北京首例预应力碳板加固市政桥梁案例分析

1、桥梁简介

北京市政三环某桥梁为分离式跨线桥，分为左右幅，每幅为3跨，跨径组合为（13.15+16.0+13.15）m普通混凝土等截面连续板梁，梁高为85cm；下部结构采用混凝土柱式桥墩，混凝土轻型桥台。

2、桥梁病害检测及荷载试验报

经现场检测，桥梁左、右幅梁体腹板、底板及翼缘板均有开裂现象，其中腹板竖向裂缝最大为0.40mm，钢筋中心处裂缝最大宽度为0.30mm；底板横向裂缝最大宽度为0.37mm；翼缘板裂缝最大宽度为1.0mm。由于梁体与桥台顶紧，第一跨、第三跨梁体近桥台处翼缘板出现不同程度的斜向开裂现象，裂缝最大宽度0.30mm。各跨墩顶附近负弯矩区翼缘板处均存在横向裂缝，裂缝最大宽度0.6mm。

3. 加固方案

对于桥梁底板和翼缘板存在大量的横向裂缝，桥梁刚度不足以及安全储备不足的情况，采用卡本预应力碳板加固系统进行加固。每块底板布置27条预应力碳板、翼缘板布置12条碳板，全桥总计206条预应力碳板。所加固的预应力碳纤维板采用2.0mm厚、10cm宽的Ⅰ级预应力碳板，张拉控制应力为1000MPa，控制应变为7‰。

4.预应力碳纤维板加固系统介绍

预应力碳纤维板系统由预应力碳纤维板、配套碳板粘接剂、张拉锚固单元三部分组成。经过大量的试验测试和大量实际工程的应用，实践证明，预应力碳纤维板加固系统大大提高了结构的承载力，减小了裂缝宽度和挠度变形。

卡本预应力碳纤维板张拉锚固单元由固定端锚具、张拉端锚具、固定端支座、张拉端支座、压条、锚栓、配套螺母垫片、张拉工装等组成。其中张拉工装含张拉杆、张拉端挡板、千斤顶、手压泵等，用于配合进行张拉施工。

预应力碳板施工中所用的主要材料：碳纤维板、配套碳板胶、张拉端和固定端支座、张拉杆、压条、M24和M10 锚栓、植筋胶。

预应力碳板施工中所用的主要工具：小型千斤顶和手动油泵、张拉工装、电锤、角磨机、活动扳手、泥铲、钢卷尺、电子天平。

5.预应力碳板施工工艺

（1）施工准备（2）混凝土粘贴表面处理(3) 钻植胶锚螺栓4）安装锚具支座（5）碳纤维板检查6）碳纤维板施加应力预张拉（7）配胶、涂抺结构胶（8）压紧条安装（9）张拉碳纤维板（10）固化养护（11）隐蔽防护

6.预应力碳板张拉监测及效果

该桥预应力碳纤维板张拉过程，对每条每条碳板的张拉力值和每跨的挠度变形值进行监测。桥梁的挠度监测每跨布置6个点，左右翼缘板跨中各1个，底板跨中2个，1/4跨、3/4跨各布置1个。

全桥碳板张拉完毕3天后，各跨的翼缘板及底板跨中挠度值减小2mm，桥梁梁板整体向上起拱，说明预应力碳板已经很好地参与到结构的受力中去。

7.该桥预应力碳板成功实施意义

预应力碳纤维板加固系统是规范中规定的，可以在不卸载的情况下进行有效加固的少数加固方法。同时，所用的碳纤维材料具备轻质、高强、耐老化的特点，加固后几乎不增加自重和体积，是非常理想的梁板加固解决方案。

该桥预应力碳板项目的实施竣工是北京市首次将预应力碳板技术成功用在市政桥梁加固的案例。该桥206条预应力碳纤维板在市政桥梁的成功应用，标志着国内预应力碳纤维板施工技术越来越成熟，同时46m预应力碳板的成功张拉刷新了此前由卡本在云南鸡石高速创造的30m预应力碳板成功张拉国内记录。

未来，预应力碳板用于全国市政桥梁的项目将越来越多，与之相匹配的设计、施工、监测的技术也将越来越成熟，并不断趋于完善。

卡本预应力碳板技术咨询热线：13918764553

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