期,碳纖維復(fù)合材料被用于加固混凝土結(jié)構(gòu)。  碳纖維復(fù)合材料加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù),是將碳素纖維這種高性能纖維應(yīng)用于土木工程,利用樹指類材料把碳纖維粘貼于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面,形成復(fù)合材料體CFRP,通過其與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的協(xié)同工作,達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)加固及改善受力性能的目的。  加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)所用碳纖維材料,主要為二種,碳纖維與配套碳纖維膠。其中碳纖維的抗拉強(qiáng)度為建筑鋼材的十幾倍,而彈性模量與鋼材相當(dāng),某些種類(如高彈性) 碳纖維的彈性模量甚至在鋼材的2 倍以上,且施工性能與耐久性良好,是一種很好的加固修復(fù)材料;配套樹指則包括底膠、找平膠及浸漬膠,前兩者的作用是為了提高碳纖維的粘結(jié)質(zhì)量,而后者的作用則是使碳纖維與混凝土能夠形成一個(gè)復(fù)合性整體,并且共同工作。

水利工程碳纖維加固

       板梁構(gòu)件加固中的應(yīng)用  目前混凝土加固通常采用增大截面加固法、置換混凝土加固法、外粘型鋼加固法、外粘鋼板加固法、粘貼纖維復(fù)合材加固法等方法。粘貼纖維復(fù)合材法具有強(qiáng)度高(抗拉強(qiáng)度高于普通鋼材十倍以上)、比重輕、耐久耐腐性好、施工便捷、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。  吉林省永吉縣碾子溝水庫泄洪洞建于50 年代,泄洪洞洞身長32.2 m,共3 孔,每孔過水?dāng)嗝娉叽?.55 m×3.4 m(B×H)。洞邊墻及底板為鋼筋混凝土U 型槽結(jié)構(gòu),頂部為鋼筋混凝土T 形梁蓋板。2003 年,水庫進(jìn)行了除險(xiǎn)加固,由于土壩壩頂加高了0.38 m,經(jīng)復(fù)核,泄洪洞洞頂T 形梁配筋不滿足強(qiáng)度要求。通過計(jì)算,設(shè)計(jì)采用300 g/m2 碳纖維布粘于全梁底部。
牛腿加固中的應(yīng)用三河閘位于洪澤湖東南角,是淮河入江水道的控制口門,設(shè)計(jì)流量12000 m3/s。1968 年加固時(shí)在閘身上游側(cè)增設(shè)了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的檢修門起吊牛腿127 根。牛腿挑出工作橋面0.625 m,牛腿端部截面尺寸為0.2 m×0.24 m。由于牛腿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,施工質(zhì)量較差,1998 年起牛腿混凝土出現(xiàn)破損、剝落、露筋等現(xiàn)象。多次采用傳統(tǒng)的水泥砂漿方法進(jìn)行修補(bǔ),但仍有上述現(xiàn)象發(fā)生。2004 年7 月,三河閘管理所引進(jìn)碳纖維對(duì)牛腿進(jìn)行了加固。檢修門起吊牛腿兼有抗剪和抗彎作用,原結(jié)構(gòu)破壞形態(tài)主要為剪切破壞,部分為受拉筋不足破壞。根據(jù)工程實(shí)際情況,加固時(shí)采取粘貼橫向和縱向碳纖維布相結(jié)合的方法提高牛腿的抗剪和抗彎性能。即垂直牛腿軸向粘貼全封閉300 g/m2 碳纖維包箍,提高牛腿的抗剪性能;在牛腿頂部沿軸向粘一層同型號(hào)碳纖維布,起抗拉及包箍接頭壓條作用。運(yùn)用該技術(shù)加固的三河閘檢修門,起吊牛腿抗剪、抗彎性能均得到很大提高,抗剪承載力從原來的43.6 kN,提高到140.80 kN,抗彎強(qiáng)度從原來的42.9 kN?m,提高到51 kN?m。
        水工隧洞加固中的應(yīng)用,水工隧洞受水流的沖刷、磨損、氣蝕等,隨運(yùn)行時(shí)間的增長,會(huì)出現(xiàn)裂縫、滲漏、老化等問題,嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。傳統(tǒng)的噴混凝土或掛網(wǎng)澆筑混凝土等水工隧洞加固技術(shù),相當(dāng)于對(duì)隧洞進(jìn)行二次襯砌,施工難度大、周期長,經(jīng)濟(jì)效益差,且改變了隧洞的過流斷面,投入使用一段時(shí)間后,又要面臨新的加固問題,周而復(fù)始形成惡性循環(huán)。

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