本发明涉及既有桥梁抗震加固领域,尤其涉及一种桩承台纤维网格加固方法。
背景技术:
1、桥梁桩承台上下端分别连接桥墩和桩构件,水平/竖向荷载作用下处于复杂应力状态,为桥梁下部结构荷载传递路径上重要构件。然而,由于设计/建造年代久远、环境侵蚀等原因,部分桥梁桩承台存在受损、承载能力下降等问题,不满足现行规范要求,需要进行加固修复以确保桥梁结构安全。
2、传统的钢筋混凝土面层加固方法显著增大了既有结构尺寸,施加预应力加固方法对既有结构损伤较大,粘贴碳纤维布加固方法由于剥离破坏加固效果小,急需研究加固效果好、施工性好、对既有结构影响小的新型既有桩承台加固方法。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的不足之处,本发明提供了一种桩承台碳纤维网格加固方法,解决了现有技术中的显著增大既有结构尺寸、对既有结构损伤较大以及加固效果小的难题。本发明加固方法简单,充分考虑了既有结构特点,具有加固效果好、施工简便、无需大型施工机械等优点。本发明桩承台纤维网格加固方法中,纤维网格和既有承台形成一体共同受力,可以有效抑制弯曲裂缝开展,有效提高既有承台的抗弯承载力。
2、为了解决本发明的技术问题,提出的技术方案为:一种既有桥梁桩承台碳纤维网格加固方法,碳纤维网格包括覆盖于承台上表面和侧面的碳纤维网格、承台上表面网格接缝处的加强碳纤维网格、覆盖于桥墩侧面的内层碳纤维网格、以及防止桥墩侧面内层碳纤维网格剥离破坏的外层碳纤维网格;包括如下操作步骤:
3、(a)对既有承台表面处理;
4、(b)放线定位;
5、(c)碳纤维网格加工;
6、(d)铺设承台上表面和侧面的碳纤维网格;既有桥梁桩承台上表面和侧面分别铺设碳纤维网格,和承台直接接触,上表面和侧面碳纤维网格间搭接范围位于承台上表面;
7、(e)铺设桥墩侧面的内层碳纤维网格;桥墩侧面设置有碳纤维网格,和桥墩直接接触,其端部弯折部分和承台上表面碳纤维网格形成搭接;
8、(f)铺设防剥离破坏的桥墩外层碳纤维网格;桥墩侧面设置有外层l形碳纤维网格,防止桥墩侧面内层纤维网格剥离破坏;
9、(g)铺设承台上表面网格接缝处的加强碳纤维网格;承台上表面碳纤维网格由多块网格组成,不同网格间存在接缝,接缝设置在承台中央附近,接缝处增设了加强碳纤维网格;
10、(h)固定碳纤维网格并涂抹聚合物砂浆面层。
11、优选的,所有的碳纤维网格,网格大小为50mmx50mm,网格单筋宽度为10mm,厚度为5mm。
12、优选的,加工后的承台上表面纤维网格3形状为带有缺口的长方形,数量为2块,加工后的承台侧面纤维网格4,形状为l形,数量为2块,承台上表面网格接缝处的加强纤维网格5,形状为长方形,数量为2块;加工后的桥墩侧面内层纤维网格6形状为l形,上端和桥墩2侧面直接接触,下端和承台上表面纤维网格3搭接,数量为4块,防剥离破坏的桥墩侧面外层纤维网格7为l形,布置在既有桥墩2的四角,数量为4块。
13、优选的,既有桥梁桩承台上表面和侧面分别铺设碳纤维网格,和承台直接接触,上表面和侧面碳纤维网格间搭接范围位于承台上表面,搭接长度为2-3个网格宽度;
14、桥墩侧面设置有碳纤维网格,和桥墩直接接触,其端部弯折部分和承台上表面碳纤维网格形成搭接,搭接长度为2-3个网格宽度。
15、优选的,首先铺设承台上表面碳纤维网格3和侧面的碳纤维网格4,两者搭接长度为150mm,搭接部位纤维网格4位于纤维网格3上方;其次铺设桥墩侧面的内层碳纤维网格6,碳纤维网格6下端和碳纤维网格3搭接长度为150mm(前后侧以及左侧)和100mm(右侧);最后铺设防剥离破坏的桥墩外层碳纤维网格7以及铺设承台上表面接缝处的加强纤维网格5。
16、优选的,所述步骤(a)中,既有承台表面处理包括表面人工或者机械凿毛,刷界面处理剂提高混凝土和聚合物砂浆的粘结强度。
17、优选的,所述步骤(b)中,放线定位包括混凝土表面打孔,用于固定纤维网格;标注纤维网格接缝位置,便于纤维网格铺设施工。
18、优选的,所述步骤(c)中,根据既有承台、桥墩尺寸及其位置关系、搭接位置、长度以及接缝位置,加工纤维网格。
19、优选的,所述步骤(d)-(g)中,在放线定位基础上,将加固的纤维网格铺设到既有桩承台上表面、侧面以及桥墩侧面,保证搭接位置、长度以及接缝位置正确。
20、优选的,所述步骤(h)中,固定纤维网格,阻止涂抹聚合物砂浆面层过程中发生移动;砂浆涂抹厚度均匀,厚度在20-25mm之间,无空鼓。
