1 概述
碳纤维单向布具有高强度、高弹性模量和耐久性好等优点。应用专用的树脂和碳纤维布,按设计要求粘贴于砼表面,从而达到结构物加固补强效果。通过对梁、板、柱等进行加固前后大量对比试验,力学性能显著得到提高,据试验研究统计粘贴一层碳纤维单向布的梁板,其抗弯性能可提高5~8%。此技术与其他粘钢、喷射砼等加固技术相比,具有自重小、施工简便、施工周期短和耐久性好等特点。
在美国、日本,上世纪80 年代初就进行了碳纤维加固技术的试验研究,特别是日本,从规范的制定到工程的广泛应用,使碳纤维加固技术已经变得相当成熟,目前已经大量使用此技术。据有关资料统计,仅日本1997年用于加固修复的碳纤维布使用量就达70万m2。我国于上世纪90 年代末开始碳纤维加固技术的试验研究,并在近2~3 年内在房屋建筑中有了一定数量的工程实践,但是在桥梁工程中应用极为有限,目前全国仅有区区数例。我国近两年来,科研单位和院校在这方面的研究和应用做了大量工作,生产出一系列的碳纤维复合材料,使工程降低了费用,同时也取得了较成熟的设计方法和施工经验,为广泛推广该技术创造了有利条件。
2 改建桥梁工程设计简介
团结、冯家、双庙桥等桥梁均在S342 虞宜线上,分别位于无锡锡山羊尖、安镇、查桥等,于1988 年建成。改建桥梁上部结构为1跨、L=10m 预应力砼先张法空心板梁,未设中央隔离带,内外侧分别为机动车道和人非混合车道,全宽25m,荷载标准为汽车-20 级、挂车-100。随着S342 虞宜线交通量的增长,以上三座桥现有的宽度已不能满足交通量的需要,为确保虞宜线成为锡沪路上城市快速路,需将原况桥梁向南、北两侧拓宽至35m,将原双向四车道桥梁拓宽改建为双向六车道桥梁,并新建人非混合车道桥。原况桥上部结构主梁,对应机动车道和非机动车道部分的荷载均按汽车-20 级、挂车-100 设计,并且拓宽改建后的要求荷载均为汽车-超20 级、挂车-100。
为节省工程投资,利用老桥且根据现虞宜路交通不允许中断的情况,经有关部门批准,确定将全线的预应力板梁(新建桥梁除外)进行补强加固处理,全线桥梁加固面积284m2。