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1.案例簡介

　　某加固碼頭為東西走向的突堤式高樁碼頭，突堤的南北兩岸都可以用來?？看?，其中，北側(cè)停泊位的水深為15m左右，一般只停泊6萬噸以下的船只，南面的停泊位的水深為20m，可以停泊20萬噸的貨船。3根斜樁和3根直樁共同構(gòu)成了碼頭的排架。鋼管樁的壁厚為12mm，直徑為0.496m，使用混凝土來對鋼管樁泥面以上的部門進(jìn)行灌裝?？v梁沒有設(shè)計伸縮縫，在橫梁上方接近縱梁的地方，有兩條碼頭上的裝船機(jī)的主軌道。

　　2.碳纖維加固技術(shù)的工藝原理

　　碳纖維加固技術(shù)指的是先把抗拉抗壓強(qiáng)度比較高的碳纖維材料利用環(huán)氧樹脂浸成復(fù)合材料，然后再使用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑順著受拉方向把復(fù)合增強(qiáng)材料粘貼在需要加固的建筑上，使得建筑和粘貼材料共同承受壓力，從而達(dá)到提高結(jié)構(gòu)抗剪、抗裂的能力，提升建筑物的剛度、延展性和抗裂性。當(dāng)前，在陸地土建的建筑結(jié)構(gòu)加固過程中已經(jīng)廣泛使用此加固工藝了。不過碳纖維加固技術(shù)在對碼頭混凝土建筑的加固過程中，只可以在不是重要受力的地方進(jìn)行加固修復(fù)。

　　3.案例碼頭破損情況

　　3.1 混凝土長方形縱梁的破損概況

　　通過對碼頭進(jìn)行實(shí)地查勘以及查看“碼頭結(jié)構(gòu)裂縫的檢驗(yàn)報告”知道，在碼頭的南、北2條縱梁的兩側(cè)有很多的裂縫存在。整個縱梁共有裂縫205條。其中獨(dú)立裂縫180條，非獨(dú)立裂縫25條，包含剝離面在內(nèi)的復(fù)合裂縫10條，分岔裂縫90條、混凝土退化復(fù)合裂縫32條，垂直裂縫84條，垂直剪切裂縫12條，另外還包括一些水平裂縫。根據(jù)檢驗(yàn)報告中的相關(guān)數(shù)據(jù)，對裂縫的高度、深度、寬度等進(jìn)行詳細(xì)的分析。

　　3.1.1 縱梁裂縫的高度和寬度

　　南縱梁的裂縫高度為21～42cm之間，且裂縫為彎曲復(fù)合剪切、裂縫彎曲、橫梁局部擠壓裂縫，還有個別裂縫有丟失混凝土骨料的情況出現(xiàn)。北縱梁外側(cè)裂縫的寬度為0.9～1.4mm，高度為0.9～1.2mm.主要是彎曲裂縫。還有部分裂縫因?yàn)閷ζ溥M(jìn)行了二次加固導(dǎo)致裹握力不足和混凝土退化的情況出現(xiàn)，甚至部分鋼筋已經(jīng)出現(xiàn)了生銹的情況。

　　3.1.2 縱梁縫隙的深度和分布情況

　　南縱梁外側(cè)裂縫中有17條深度大于110mm，其中很大的裂縫深度為358mm，共有垂直裂縫9條，剩下的裂縫都屬于混凝土退化裂縫。在南縱梁內(nèi)側(cè)共有21條裂縫的深度大于110mm，其中很大的裂縫深度為370mm。剩下的裂縫都屬于垂直裂縫。在北縱梁的外側(cè)共有10條裂縫的深度大于110mm，其中很大的裂縫深度為271mm，共有垂直裂縫3條，剩余裂縫均屬于分岔裂縫。在北縱梁內(nèi)側(cè)共有14條裂縫的深度大于110mm，其中很大的裂縫深度為287mm，垂直剪切復(fù)合裂縫3條，垂直裂縫8條，分岔裂縫5條。

　　通過上面的調(diào)查結(jié)果可以知道，北縱梁的毀壞程度要低于南縱梁。同時也可以知道南北縱梁的抗剪切能力和水平抗彎能力有很大的不足之處。要對其進(jìn)行特殊化的加固。

　　3.2 接岸段長方形梁的損壞狀況

　　通過對裂縫檢驗(yàn)報告進(jìn)行分析知道，有較多的水平裂縫出現(xiàn)在碼頭接岸段。其中東、西導(dǎo)梁受到的毀壞程度很大，很多鋼筋已經(jīng)從混凝土疏松的部分顯露出來。在這次的改造過程中，對原來的橫梁進(jìn)行了拆除，另外設(shè)置了1.3m×1.8m的長方形梁4個。突堤碼頭和后方陸域和接岸段連接著。為了保證裝船機(jī)在通過接岸段是的安全，在施工過程中，要對橫梁中的縫隙進(jìn)行消除，并對橫梁進(jìn)行加固。3.3確定需要加固的位置和方法