21、本发明的有益效果:
22、1、本发明采用纤维网格加固材料,和传统的钢筋混凝土面层加固方法相比对既有结构尺寸影响小。
23、2、本发明采用纤维网格加固材料,和传统的施加预应力加固方法相比对既有结构损伤小。
24、3、本发明采用纤维网格加固材料,和传统的粘贴碳纤维布加固方法相比,不会发生剥离破坏,加固效果好。
25、4、本发明承台上表面网格接缝处设置了加强纤维网格,保证了纤维网格的一体性和加固效果。
26、5、本发明采用纤维网格加固结构,无需大型施工机械;纤维网格间设置了接缝,便于既有结构加固,提高了施工性。
27、6、桥墩侧面设置内层纤维网格和外层防剥离纤维网格,通过内层纤维网格下端和承台上表面纤维网格搭接,保证纤维网格加固结构充分发挥承载力。
28、7、本发明和已有技术相比较,其效果是显著的,本发明通过纤维网格加固方法,解决了现有技术中的显著增大既有结构尺寸、对既有结构损伤较大以及加固效果小的问题,提高了既有桩承台承载力。本发明桩承台纤维网格加固方法中,纤维网格和既有承台形成一体共同受力,可以有效抑制弯曲裂缝开展,有效提高既有承台的抗弯承载力。
29、8、通过对比例1,验证了承台上表面纤维网格3端部锚固的重要性和必要性,承台上表面纤维网格3端部充分锚固是承台上表面纤维网格3充分发挥其承载力提高承台抗震性能的前提。在实施例1和实施2中,通过将承台上表面纤维网格3端部和承台侧面纤维网格4搭接,以满足承台上表面纤维网格3端部的锚固要求,确保充分发挥加固效果。在纤维网格加固桩承台细节方面,实施例1和实施例2是对对比例1的优化和提升。
1.一种既有桥梁桩承台碳纤维网格加固方法,其特征在于,碳纤维网格包括覆盖于承台上表面和侧面的碳纤维网格、承台上表面网格接缝处的加强碳纤维网格、覆盖于桥墩侧面的内层碳纤维网格、以及防止桥墩侧面内层碳纤维网格剥离破坏的外层碳纤维网格;包括如下操作步骤:
2.根据权利要求1所述的既有桥梁桩承台碳纤维网格加固方法,其特征在于,所有的碳纤维网格,网格大小为50mmx50mm,网格单筋宽度为10mm,厚度为5mm。
3.根据权利要求1所述的既有桥梁桩承台碳纤维网格加固方法,其特征在于,加工后的承台上表面纤维网格3形状为带有缺口的长方形,数量为2块,加工后的承台侧面纤维网格4,形状为l形,数量为2块,承台上表面网格接缝处的加强纤维网格5,形状为长方形,数量为2块;加工后的桥墩侧面内层纤维网格6形状为l形,上端和桥墩2侧面直接接触,下端和承台上表面纤维网格3搭接,数量为4块,防剥离破坏的桥墩侧面外层纤维网格7为l形,布置在既有桥墩2的四角,数量为4块。
4.根据权利要求1所述的既有桥梁桩承台碳纤维网格加固方法,其特征在于,既有桥梁桩承台上表面和侧面分别铺设碳纤维网格,和承台直接接触,上表面和侧面碳纤维网格间搭接范围位于承台上表面,搭接长度为2-3个网格宽度;
5.根据权利要求1所述的既有桥梁桩承台碳纤维网格加固方法,其特征在于,首先铺设承台上表面碳纤维网格3和侧面的碳纤维网格4,两者搭接长度为150mm,搭接部位纤维网格4位于纤维网格3上方;其次铺设桥墩侧面的内层碳纤维网格6,碳纤维网格6下端和碳纤维网格3搭接长度为150mm(前后侧以及左侧)和100mm(右侧);最后铺设防剥离破坏的桥墩外层碳纤维网格7以及铺设承台上表面接缝处的加强纤维网格5。
6.根据权利要求1所述的既有桥梁桩承台碳纤维网格加固方法,其特征在于,所述步骤(a)中,既有承台表面处理包括表面人工或者机械凿毛,刷界面处理剂提高混凝土和聚合物砂浆的粘结强度。
7.根据权利要求1所述的既有桥梁桩承台碳纤维网格加固方法,其特征在于,所述步骤(b)中,放线定位包括混凝土表面打孔,用于固定纤维网格;标注纤维网格接缝位置,便于纤维网格铺设施工。
8.根据权利要求1所述的既有桥梁桩承台碳纤维网格加固方法,其特征在于,所述步骤(c)中,根据既有承台、桥墩尺寸及其位置关系、搭接位置、长度以及接缝位置,加工纤维网格。
9.根据权利要求1所述的既有桥梁桩承台碳纤维网格加固方法,其特征在于,所述步骤(d)-(g)中,在放线定位基础上,将加固的纤维网格铺设到既有桩承台上表面、侧面以及桥墩侧面,保证搭接位置、长度以及接缝位置正确。
10.根据权利要求1所述的既有桥梁桩承台碳纤维网格加固方法,其特征在于,所述步骤(h)中,固定纤维网格,阻止涂抹聚合物砂浆面层过程中发生移动;砂浆涂抹厚度均匀,厚度在20-25mm之间,无空鼓。