一种四氟板-碳纤维布复合加固T梁结构及施工方法

技术领域

本发明涉及混凝土简支T梁的加固技术领域，具体涉及一种四氟板-碳纤维布复合加固T梁结构及施工方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

中小跨径桥梁主要以简支T梁和空心板梁为主，然而随着桥梁使用年限不断增加，再加上车辆超载、施工失误等人为因素的影响，越来越多的桥梁已经不再能够满足日益发展的交通要求。桥梁事故频发，对已有旧桥的加固改造已迫在眉睫，探究施工便捷、加固效果好的加固方法也已成为桥梁科技发展的重要方向。

T形梁截面形式合理，对主要承受正弯矩的简支梁以及简支变连续的连续梁而言，底部受拉区混凝土面积较小，既有效地发挥了受拉区主筋的抗拉作用，又发挥了混凝土翼板的抗压能力，同时又提高了结构整体的经济性，因此，T形截面是中小桥梁较多采用的一种截面形式。目前，普遍采用粘贴钢板和FRP片材加固法是提高已建混凝土结构构件承载力和改善使用性能的有效方法，但粘贴钢板和碳纤维布都易出现剥落现象，导致加固材料利用率低，且钢板裸露在外界易出现锈蚀现象。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供种四氟板-碳纤维布复合加固T梁结构及施工方法，克服了现有的T梁加固技术所存在的缺陷。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种四氟板-碳纤维布复合加固T梁结构，包括T梁，T梁的斜截面设置有多个加固区，加固区处粘结固定有碳纤维布，碳纤维布表面粘结固定有四氟板，四氟板和碳纤维布构成复合加固结构，四氟板和碳纤维布穿过有紧固件，紧固件与T梁固定连接以将复合加固结构固定在T梁上。

可选的，所述四氟板上用于紧固件穿过的开孔直径大于紧固件的直径。

可选的，所述紧固件采用膨胀螺栓。

进一步的，所述膨胀螺栓在T梁的钻孔深度为40mm。

可选的，所述四氟板和其覆盖的碳纤维板垂直于宽度方向的两个侧边缘相互平齐。

第二方面，本发明的实施例提供了一种第一方面所述的四氟板-碳纤维布复合加固T梁结构的施工方法，包括以下步骤：

在T梁斜截面的加固区涂刷底胶以进行找平，然后在碳纤维布涂刷结构胶，然后将碳纤维布粘贴在加固区；

在四氟板和碳纤维布表面涂刷结构胶，然后将四氟板通过结构胶与碳纤维布粘结固定。

四氟板和碳纤维布粘贴完毕后，将紧固件穿过四氟板和碳纤维布预留的开孔后与T梁连接，将四氟板和碳纤维布形成的复合加固结构与T梁固定，完成T梁加固施工。

可选的，碳纤维布粘贴在加固区后，利用滚筒在碳纤维布表面反复滚压，挤出气泡，使得碳纤维布充分浸透结构胶。

可选的，四氟板和碳纤维布粘贴前，对四氟板进行钠化表面处理。

第三方面，本发明的实施例提供了一种第一方面所述的四氟板-碳纤维布复合加固T梁结构的施工方法，包括以下步骤：

在四氟板和碳纤维布表面涂刷结构胶，并将四氟板和碳纤维布粘贴固定，形成复合加固结构；

在T梁斜截面的加固区涂刷底胶以进行找平，然后在底胶表面涂刷结构胶；

将四氟板和碳纤维布形成的复合加固结构粘贴在加固区；

四氟板和碳纤维布形成的复合结构粘贴完毕后，将紧固件穿过四氟板和碳纤维布预留的开孔后与T梁连接，将四氟板和碳纤维布形成的复合加固结构与T梁固定，完成T梁加固施工。

可选的，碳纤维布和四氟板粘贴后，利用滚筒在碳纤维布表面反复滚压，挤出气泡，使碳纤维布充分浸透结构胶。

可选的，四氟板和碳纤维布粘贴前，对四氟板进行钠化表面处理。

本发明的有益效果如下：

1.本发明的T梁结构及施工方法，碳纤维布和四氟板形成复合加固结构后，通过螺纹紧固件与T梁连接，复合加固结构与T梁粘结固定，采用粘结和螺纹紧固件复合固定模式，避免传统的碳纤维布或钢板采用单一的粘结连接长期运营容易剥落且钢板产生锈蚀的劣势，提高了加固材料的利用率。

