一种基于UHPC+GFRP复合结构的海洋环境桥梁加固方法技术

本发明专利技术属于桥梁加固的技术领域，公开了一种基于UHPC+GFRP复合结构的海洋环境桥梁加固方法，对钢筋混凝土桥墩的加固节段进行表面预处理后现场浇筑UHPC修复层，外层采用GFRP裹覆，施工完成后经长期观察UHPC修复层与旧混凝土界面的粘结强度高，UHPC与GFRP之间无脱空现象，起到了很好的加固与防护效果，海洋环境下的耐腐蚀性强，提高大桥整体结构的承载能力、耐久性及桥梁全寿命，在预防和避免桥梁坍塌造成的人员和财产的损失方面具有重要意义。成的人员和财产的损失方面具有重要意义。成的人员和财产的损失方面具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于UHPC+GFRP复合结构的海洋环境桥梁加固方法


[0001]本专利技术属于桥梁加固的
，具体涉及一种基于UHPC+GFRP复合结构的海洋环境桥梁加固方法。

技术介绍

[0002]许多早期的桥梁已经无法满足当下的运输量及运输要求，并在常年累月的运营下出现或多或少的病害问题。若早期的桥梁在不进行加固及维护措施下运营，将会导致桥梁的病害加重，进而导致桥梁承载能力下降甚至破坏，无论从经济效益还是安全因素考虑，这都是不能接受的。
[0003]桥墩起到承上启下的作用，是桥梁关键组成结构之一，其负责支撑上部结构荷载并且同时承受着流水压力、风力、船只与车辆的撞击力，许多桥梁的破坏更多的情况是桥梁下部结构出现问题。因此，对于既有桥梁的桥墩进行加固改造是当下桥梁的热点问题。
[0004]桥梁下部结构形式多样，其中钢筋混凝土柱式桥墩使用最为广泛。海水中的氯离子是强腐蚀性物质，这使得直接暴露于海水中的钢管桩易发生电化学腐蚀，造成结构破坏。对预应力钢筋混凝土大管桩及PHC管桩来说，当盐分渗进混凝土达到钢筋表面时，会造成钢筋锈蚀和体积膨胀，致使混凝土胀裂、剥落、造成结构破坏。处于潮差区段的桩基础直接处于海水腐蚀最严重的区域，是整个结构中最易遭受侵蚀破坏的部位，桩基础耐久性下降、使用寿命缩短的问题成为制约大型海洋工程结构使用寿命的瓶颈，因此必须采取附加防护措施才能保证工程结构耐久性的要求。目前工程中常用的附加防护措施是在桩基础表面涂刷防腐蚀涂料，形成防护涂层，将桩基础与海水隔离，但防护涂层的寿命一般为15～20a，难以满足50a以上高耐久性的要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种基于UHPC+GFRP复合结构的海洋环境桥梁加固方法。
[0006]为了实现以上目的，本专利技术的技术方案为：
[0007]一种基于UHPC+GFRP复合结构的海洋环境桥梁加固方法，包括以下步骤：
[0008]1)对钢筋混凝土桥墩的加固节段进行混凝土凿除、表面粗糙化及钢筋置换的预处理；
[0009]2)于预处理后的表面涂覆界面剂，静置5～10分钟，所述界面剂按原料质量配比包括水泥∶矿渣∶膨胀剂∶水∶减水剂＝600～700∶200～300∶50～150∶150～250∶2～10；
[0010]3)搭设模板，进行UHPC混凝土现场制备及浇筑，于加固节段表面形成UHPC修复层，浇筑完成至少7天之后拆除模板；所述UHPC混凝土的胶砂比为0.7～1.3，水胶比为0.15～0.21，硅灰掺量为0.10～0.25，钢纤维掺量≤2.5％；
[0011]4)配制树脂胶液，于包括加固节段的待裹覆区域表面涂覆树脂胶液，然后缠绕一层玻璃纤维布，辊压消除玻璃纤维布与树脂界面的气泡，重复进行涂覆树脂胶液和缠绕玻
璃纤维布的步骤直至达到裹覆层数得到GFRP裹覆层，最后缠绕一层聚酯薄膜，刮平排除气泡；所述树脂胶液按原料质量配比包括不饱和聚酯树脂：引发剂：促进剂＝100:1～2:0.5～1.5。
[0012]可选的，步骤1)中，所述表面粗糙化为钢丝刷毛面、表面切槽面或表面凿毛。
[0013]可选的，步骤3)中，所述钢纤维为镀铜钢纤维，长径比为60～70，直径为0.15～0.25mm。
[0014]可选的，步骤3)中，所述UHPC混凝土是现场将原料加水和外加剂搅拌4～8min出料，通过软管从搅拌机口接入，另一侧伸入所述模板的内侧，软管口离浇筑面20cm后开始用压力机压入拌合料进行灌注，30s内卸料完毕。
[0015]其中，外加剂是聚羧酸减水剂，添加量是2％～3％。
[0016]可选的，步骤3)中，UHPC修复层浇筑完成后，于新老界面交接位置涂抹3～5cm的防水密封胶，并设置内高外低的2～5％坡面。
[0017]可选的，步骤4)中，所述玻璃纤维布为350～450g/m2的无碱玻璃纤维布或中碱玻璃纤维布，包覆层数为5～10层。
[0018]可选的，步骤4)中，所述引发剂为氧化甲乙酮，所述促进剂为环烷酸钴，所述不饱和聚酯树脂为环氧乙烯基不饱和聚酯树脂。
