1 概述
碳纖維單向布具有高強(qiáng)度、高彈性模量和耐久性好等優(yōu)點。應(yīng)用專用的樹脂和碳纖維布,按設(shè)計要求粘貼于砼表面,從而達(dá)到結(jié)構(gòu)物加固補(bǔ)強(qiáng)效果。通過對梁、板、柱等進(jìn)行加固前后大量對比試驗,力學(xué)性能顯著得到提高,據(jù)試驗研究統(tǒng)計粘貼一層碳纖維單向布的梁板,其抗彎性能可提高5~8%。此技術(shù)與其他粘鋼、噴射砼等加固技術(shù)相比,具有自重小、施工簡便、施工周期短和耐久性好等特點。
在美國、日本,上世紀(jì)80 年代初就進(jìn)行了碳纖維加固技術(shù)的試驗研究,特別是日本,從規(guī)范的制定到工程的廣泛應(yīng)用,使碳纖維加固技術(shù)已經(jīng)變得相當(dāng)成熟,目前已經(jīng)大量使用此技術(shù)。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,僅日本1997年用于加固修復(fù)的碳纖維布使用量就達(dá)70萬m2。我國于上世紀(jì)90 年代末開始碳纖維加固技術(shù)的試驗研究,并在近2~3 年內(nèi)在房屋建筑中有了一定數(shù)量的工程實踐,但是在橋梁工程中應(yīng)用極為有限,目前全國僅有區(qū)區(qū)數(shù)例。我國近兩年來,科研單位和院校在這方面的研究和應(yīng)用做了大量工作,生產(chǎn)出一系列的碳纖維復(fù)合材料,使工程降低了費用,同時也取得了較成熟的設(shè)計方法和施工經(jīng)驗,為廣泛推廣該技術(shù)創(chuàng)造了有利條件。
2 改建橋梁工程設(shè)計簡介
團(tuán)結(jié)、馮家、雙廟橋等橋梁均在S342 虞宜線上,分別位于無錫錫山羊尖、安鎮(zhèn)、查橋等,于1988 年建成。改建橋梁上部結(jié)構(gòu)為1跨、L=10m 預(yù)應(yīng)力砼先張法空心板梁,未設(shè)中央隔離帶,內(nèi)外側(cè)分別為機(jī)動車道和人非混合車道,全寬25m,荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽車-20 級、掛車-100。隨著S342 虞宜線交通量的增長,以上三座橋現(xiàn)有的寬度已不能滿足交通量的需要,為確保虞宜線成為錫滬路上城市快速路,需將原況橋梁向南、北兩側(cè)拓寬至35m,將原雙向四車道橋梁拓寬改建為雙向六車道橋梁,并新建人非混合車道橋。原況橋上部結(jié)構(gòu)主梁,對應(yīng)機(jī)動車道和非機(jī)動車道部分的荷載均按汽車-20 級、掛車-100 設(shè)計,并且拓寬改建后的要求荷載均為汽車-超20 級、掛車-100。
為節(jié)省工程投資,利用老橋且根據(jù)現(xiàn)虞宜路交通不允許中斷的情況,經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn),確定將全線的預(yù)應(yīng)力板梁(新建橋梁除外)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固處理,全線橋梁加固面積284m2。