一種基于鋼板-預應力碳纖維板的混凝土梁抗彎加固方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程結構加固的技術領域，尤其涉及一種基于鋼板-預應力碳纖維板的混凝土梁抗彎加固方法。
【背景技術】
[0002]隨著橋梁使用時間、交通流量的增長，很多橋梁結構的使用性能已經(jīng)不能滿足當前的功能要求，為使其重新恢復使用功能需進行加固。另外，由于房屋結構長期使用過程中的損傷、老化等因素或者房屋加層改造的要求或使用功能的改變等，使得原有結構的承載力不足，也需要通過加固的方法來大幅度提高構件的承載力。
[0003]目前，在對混凝土梁的實際加固過程中，鋼板和碳纖維板材是兩種使用廣泛的材料，粘貼鋼板法加固性能較好，對構件的承載能力和剛度有一定的提高，且節(jié)約使用空間，施工簡單，容易錨固，粘貼鋼板加固后的構件由加載至破壞過程中均可保持較好的延性，但加固所用鋼板的厚度及層數(shù)均受到限制，且粘貼鋼板加固屬于二次受力，它對構件的作用只有在構件再次受荷時才發(fā)生，承載能力提尚有限。粘貼碳纖維板加固法能$父大幅度提尚混凝土梁的承載力，且易粘貼，但通過此法加固后的構件，截面的延性大幅度降低，剛度提高較小，且不易錨固，材料的利用率較低。預應力碳纖維板加固是對碳纖維板進行加固的一種升級，它是一個主動受力的過程，能夠在加固完成后即對梁起作用，對裂縫也有很好的閉合作用，且材料的利用率高。但其缺點依然存在，預應力碳纖維板在混凝土梁上的錨固困難，容易出現(xiàn)剝離破壞，加固后的混凝土梁易出現(xiàn)脆性破壞，與此同時，目前使用的碳纖維板張拉設備比較復雜、笨重，施工不便。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述存在的問題，提供一種基于鋼板-預應力碳纖維板的混凝土梁抗彎加固方法，用兩種材料組合加固混凝土梁，既可以大幅度提高混凝土梁的承載力，又可以提高混凝土梁的剛度、延性、整體性和可靠性，且施工方便，經(jīng)濟適用，具有廣闊的應用前景。
[0005]本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是:一種基于鋼板-預應力碳纖維板的混凝土梁抗彎加固方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0006]A)混凝土梁表面處理，首先對混凝土梁表面裂縫進行封閉或灌封處理，達到養(yǎng)護時間后鑿除浮漿層，完全露出混凝土新面;其次用斬斧對露出的混凝土新面進行鑿毛處理，形成平整的粗糙面;再次用水清洗混凝土表面上的浮渣、塵土;最后對凹凸不平較嚴重的表面用環(huán)氧樹脂砂漿進行修補；
[0007]B)鋼板的下料及處理，先根據(jù)鋼板設計尺寸，采用工廠自動或半自動切割方法進行切割，成型后的鋼板的切割邊緣表面光滑、無毛刺、咬口及翹曲的缺陷;然后，用打磨機對鋼板黏合面進行打磨至呈現(xiàn)金屬光澤，打磨紋路應與鋼板受力方向垂直，并使鋼板黏合面具有粗糙度，對鋼板外露面進行除銹至呈現(xiàn)金屬光澤，并使鋼板外露面保持干燥;最后將固定端波形齒板和張拉端的固定塊焊接在鋼板非黏合面相應的位置；
[0008]C)粘貼和固定鋼板，將膠黏劑同時涂抹在已處理好的混凝土梁底面和鋼板黏合面上;然后將鋼板粘貼于預定位置，鋼板粘貼好后，需在其表面施加0.05?0.1MPa的壓力，使膠黏劑恰好從鋼板的邊縫中擠出為宜，然后在20°C以上常溫下使膠黏劑固化24小時，固化期間不得對鋼板有任何擾動;最后，清除鋼板表面污垢和銹斑，在鋼板外露面上涂刷兩遍鐵紅色酚酞防銹漆，再外涂兩遍灰色面漆；
[0009]D)粘貼和固定U形鋼板箍，在鋼板的兩端端頭進行鉆孔、清孔和注膠，再分別用膠黏劑粘貼U形鋼板箍，并通過螺栓進行加強錨固；