　　經(jīng)過以上的詳細(xì)研究分析，確定出了對接岸段的長方形橋梁和碼頭段的長方形縱梁為需要加固的部位。考慮到此碼頭的使用年限比較長，為了對建筑的真實(shí)荷載力有一個更加準(zhǔn)確的把握，對梁的承載力和梁的配筋進(jìn)行了詳細(xì)的計算，得到下面的結(jié)果：縱梁斷面的配筋沒有辦法達(dá)到國家鋼筋混凝土的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，在水平抗彎能力方面碼頭段縱梁不能滿足規(guī)定要求。也就是說縱梁外側(cè)1750mm段和內(nèi)側(cè)470mm段都無法達(dá)到配筋的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，需要使用碳纖維加固的方法對其進(jìn)行加固。

　　4 .碼頭的加固過程4.1表面處理及修復(fù)

　　根據(jù)不同情況對缺陷處進(jìn)行修復(fù)和處理：裂縫寬度>0.3mm時，采用壓力灌注、封閉處理；將松動的混凝土表面浮層鑿去。

　　要求清除表面的浮漿、油污、木屑等所有雜質(zhì)，除去表面2～3mm厚的砂漿層，直至露出堅(jiān)實(shí)的骨料。磨去面上突出5mm以上的“毛刺”。表面層打磨后應(yīng)用強(qiáng)力鼓風(fēng)機(jī)或吸塵器將表面灰塵*清除。

　　方形構(gòu)件粘貼碳纖維布需要包裹時，碳纖維布遇陽角處，應(yīng)打磨成半徑為20mm以上的圓弧角。

　　灌漿施工工藝流程按圖1所示進(jìn)行。

　　4.2碳纖維布施工工藝

　　經(jīng)過認(rèn)真的研究確定出需要對接岸段縱梁的下部、碼頭縱梁全長的外側(cè)1750mm、內(nèi)側(cè)470mm進(jìn)行碳纖維加固，從而提高斷面的水平抗彎能力。為了提高縱梁斷面的抗扭曲和抗剪切水平，要制定出科學(xué)合理的工程辦法來對其進(jìn)行加固。對于破損比較嚴(yán)重的四個地方和碼頭上部的主要構(gòu)件以及損害比較嚴(yán)重的橫梁進(jìn)行加固作業(yè)時，要在原有碳纖維加固方案的基礎(chǔ)上對局部位置制定專門的加固計劃。輔助材料要選用配套的修補(bǔ)膠、底膠、粘結(jié)劑。在使用碳纖維對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的時候，纖維布的粘貼、處理結(jié)構(gòu)基面、樹脂找平、涂底層樹脂、養(yǎng)護(hù)等方面的施工步驟要根據(jù)相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，下圖是碼頭縱梁加固的方法圖，如圖2所示。

　　此工程碼頭從建成到現(xiàn)在已經(jīng)使用45年了，而且曾經(jīng)受到過比較嚴(yán)重的地震損害，碼頭上部很多地方的結(jié)構(gòu)都受到了比較大的損害。而這次加固主要是為了延長碼頭的使用壽命。所以只是對抗壓能力較低的位置進(jìn)行加固修復(fù)。碼頭的很弱樁的強(qiáng)度決定了整個碼頭的使用年限、受到了劇烈的外力撞擊、震感強(qiáng)烈的地址等因素，都會對碼頭的使用年限造成非常大的影響。所以，對此次碼頭在進(jìn)行碳纖維加固修復(fù)后持續(xù)使用的時間初步定為11年，同時，每一年都需要對碼頭的樁基和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行檢查。每4年需要請專業(yè)的質(zhì)量評估單位對其進(jìn)行評估。在對此碼頭使用年限滿11年后，如果想要繼續(xù)使用，就需要找專業(yè)評估機(jī)構(gòu)對其進(jìn)行評估，并認(rèn)真的對評估報告進(jìn)行分析，從而來確定該碼頭是否需要重新進(jìn)行加固，從而來進(jìn)一步的延長碼頭的使用年限。

　　5.結(jié)語

　　在對碼頭主題結(jié)構(gòu)進(jìn)行碳纖維加固方案設(shè)計的時候，需要考慮海水環(huán)境的適應(yīng)能力，同時加固過程中使用的涂料、樹脂、修補(bǔ)膠、底膠、補(bǔ)強(qiáng)加固材料、界面劑等都需要考慮其在海水中的使用耐久度。在設(shè)計時此年限可以初步設(shè)置為20年。為了防止加速碼頭上的鋼構(gòu)件不被腐蝕，避免對鋼樁造成不必要的損害，在使用碳纖維進(jìn)行加固時，對剛安裝在突堤的護(hù)弦鋼箱、鋼樁樁帽、鋼箱螺栓等都要注意躲避。同時在粘貼碳纖維布的時候，也應(yīng)該躲開障礙物。要把施工、設(shè)計方案和檢測工作緊緊的起來，一個嚴(yán)格的加固作業(yè)管理方案，是保證碼頭碳纖維加固牢固性的重要條件

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