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在上次的“北京首例預應力碳板應用之病害詳解篇”中，主要對病害及形成原因進行了詳細分析，而最終確定選擇了卡本預應力碳板加固系統(tǒng)，它究竟又有什么優(yōu)勢，施工之中又有哪些細節(jié)需要注意，今天分享的這些內容，就將會針對這些問題有一個細致的解答，更將會在大跨度梁加固方面產(chǎn)生一定影響。

四、預應力碳纖維板加固系統(tǒng)介紹

預應力碳纖維板系統(tǒng)由預應力碳纖維板、配套碳板粘接劑、張拉錨固單元三部分組成。經(jīng)過大量的試驗測試和大量實際工程的應用，實踐證明，預應力碳纖維板加固系統(tǒng)大大提高了結構的承載力，減小了裂縫寬度和撓度變形。其特點主要有：

①　主動加固，有效提升結構承載力;

②　錨固性能可靠，錨頭錨固效率系數(shù)可達95%;

③　重量輕，幾乎不增加結構自重;

④　施工方便，僅需小型千斤頂和手動油泵即可進行張拉作業(yè)。

基于以上特點，預應力碳板應用范圍很廣，主要包括：

①　鋼筋混凝土橋梁的板梁、箱梁、T梁的抗彎加固;

②　鋼筋混凝土橋梁的控制裂縫加固;

③　民用建筑、工業(yè)廠房等建筑，大跨度結構梁、板的抗彎加固、控制裂縫加固等。

卡本預應力碳纖維板張拉錨固單元由固定端錨具、張拉端錨具、固定端支座、張拉端支座、壓條、錨栓、配套螺母墊片、張拉工裝等組成。其中張拉工裝含張拉桿、張拉端擋板、千斤頂、手壓泵等，用于配合進行張拉施工。

預應力碳板施工中所用的主要材料：碳纖維板、配套碳板膠、張拉端和固定端支座、張拉桿、壓條、M24和M10 錨栓、植筋膠。

預應力碳板施工中所用的主要工具：小型千斤頂和手動油泵、張拉工裝、電錘、角磨機、活動扳手、泥鏟、鋼卷尺、電子天平。

五、預應力碳板施工工藝

(1)施工準備

在加固梁上按照設計施工放樣，準確確定碳纖維板和兩端錨具位置。放樣采取鋼尺定位，根據(jù)支座位置確定實際鉆孔以及混凝土清理位置。

(2)混凝土粘貼表面處理

橋梁鋼筋混凝土結構長期直接暴露在有一定濕度的空氣中，在粘貼碳纖維板加固施工中，需打鑿掉脆化疏松層，提高粘結力。對混凝土粘貼面的脆化疏松層，應采用硬質金剛石磨輪打磨掉且完全露出新面，并用鋼絲刷清除疏松浮層。

為了保證碳纖維板與混凝土之間的設計間隙(膠層厚度3～5 毫米)，實現(xiàn)碳纖維板受力張拉時平直均衡無阻礙，對混凝土高凸面應采用金剛石打磨片打磨，對混凝土低凹面應采用環(huán)氧修補膠修補。假如粘貼時混凝土濕度較大，對混凝土粘貼面尚須進行人工干燥處理。

(3) 鉆植膠錨螺栓

1)施工放線采用鋼筋探測儀標定螺栓鉆孔位置，假如遇到鋼筋需移位，應通知技術人員記錄編號，并安排現(xiàn)場修整支座板安裝孔。

2)采用電錘鉆孔時應保證鉆孔中心線與混凝土梁面垂直，鉆孔中心位置偏差不超過3 ㎜。

3)采用化學膠管或植筋膠植入螺栓時，應保證孔內膠液飽滿且螺栓垂直于梁面。

(4)安裝錨具支座及梁側面的鋼板

1)張拉端、固定端支座中心線應與碳板中心線平行或重疊，錨具兩端支座中心延長線按碳纖維板全長計算偏差不得超過±5 ㎜。

2)錨具、支座安裝的梁面，縱橫方向水平均應位于水平尺中央，兩端錨具底部結合面修磨時可以低于安裝梁面1～2 ㎜。

3)兩端支座板安裝孔因鉆孔偏差修整后與螺栓出現(xiàn)的間隙，安裝時應使用環(huán)氧修補膠填補，兩端支座調平后與混凝土的空隙，也應采用環(huán)氧修補膠填補或找平。

4)并將梁側面的輔助鋼板和支座用錨栓固定在梁體上，鋼板、支座與混凝土之間用粘鋼膠填充，鋼板和支座之間焊接牢固。

(5)碳纖維板檢查

碳纖維板重點檢查碳纖維板直線度，其全長直線度偏差不得超過20 ㎜;對于碳纖維復合板材粘貼表面的處理同樣重要，粘貼表面殘留的油污在膠粘劑與碳纖維復合板材之間容易產(chǎn)生一層油脂狀薄膜，導致膠粘劑與碳纖維復合板材之間粘結失效，要求碳纖維板使用前使用丙酮擦拭干凈。