[0010]E)預應力碳纖維板的張拉和錨固，根據(jù)設計尺寸裁剪預應力碳纖維板，并將裁剪好的預應力碳纖維板的兩端分別置于錨固端波形齒板及張拉端波形齒板的底板與蓋板之間，并使預應力碳纖維板縱向軸線通過波形齒板的中心線，將張拉端波形齒板上的螺桿穿過固定塊上的通孔，在螺桿的伸出端依次套設固定螺母、反力塊和反力螺母;然后用扳手對波形齒板的各個螺母施加相應的扭力，確保波形齒板對碳纖維板的有效錨固又不剪斷碳絲;將千斤頂置于固定塊和反力塊之間，擰緊反力螺母后，逐級張拉千斤頂至張拉控制應力;張拉完成后，用扳手擰緊固定螺母，卸除千斤頂;最后，在預應力碳纖維板表面及波形齒板上粉飾水泥復合砂漿作為防護層，完成對混凝土梁的抗彎加固。
[0011]按上述方案，所述步驟A)中所述浮楽層厚度為2mm?3mm，所述鑿毛深度不小于6mm ο
[0012]按上述方案，所述步驟A)中還包括在完全露出混凝土新面后對存在空洞缺陷的部位進行封補處理。
[0013]按上述方案，所述步驟C)中所述膠黏劑的涂抹厚度為3?5mm，中間厚兩邊薄。
[0014]按上述方案，所述步驟C)中粘貼完鋼板后還需輕輕敲擊鋼板，如無空洞聲，表示已粘貼密實，若有空洞聲，表示有空氣，未粘貼密實，應剝下鋼板，補膠黏劑后重新粘貼。
[0015]按上述方案，所述步驟D)中鉆孔前先探明混凝土梁中的鋼筋位置，并作標記，放出鉆孔的位置。
[0016]按上述方案，所述錨固端波形齒板和張拉端波形齒板均包括蓋板和底板，所述蓋板和底板的對應的內側端面均為波浪面，底板和蓋板通過螺栓定位相連，張拉端波形齒板的底板的外側端面設有螺桿。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:1、提供一種基于鋼板-預應力碳纖維板的混凝土梁抗彎加固方法，利用粘貼鋼板加固時的易錨固性，將預應力碳纖維板的錨具固定于鋼板上，從而提高預應力碳纖維板加固的可靠性及混凝土梁加固后的整體性，也可以利用鋼板良好的延性和剛度，解決預應力碳纖維板加固時混凝土梁延性降低以及剛度的不足的問題;2、施加預應力的碳纖維板，使混凝土梁成為一個主動受力的構件，加固施工完成之后梁體即開始受力，使構件的承載力有大幅度的提高，同時，預應力也使混凝土梁上的裂縫減小，甚至閉合，減小了鋼筋通過裂縫所受的侵蝕作用，提高了混凝土梁的耐久性，改善了混凝土梁的整體受力性能，在混凝土梁后期的使用過程中，可以根據(jù)預應力損失的情況，再次施加預應力。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一個實施例的主視圖。
[0019]圖2為本發(fā)明一個實施例的俯視圖。
[0020]圖3為本發(fā)明一個實施例的錨固端波形齒板的結構示意圖。
[0021]圖4為本發(fā)明一個實施例的張拉端波形齒板的結構示意圖。
[0022]其中:1.鋼板，2.預應力碳纖維板，3.固定端波形齒板，4.螺栓，5.混凝土梁，6.張拉端波形齒板，7.固定塊，8.反力塊，9.螺桿，10.固定螺母，11.反力螺母，12.U形鋼板箍，13.底板，14.蓋板。
【具體實施方式】
[0023]為更好地理解本發(fā)明，下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步的描述。
[0024]如圖1-2所示，一種基于鋼板-預應力碳纖維板的混凝土梁抗彎加固方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0025]1、混凝土梁5表面處理，首先對混凝土梁的表面裂縫進行封閉或灌封處理達到養(yǎng)護時間后鑿除2?3mm厚浮漿層，完全露出混凝土新面;其次用斬斧對露出的混凝土新面進行鑿毛處理，形成平整的粗糙面，鑿毛深度不小于6mm;再次用水清洗混凝土表面上的浮渣、塵土;最后對凹凸不平較嚴重的表面用環(huán)氧樹脂砂漿進行修補；
[0026]2、鋼板I的下料及處理，先根據(jù)鋼板設計尺寸，采用工廠自動或半自動切割方法進行切割，成型后的鋼板的切割邊緣表面光滑、無毛