[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

说明书

本发明提供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。本发明方法，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；将预设数量的碳纤维集束插入钢管中，将其插入孔洞中，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。本发明建立了强化碳纤维树脂板加固梁体的内织网体系。本发明可以完成对地震高风险地区的老旧桥梁结构进行维修与加固，同时保持桥梁的梁壁厚度基本不增加。

技术领域

本发明涉及地震灾害高风险地区的钢筋混凝土旧桥桥梁梁体结构加固领域，尤其涉及基于地震高风险地区的强化碳纤维树脂板(CFG板)及碳纤维集束的内织网法旧桥承重结构加固方法。

背景技术

我国现存的桥梁大部分为建国后所建，设计使用寿命一般为40年。钢筋混凝土桥梁是城市建设及社会运行的重要组成部分，但是随着钢筋混凝土桥梁的长时间服役，由于外部应力、温度变化、钢筋锈蚀、混凝土收缩、地基沉降等原因，桥梁的承重结构体系会出现一定数量的、粗细不等的裂缝，如果不妥善解决这些裂纹造成的桥梁载重能力减弱，特别是对于地震灾害高风险地区，必将会极大的影响桥梁的使用寿命及运行安全。

目前，通过碳纤维树脂板对桥梁结构体系进行加固的技术主要有两类：即粘贴法与预应力加固法。粘贴法即把碳纤维树脂版粘贴到建筑的梁体结构上以达到对结构体系进行加固的目的。第二种是预应力加固法，即通过在桥梁梁体或箱体梁内部拉伸各种碳纤维树脂板，并将施展预应力后的碳纤维树脂板通过特殊的锚固系统将预应力传达到需要被增加强度的梁体结构上，以达到增强梁体强度的目的。该方法对于桥梁结构体系加固明显，但是需要对各类碳纤维树脂板在加工过程中进行拉伸，同时锚固的施工难度也较大，对施工技术要求高的特点，同时各种辅助材料与构件等因素也会出现在碳纤维树脂板在长时间服役后出现锚固松弛的情况。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供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。本发明采用的技术手段如下：

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，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。

进一步地，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。

进一步地，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。