摘要:随着当前基建工程行业的快速发展,市场工程施工发展中应用碳纤维加固技术,也获得了较多的实践发展机会。如何有效应用碳纤维加固技术,并且确保基础施工技术应用质量的合格性,成为当前市政工程施工发展中主要面临的问题。文章针对当前碳纤维加固技术在市政工程领域中的应用,进行简要的分析研究,以期能为相关工程项目施工中碳纤维加固技术的应用提供参考。
关键词:碳纤维加固技术;市政工程;技术要点;应用分析
碳纤维加固技术在我国的最初的标准规范出台于2003年,《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》(CECS146-003)。后期随着相关应用技术的逐步成熟化和规范化,碳纤维加固技术的应用范围也逐步扩展至市政工程以及其他基建工程领域的应用中。
1碳纤维加固技术的应用现状
从当前市政工程的施工发展现状方面分析,碳纤维加固技术在实际应用中,涉及的应用范围广,涉及的应用项目领域多。实际发展中主要应用于道路桥梁加固、隧道加固、河堤以及地下管线工程的加固作业中。碳纤维加固技术在实际应用中由于具备施工兼容性强、施工成本低、耐腐蚀性强等优势,因此在实际应用中也获得了广泛的认可。同时分析碳纤维加固技术的应用,对于项目工程中的维护成本控制以及整体技术的实际应用质量提升发挥了重要的作用。
2碳纤维加固技术的应用特点
碳纤维加固技术在市政工程的应用中,宏观分析整体的技术应用特点,主要表现为适应性强、抗拉强度高、轻质化的特点。实际施工作业中,对于工程的施工质量提升以及工程施工中的安全性保障,奠定了良好的基础。笔者针对上述碳纤维加固技术的应用特点以及具体发挥的作用,进行简要的分析研究。
2.1适应性强
从当前碳纤维加固技术的实际应用现状方面分析,适应性强为技术应用中的主要特点。其中分析适应性强的应用特点,主要表现为碳纤维加固技术在实际应用中,能够适用于各类不规则的加固位置以及不同类型的加固点,且均能发挥较好的加固效果。其中在桥梁工程加固中的应用,可通过粘贴在梁体顶面或底板的方式,提升桥梁梁体的刚度及强度(见图1)。另外,在桥梁腹板节点进行缠绕碳纤维材料,也能一定程度上提升桥梁的抗震性能,对于桥梁工程的应用安全性以及应用寿命提升发挥了重要的作用。同时,碳纤维加固技术也普遍应用于道路、隧道、水利工程、港口、工厂厂房等基建工程的加固应用中,整体分析碳纤维加固技术在实际应用中的适应性强。
2.2抗拉强度高
市政工程在实施加固技术操作中,主要的技术要求之一即抗拉强度高。实际施工作业中良好的抗拉强度,对于加固技术实施的有效性保障以及工程后期的应用安全性和稳定性提升发挥了重要的作用。其中分析碳纤维加固技术,则具备较高的抗拉强度。实际应用中碳纤维材料的抗拉强度,约为同等截面钢材强度的7~10倍。同时碳纤维材料在实际应用中,还具备较强的剪切度,具体在加固作业的实际应用中体现为材料的柔性较强,实际施工中可在任意平面、不规则面进行曲折施工应用,且不受工程长度范围的影响适应性极强。
2.3轻质化
基建工程施工中材料的重量,对于工程的施工进度、安全性影响重大,从当前碳纤维加固技术的实际应用现状方面分析,轻质化为技术应用中的主要特点。实际应用中碳纤维材料的密度为普通钢材的四分之一,同时碳纤维材料的耐久性好,实际应用中能够有效抵抗化学腐蚀以及气候变化对材料质量产生的冲击现象,确保了加固技术应用的有效性和安全性。
3碳纤维加固技术在市政工程领域中的主要应用技术及注意事项
3.1增大截面法
碳纤维加固技术在实际施工应用中增大截面法,为工程施工中常用的一种加固方法,增大截面法在施工中主要针对同一种施工材料,通过增大构件截面积的方式,提高工程中的构件承载力,最终达到提升结构刚度,加强工程结构稳定性的目的。实际应用中增大截面法的应用范围较广,但施工中存在的施工周期长,同时因截面增大的原因,对于施工区域中的空间环境应用率也产生了一定的影响。
