[发明专利]基于地震高风险地区的强化碳纤维树脂板内织网法旧桥承重结构加固方法有效
申请号: | 202110518450.X | 申请日: | 2021-05-12 |
公开(公告)号: | CN113216016B | 公开(公告)日: | 2021-12-31 |
发明(设计)人: | 徐柏刚;唐建;杨庆;郭飞 | 申请(专利权)人: | 大连理工大学 |
主分类号: | E01D22/00 | 分类号: | E01D22/00;E01D19/00 |
代理公司: | 大连东方专利代理有限责任公司 21212 | 代理人: | 修睿;李洪福 |
地址: | 116024 辽*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 地震 风险 地区 强化 碳纤维 树脂 织网 法旧桥 承重 结构 加固 方法 | ||
1.一种基于地震高风险地区的强化碳纤维树脂板内织网法旧桥承重结构加固方法,其特征在于,包括如下步骤:
对梁体外表面喷涂丙烯酸树脂;在承重结构维修区域内打孔;
待树脂固结后在其上面铺设强化碳纤维树脂板,所述强化碳纤维树脂板根据现场实际情况截断重组为方格网形式,所有相交处进行锚固,进而形成强化碳纤维树脂板模块,相邻模块之间的交界处涂抹硅胶材料并安装有弹簧;
将预设数量的碳纤维集束插入钢管中,将其插入孔洞中,之后,孔洞内灌注固结树脂,碳纤维集束的接头通过固定螺栓固定于强化碳纤维树脂板的交点上,完成内织网结构体系的构建,之后,在强化碳纤维树脂板表面覆盖水泥混凝土;
基于如下公式计算承重结构维修区域内的内织网细孔孔洞密度
其中,k表示分成N个子区域的具体某个子区域的标号,b=1,2,3表示三个主应力的方向,表示碳纤维束的需用应力,为树脂的需用应力,包括需用拉应力和需用压应力表示工况l情况下,树脂和碳纤维束复合材料在j点出的平均应力,
当时,
当时,
其中,表示工况l情况下复合材料的主应变;
内织网结构体系的构建之后,还包括如下步骤:
对于内织网体系的两侧强化碳纤维树脂板模块,使用强力粘结剂把1cm厚钢板粘贴于桥梁承重结构下部,粘贴好后设置反力块,通过千斤顶在厚钢板与反力块之间施加0.05~0.1MPa的压力并在室外常温下固化24小时以上,随后撤出千斤顶与反力块,最后将钢板与梁体底面使用螺栓进行锚固;
对于强化碳纤维树脂板模块的上缘,使用L型钢板并运用同样的流程进行锚固。
2.根据权利要求1所述的基于地震高风险地区的强化碳纤维树脂板内织网法旧桥承重结构加固方法,其特征在于,对梁体外表面喷涂丙烯酸树脂前,还需对拟修补梁体区域的表面进行预处理,具体地,对拟修补梁体区域的表面进行凿毛、锯切处理,运用机械形成平整的粗糙面,凿毛凹凸差≥3mm,进而形成粗糙界面,随后用高强度水枪进行清洗梁体表面浮渣及尘土,待晾干后,对粗糙面使用丙烯酸树脂进行预设量的喷涂。
3.根据权利要求1所述的基于地震高风险地区的强化碳纤维树脂板内织网法旧桥承重结构加固方法,其特征在于,打孔间距及位置应躲开原有梁体钢筋骨架,对在裂隙较多的部位布置上下两排孔洞,对于裂缝小的区域布置四排孔洞,孔洞直径为15cm±5cm,孔洞在梁体受拉区进行布置。
4.根据权利要求1所述的基于地震高风险地区的强化碳纤维树脂板内织网法旧桥承重结构加固方法,其特征在于,所述固结树脂为环氧树脂NPEI-127、环氧树脂HY、固化剂AS、稀释剂501和促进剂DMP-30的混合物。
5.根据权利要求1所述的基于地震高风险地区的强化碳纤维树脂板内织网法旧桥承重结构加固方法,其特征在于,
钢板锚固后,清除钢板表面污垢和锈斑,在钢板外露面上涂刷亚硝酸钠阻锈漆。
6.根据权利要求1或5所述的基于地震高风险地区的强化碳纤维树脂板内织网法旧桥承重结构加固方法,其特征在于,所述在强化碳纤维树脂板表面覆盖水泥混凝土具体包括如下步骤:
使用工程用手持吹风机除去桥梁承重结构外部浮灰,表面晾干后,首先涂抹打底聚合物砂浆,所述聚合物砂浆包括水泥砂、粉末状聚合物和水,随后运用喷涂机把混合聚醋酸乙烯乳液的混凝土砂浆喷涂在梁体表面,施工温度为5°~40°之间,如果室外温度不符合该条件,将停止施工;
当室外温度在20°~40°之间时,喷涂混凝土砂浆之间的时间间隔控制在半个小时以上;
当室外温度在5°~20°之间时,喷涂混凝土砂浆之间的时间间隔控制在两个小时以上并视混凝土的硬化程度而定。
7.根据权利要求6所述的基于地震高风险地区的强化碳纤维树脂板内织网法旧桥承重结构加固方法,其特征在于,还包括养护的步骤,具体地,覆盖水泥混凝土后,向梁体表面喷涂聚合乳胶基型养护剂,待成膜后24小时后再次喷涂第二遍养护剂,每平方面喷涂用量5-7kg;养护剂喷涂完成后,对梁体进行塑料膜包封,养护至少25天后,除去表面塑料膜。
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