2.本发明的T梁结构及施工方法，碳纤维布和四氟板结合使用，复合加固，当混凝土开裂且纵筋和箍筋承受拉力时，粘贴且锚固在简支T梁斜截面剪弯段的碳纤维布和四氟板能够协助箍筋承受外荷载带来的剪力作用，故在斜截面中斜裂缝的发展会立即受到约束，从而能够有效限制斜裂缝的发展，提高T梁的整体刚度和抗变形能力。

3.本发明的T梁结构及施工方法，因为碳纤维布厚度较薄，所以在加固时可设置多层碳纤维布与四氟板相结合，充分发挥其材料特性，显著提高T梁的抗剪承载力。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明实施例1纵向断面示意图；

图2是本发明实施例1横向断面示意图一；

图3是本发明实施例1横向断面示意图二；

图4是本发明实施例1横向断面示意图三；

其中，1.T梁，2.碳纤维布，3.四氟板，4.膨胀螺栓。

具体实施方式

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”字样，仅表示与附图本身的上、下方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

本实施例提供了一种四氟板-碳纤维布复合加固T梁结构，如图1所示，包括T梁1和复合加固结构，T梁1为混凝土简支T梁，采用现有结构即可，包括水平部和竖向部，竖向部的两侧侧面为斜截面，所述复合加固结构包括碳纤维布2和四氟板3，碳纤维布粘贴固定在T梁斜截面的加固区，四氟板粘贴固定在碳纤维布的表面，对碳纤维布进行覆盖。

所述斜截面上设置有多个加固区，加固区的位置根据实际需要设置即可，在此不进行详细叙述。

碳纤维布2通过胶体粘贴固定在T梁斜截面的加固区，所述四氟板3通过结构胶粘贴固定在碳纤维布2表面，且碳纤维布2和四氟板3垂直于宽度方向的两个边缘对齐设置。

四氟板3与碳纤维布2共同构成复合加固结构。

所述碳纤维布和四氟板上均预留有多个开孔，开孔的数量不少于两个，开孔中穿过有紧固件，紧固件穿过四氟板3和碳纤维布2后与T梁1固定连接以将四氟板3和碳纤维布2形成的复合加工结构固定在T梁1斜截面的加固区表面。

进一步的，所述紧固件采用膨胀螺栓4，固定强度高。

所述四氟板3上的预留开孔直径大于膨胀螺栓4的直径，优选的，四氟板3上的预留开孔的直径比膨胀螺栓4的膨胀螺杆的直径大1mm，便于膨胀螺栓4更好的在混凝土T梁1中紧固。

优选的，所述膨胀螺栓在T梁的钻孔深度为40mm。

由于碳纤维布2厚度较薄，可以设置多层碳纤维布2，相邻碳纤维布2通过结构胶粘结固定，通过设置多层碳纤维布2，与四氟板3结合后，充分提高

本实施例中，如图2-图3所示，所述碳纤维布2和四氟板3采用条状结构，复合加固结构在T梁2两侧剪跨段粘贴固定，复合加固结构与T梁1的轴线垂直，或者与T梁1的轴线呈45°角。

在另一种实施方式中，如图4所示，所述碳纤维布2和四氟板3采用矩形结构。

本实施例的T梁1，采用四氟板3和碳纤维布2复合加固，在T梁1固定时，采用粘贴和膨胀螺栓4共同固定，避免传统的碳纤维布或钢板采用单一的粘结连接长期运营容易剥落且钢板产生锈蚀的劣势，提高了加固材料的利用率，碳纤维布2和四氟板3结合使用，复合加固，当混凝土开裂且纵筋和箍筋承受拉力时，粘贴且锚固在简支T梁斜截面剪弯段的碳纤维布和四氟板能够协助箍筋承受外荷载带来的剪力作用，故在斜截面中斜裂缝的发展会立即受到约束，从而能够有效限制斜裂缝的发展，能够有效限制斜裂缝的发展，提高T梁1的整体刚度和抗变形能力。