3.2外包钢加固法
外包钢加固法在实际应用中区别于增加构件截面的施工,其在施工中主要通过在加固区域外部,直接通过型钢包裹两角或四角的方式进行加固作业。其技术在实际施工应用中,不对结构构件产生作用力,主要通过外部加固的形式,全面提升结构工程的结构质量和结构应力,主要适用于柱体、梁体、砌筑墙体等工程的加固中。该工艺技术的施工程序操作简单,施工周期短,结构加固效果显著,但施工成本较高。
3.3预应力加固法
预应力加固法在实际施工应用中,主要基于加固构件之上,增加安装预应力拉杆或撑杆的方式,以共同受力方式提升结构稳定性的基础加固工艺技术。同时分析预应力加固法,也为碳纤维加固技术实施中施工难度最大的一种工艺技术。施工前期应预先进行技术设计的模拟测试以及相关施工设备的检修维护,确保工艺技术在实施中的安全性和稳定性,减少因施工工艺技术设计不合格造成的安全性问题和返工现象。另外,从技术的实际用途方面分析,预应力加固法主要适用于大跨度桥梁工程以及传统加固方法应用中加固效果不明显的工程结构中。此外,预应力加固法在实际施工中,对于工程施工人员以及工艺施工设备的要求较高,施工中的节点控制项目也较多。
4案例分析
某市政路桥工程中立交桥加固项目,该立交桥为底部桥墩为圆柱形桥墩和T型墩,荷载设计为5.0kN/m3,梁体为钢筋混凝土现浇梁体。在加固工艺技术的实施中,主要针对梁体、柱体结构进行加固处理,施工要求:不破坏原有结构,不过大增加结构重量,不影响外观性能。另外,在具体实施加固技术之前,应进行桥梁梁体的支护和卸载操作,以保障工程施工中的安全新和稳定性。(1)施工基础的清洁及维护处理。针对施工面的散、松、掉落碎块,局部腐蚀区域进行处理,确保基础施工面质量的合格性,直至清理露出结构稳定的混凝土层面。清洁作业完成后,进行混凝土结构层面的保护性施工,主要通过应用M45的环氧树脂砂浆,进行裸露面的浇筑和封闭处理,浇筑厚度应控制在15ram。浇筑完成后,通过打磨机进行浇筑面的打磨操作,确保浇筑面质量的光滑度。另外,在转角区域应打磨至圆弧状,且打磨圆弧半径应大于等于20mm,以确保后期施工中基础面与施工材料的融合效果。(2)底层养护施工。打磨结束后再次进行清洁作业,确保基础施工面无污迹,实际施工中主要采用底层树脂进行涂抹和养护,均匀涂抹完毕之后等待树脂完全干燥之后,再进行下一道工序。(3)水平作业。针对前期施工面中存在的不平整现象,进行全面的找平操作,确保基础面的平整度。(4)碳纤维片材粘贴作业。碳纤维片材粘贴作业在施工中,首先采用预置的特殊树脂材料涂抹与施工面上,涂刷完成后进行碳纤维片材的粘贴。一层粘贴结束,从碳纤维片材的粘贴方向,结合橡胶棒进行滚动操作,排出胶粘剂中存在的气泡,滚压作业操作中应严格控制滚压质量,避免滚压操作造成的碳纤维片材损伤。如为多层作业,则可通过重复第一层粘贴工艺技术,完成最终的碳纤维加固技术。加固技术完成后,根据车载试验以及立交桥的荷载试验后,其加固效果符合预期设计目标,技术应用合格。
5结束语
当前碳纤维加固技术在市政工程领域中的应用项目较多,涉及的工程类型也较多。其技术在实际应用中具备施工工艺技术成熟,造价成本可选性高,工艺技术类型多的优点。另外,从工艺技术的实施现状方面分析,后期在其工艺技术的实际施工中,施工人员应重视工程施工之前的设备检修维护,施工中的基础面清洁、维护,以及施工中工艺技术的模拟测试,确保工艺技术实施质量的合格性和有效性。
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