碳纤维布加固管桥大梁：宝鸡峡灌区倒虹吸工程的应用

6.1.5.1　概述

陕西省宝鸡峡灌区韦水倒虹工程位于陕西省扶风县城东南1.5km，宝鸡峡灌区塬上总干渠108＋608m处，是宝鸡峡总干渠跨越韦水河谷的一座大型输水建筑物，按制其下游灌溉面积10.6万hm2。倒虹为双管桥式倒虹。设计流量52m3/s，校核流量55m3/s。全长880m，最大水头70m，其中水头在50m以下为钢筋混凝土管，管长623m，管内径3.25m，管壁厚根据水头分为3种厚度，分别为36cm、50cm、65cm；水头在50m以上为钢管，管长257m，管内径2.9m，壁厚12mm。钢管通过河谷主流段为四跨双悬臂钢筋混凝土管桥，桥高9.1m，长112m，桥的高程考虑了宣泄韦水洪水，并降低钢管压力水头等因素。倒虹布置如图6.4所示。

图6.4　倒虹布置图

陕西省宝鸡峡灌区韦水倒虹工程一直作为中国大型灌区建筑物的典范工程。运行证明倒虹设计、施工是成功的。在过去的30多年中，倒虹为灌区国民经济的发展，乃至陕西省农业发展作出了巨大的贡献。

但是，经过30多年的运行，倒虹各部位发生了不同程度的损坏：①根据《陕西省宝鸡峡灌区韦水倒虹工程质量现状检测报告》对钢筋混凝土管破坏情况的统计，由于长期受水流冲刷及水中推移质（砖头、石头等）的撞击，钢筋混凝土管普遍存在着内壁磨损破坏，尤其管底部位，磨损最大宽度1.7m，最大深度6cm。最严重的管段露筋占主筋根数的52%，个别管节露筋长度接近1m，部分钢筋磨损面积已超过原筋截面的50%；②钢管锈蚀、磨损严重，检测到的最薄处钢板仅7.4mm厚，有爆管的危险；③支撑钢管的管桥大梁主筋缺筋率达20%，不满足现行规范对强度的要求等。

6.1.5.2　管桥大梁碳纤维布加固

除了采用粘钢法对韦水倒虹吸工程的钢筋混凝土管加固施工外，采用CFRP碳纤维增强复合材料片材（布），对支撑钢管的管桥大梁进行了加固，CFRP布的主要性能指标见表6.7，配套的粘胶剂主要性能见表6.8。

表6.7　管桥大梁加固用碳纤维材料（CFRP）主要性能指标(www.xing528.com)

表6.8　粘贴CFRP用树脂主要技术性能指标

其施工工艺与流程同5.1章节。

6.1.5.3　效果

韦水倒虹工程钢筋混凝土管和管桥大梁加固施工中，接待了各级专家、设计及施工人员的参观、评定，一致认为选择的加固措施工艺合理，施工方便快捷，施工质量容量保证和鉴定，值得推广。经过一年多的运行，证明该技术加固效果是明显的。