[0019]可选的，步骤4)中，根据待裹覆区域的高度裁剪玻璃纤维布，缠绕玻璃布时拉紧并刮平，接头部位的搭接边不小于50mm。
[0020]可选的，步骤4)中，还包括对待裹覆区域进行预处理，所述预处理为清除干净待裹覆区域表面的油污及其他脏物，清除混凝土表面水泥浮浆及其他松散物，用树脂胶泥填满、抹平表面的水孔或凹处，待树脂胶泥固化24h后进行包覆。
[0021]本专利技术的有益效果为：
[0022]采用UHPC+GFRP复合结构桥墩修复加固技术通过旧混凝土表面粗糙处理+界面处理方式，保证UHPC修复层与旧混凝土界面的粘结强度；外层采用GFRP裹覆，施工完成后经长期观察UHPC与GFRP之间无脱空现象，起到了很好的加固与防护效果，海洋环境下的耐腐蚀性强，提高大桥整体结构的承载能力、耐久性及桥梁全寿命，在预防和避免桥梁坍塌造成的人员和财产的损失方面具有重要意义。
附图说明
[0023]图1为实施例1的基于UHPC+GFRP复合结构的海洋环境桥梁加固方法的工艺流程图；
[0024]图2为实施例1与对比例1的试件表面结构示意图；
[0025]图3为实施例1与对比例3的不同钢纤维掺杂量试件的性能测试结果示意图。
具体实施方式
[0026]以下结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步解释。
[0027]实施例1
[0028]参考图1，以下实施例具体说明一种基于UHPC+GFRP复合结构的海洋环境桥梁加固方法。
[0029]一、旧混凝土凿除与钢筋置换
[0030]1)下部结构基面处理：对混凝土锈胀处，凿除松散混凝土并使锈蚀钢筋完全漏出；表面混凝土完好处进行粗糙处理，漏出新鲜基材，并用淡水冲洗干净；粗糙处理包括表面凿毛、钢丝刷毛面、表面切槽面等；
[0031]2)钢筋人工除锈，并刷阻锈剂；
[0032]3)若钢筋截面积削弱超过30％进行补强；
[0033]4)在墩身及承台植入钢筋，并按照要求布设钢筋。
[0034]二、表面处置
[0035]旧混凝土凿除至无松动、无裂缝深度，表面清洗干净后，涂刷界面剂，涂刷界面剂后等待5～10min至界面剂不再流淌方可进行后续工艺施工。界面剂原料配比为m(水泥)∶m(矿渣)∶m(膨胀剂)∶m(水)∶m(减水剂)＝630∶270∶100∶180∶6。
[0036]三、UHPC混凝土现场制备与浇筑
[0037]完成界面处理后搭设墩柱修复加固模板，模板种类和搭接方式通过试验墩柱修复加固效果确定；模板搭设完成后进行UHPC修复层浇筑，待UHPC强度稳定后(7d龄期)拆除模板。
[0038]根据设计要求，非固定墩采用活性粉末混凝土，力学性能等级为UHPC140，其技术标准应符合《活性粉末混凝土》(GB/T 31387
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2015本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于UHPC+GFRP复合结构的海洋环境桥梁加固方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对钢筋混凝土桥墩的加固节段进行混凝土凿除、表面粗糙化及钢筋置换的预处理；2)于预处理后的表面涂覆界面剂，静置5～10分钟，所述界面剂按原料质量配比包括水泥∶矿渣∶膨胀剂∶水∶减水剂＝600～700∶200～300∶50～150∶150～250∶2～10；3)搭设模板，进行UHPC混凝土现场制备及浇筑，于加固节段表面形成UHPC修复层，浇筑完成至少7天之后拆除模板；所述UHPC混凝土的胶砂比为0.7～1.3，水胶比为0.15～0.21，硅灰掺量为0.10～0.25，钢纤维掺量≤2.5％；4)配制树脂胶液，于包括加固节段的待裹覆区域表面涂覆树脂胶液，然后缠绕一层玻璃纤维布，辊压消除玻璃纤维布与树脂界面的气泡，重复进行涂覆树脂胶液和缠绕玻璃纤维布的步骤直至达到裹覆层数得到GFRP裹覆层，最后缠绕一层聚酯薄膜，刮平排除气泡；所述树脂胶液按原料质量配比包括不饱和聚酯树脂：引发剂：促进剂＝100:1～2:0.5～1.5。2.根据权利要求1所述的基于UHPC+GFRP复合结构的海洋环境桥梁加固方法，其特征在于：步骤1)中，所述表面粗糙化为钢丝刷毛面、表面切槽面或表面凿毛。3.根据权利要求1所述的基于UHPC+GFRP复合结构的海洋环境桥梁加固方法，其特征在于：步骤3)中，所述钢纤维为镀铜钢纤维，长径比为60～70，直径为0.15～0.25mm。4.根据权利要求1所述的基于UHPC+GFRP复合结构的海洋环境桥梁加...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄斌，龚明子，周世康，王涛，饶先鹏，邓辉，俞婷婷，
申请(专利权)人：中交绿建厦门科技有限公司，
类型：发明
国别省市：