(6)碳纖維板施加應力預張拉

安裝碳纖維板并旋緊螺桿拉直碳纖維板，安裝張拉支架和千斤頂且處于水平位置，加壓張拉至設計張拉應力值的15﹪，檢查兩端錨具之間碳纖維板與梁表面是否有間隙，如碳纖維板與混凝土有高凸接觸點或面，應泄壓拆卸打磨后再張拉。

(7)配膠、涂抺結構膠

碳板膠為AB 雙組份，配合比A：B=2：1，AB 雙組份分別稱重后攪拌至顏色均勻。

碳板膠對細微多孔、粗糙的混凝土粘貼面，具有良好的的滲透性及浸潤性，而對組織密實的、粗糙度光滑的碳纖維復合板材粘貼面浸潤性相對較差。膠粘劑配制好后，為了使膠粘劑能充分浸潤、滲透、粘附于碳纖維復合板材粘貼面，應先使用抹刀在碳纖維復合板材粘貼面刮抹少量膠粘劑，并且用力刮抹數(shù)遍，然后，按照碳纖維復合板材寬度方向中間厚、邊緣薄的原則，再刮抹至所需膠體厚度4～10 毫米(膠體厚度根據(jù)原結構粘結面平直度而定)。

(8)壓緊條安裝

碳纖維板涂抹膠粘劑并初步固定就位后，即可安裝壓緊條，壓緊條安裝時需與混凝土面保持1cm左右的縫隙，以便張拉時碳纖維板可以自由滑動。

(9)張拉碳纖維板

壓緊條安裝就位后后，重新安裝千斤頂并調整處于水平位置，加壓張拉至設計張拉應力值的15﹪，刻錄錨具張拉移動起始線。

加壓張拉至設計張拉應力值的30﹪，檢查碳纖維板邊緣與梁表面之間是否有膠液擠壓溢出，如局部未出現(xiàn)膠液擠壓溢出現(xiàn)象，應泄壓補充膠液后再張拉;檢測錨具行程位移是否對應預張拉時的刻錄線。

分段加壓張拉至設計張拉應力值的50﹪、70﹪、90﹪、100﹪，檢測張拉端錨具行程位移是否滿足理論伸長量的要求，按規(guī)范要求張拉端錨具行程位移與理論伸長量誤差應不大于±6﹪。

當張拉應力值和張拉端錨具行程位移滿足要求后，將拉桿上面的鎖固螺栓扭緊到位，停頓5 分鐘沒有其它異常情況后，拆除千斤頂和錨具張拉支架;同時將壓緊條上的螺栓扭緊，保證碳板與壓緊條之間無空隙。

加壓或減壓時，千斤頂行程速度應控制在20 ㎜∕分鐘以內，嚴禁快速沖、放千斤頂行程。

所有張拉都應在碳板膠適用期內(60 分鐘)完成。

張拉結束和壓緊條安裝完畢后，即可開始碳纖維板的補膠工作，要求碳纖維板與混凝土之間的縫隙均填滿膠粘劑，且碳纖維板邊緣膠粘劑飽滿并與混凝土基層呈45度斜角。

(10)固化養(yǎng)護

應碳纖維復合板材膠在施工環(huán)境溫度和材料特性合理控制固化時間;當施工環(huán)境溫度低于25℃時，固化時間相對延長。

(11)隱蔽防護

碳纖維板預應力張拉體系中，錨具為鋼構件，容易發(fā)生銹蝕;碳纖維板因材質為樹脂復合，應避免陽光紫外線侵蝕，張拉完成檢驗合格后，應使用具有較好粘結性、防腐性和較好耐久性的丙烯酸涂料，對錨具、碳纖維板噴涂丙烯酸涂料進行隱蔽防護。

六、預應力碳板張拉監(jiān)測及效果

豐益橋預應力碳纖維板張拉過程，對每條每條碳板的張拉力值和每跨的撓度變形值進行監(jiān)測。橋梁的撓度監(jiān)測每跨布置6個點，左右翼緣板跨中各1個，底板跨中2個，1/4跨、3/4跨各布置1個。

全橋碳板張拉完畢3天后，各跨的翼緣板及底板跨中撓度值減小2mm，橋梁梁板整體向上起拱，說明預應力碳板已經(jīng)很好地參與到結構的受力中去。

七、豐益橋預應力碳板成功實施意義

預應力碳纖維板加固系統(tǒng)是規(guī)范中規(guī)定的，可以在不卸載的情況下進行有效加固的少數(shù)加固方法。同時，所用的碳纖維材料具備輕質、高強、耐老化的特點，加固后幾乎不增加自重和體積，是非常理想的梁板加固解決方案。

豐益橋預應力碳板項目的實施竣工是北京市首次將預應力碳板技術成功用在市政橋梁加固的案例。豐益橋206條預應力碳纖維板在市政橋梁的成功應用，標志著國內預應力碳纖維板施工技術越來越成熟，同時46m預應力碳板的成功張拉刷新了此前由卡本在云南雞石高速創(chuàng)造的30m預應力碳板成功張拉國內記錄。

未來，預應力碳板用于全國市政橋梁的項目將越來越多，與之相匹配的設計、施工、監(jiān)測的技術也將越來越成熟，并不斷趨于完善。
施工現(xiàn)場圖
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