实施例2

本实施例提供了一种实施例1所述的四氟板-碳纤维布复合加固T梁结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1：确定好T梁1斜截面的加固区，定位画出碳纤维布2粘贴的位置和膨胀螺栓4的位置，并对膨胀螺栓4的定位处进行钻孔，并对T梁1斜截面混凝土进行打磨及清孔处理。

步骤2：根据加固区的尺寸对四氟板3和碳纤维布2进行下料，在粘贴碳纤维布2的加固区域先涂刷一层底胶，优选的，所述底胶采用环氧树脂底胶，底胶均匀涂刷，找平不平整的区域，使得粘贴碳纤维布2的区域平整光滑，然后在底胶上刷一层结构胶，结构胶及环氧树脂底胶共同构成了碳纤维布2与T梁1之间的胶体。

然后将浸润了结构胶的碳纤维布2粘贴在T梁斜截面的加固区，在粘贴过程中抹掉多余的胶水，碳纤维布2粘贴完成后，立即用光圆滚筒在碳纤维布2表面不断反复滚压，挤出气泡，使碳纤维布2充分浸透胶体。

步骤3：在粘贴四氟板3前，预先对四氟板3进行钠化表面处理，在碳纤维布2和四氟板3上均匀涂刷一层结构胶，涂刷结构胶时，沿碳纤维布2和四氟板3中部向两端的方向，结构胶的厚度逐渐减小，即中间厚，边缘薄，将四氟板3粘贴至碳纤维布2表面，粘贴后立式施加压力挤压四氟板3，使得多余的结构胶从四氟板3的边缘被挤出，保证结构胶均匀粘贴于四氟板3。并在四氟板3表面涂刷一侧结构胶，更进一步增强四氟板的外边缘与碳纤维布和混凝土的粘贴力，保证四氟板3与碳纤维布2粘贴紧密。

步骤4：在四氟板3和碳纤维布2粘贴完毕后，将膨胀螺栓4穿过四氟板3和碳纤维布2预留的开孔，并插入T梁1斜截面混凝土中，并拧紧膨胀螺栓4，完成整个混凝土简支T梁的四氟板-碳纤维布复合加固施工。

实施例3

本实施例提供了一种四氟板-碳纤维布复合加固T梁结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤a：确定好T梁1斜截面的加固区，定位画出碳纤维布2粘贴的位置和膨胀螺栓4的位置，并对膨胀螺栓4的定位处进行钻孔，并对T梁1斜截面混凝土进行打磨及清孔处理。

步骤b：根据加固区的尺寸对四氟板3和碳纤维布2进行下料，与四氟板3进行钠化表面处理后，通过在四氟板3和碳纤维布2表面涂抹的结构胶将四氟板3和碳纤维布2复合粘贴，形成复合加固结构，复合粘贴后立即用光圆滚筒在碳纤维布2表面不断反复滚压，挤出气泡，使得碳纤维布2充分浸透结构胶，并抹去多余的结构胶。

步骤c：在用于粘贴碳纤维布2的T梁1混凝土加固区先涂刷一层底胶，优选的，所述底胶采用环氧树脂底胶，底胶均匀涂刷，找平不平整区域，使得粘贴碳纤维布2的区域平整光滑，然后在底胶表面涂刷一层结构胶，涂刷的结构胶沿中部向边缘的方向厚度逐渐减小，即中间厚两边薄，然后将浸润了结构胶且复合后的四氟板-碳纤维布粘贴在T梁的加固区内，粘贴后立即施加力挤压四氟板3，使得多余的结构胶从四氟板3边缘被挤出，并抹掉多余的结构胶，保证结构胶均匀粘贴于碳纤维布，并在四氟板3表面涂刷一层结构胶，进一步增强四氟板的外边缘与碳纤维布和混凝土的粘贴力，保证四氟板3与碳纤维布2粘贴紧密。

步骤d：在复合后的四氟板-碳纤维布粘贴完毕后，将膨胀螺栓4穿过四氟板3及碳纤维布2预留的开孔，并插入T梁1斜截面混凝土中，并拧紧膨胀螺栓4，完成整个混凝土简支T梁的四氟板-碳纤维布复合加固施工。

本实施例的碳纤维布2和四氟板3复合加固施工方法简单且材料易于采购、加工，且可以显著提高混凝土简支T梁桥的承载力，具有很高的社会及经济效益。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。