6.1.9.1 概述
王铺渡槽位于聊城市东昌府区王铺村南，是引黄灌区三干渠跨越马颊河的大型交叉建筑物，工程兴建于1984年，渡槽设计流量100m3/s，其担负着马颊河以北13.33万hm2耕地适时灌溉和引黄济津供水任务。渡槽横断面为矩形（钢筋混凝土底板，平面钢闸门侧墙），下部结构为钢筋混凝土灌注桩盖梁组成的排架支撑结构，共8跨，单跨跨径12m，槽身净宽20m。经多年使用，用于启闭钢闸门的部分墩柱出现横截面裂缝等损坏情况，墩柱断裂数目已过半，裂缝最大开展宽度6mm。如不及时采取措施，势必对工程的安全运行及马颊河的安全度汛造成极大威胁。因此，对王铺渡槽进行补强加固是十分必要的。原渡槽横剖面如图6.10所示，墩柱裂缝位置如图6.11所示。
图6.10 渡槽横剖面（单位：mm；高程：m）
图6.11 墩柱裂缝位置（单位：mm）
根据工程资金情况及工程结构强度复核结果，本次施工仅对已出现裂缝的9个中墩进行加固处理，共粘贴碳纤维布166.5m2；对裂缝开展宽度大于0.3mm的墩柱裂缝采取裂缝化灌处理；加固完毕后，对全部18个墩柱外表面刷涂水性环保型乳胶漆外墙涂料作为防护。
6.1.9.2 设计施工
（1）设计指标的确定。王铺渡槽加固设计指标主要是指启闭机启门力取值。
经过比较分析研究，确定启闭机启门力由原2×7.5t增为2×10t，以2×10t作为设计荷载对渡槽墩柱进行补强加固。
（2）加固方案比选。对比粘钢加固、碳纤维加固方案，碳纤维加固具有强度高、重量轻、厚度薄以及良好的耐久性、耐腐蚀性、施工便捷、质量易保证等优点，技术可行，经济合理，故采用碳纤维加固方案对王铺渡槽补强加固。粘钢加固、碳纤维加固方案比较见表6.14。
表6.14 粘钢加固、碳纤维加固方案比较
（3）加固材料及配套粘结剂的选用。通过调查，综合比较国内外碳纤维加固材料的力学性能、碳纤维片材在碳纤维束排列的匀质性、预浸树脂的含量、碳纤维的断丝率、经济性等指标，决定采用新日铁公司生产的FTS—C1—30型碳纤维布及配套粘结剂（见表6.15～表6.20）。
表6.15 结构加固修补用碳纤维材料（CFRP）主要性能指标
表6.16 粘贴CFRP用树脂主要技术性能指标
表6.17 常用CFRP性能指标
表6.18 碳纤维布的物理力学性能指标
表6.19 胶的物理力学性能指标
表6.20 胶的施工工艺性能指标
（4）工艺流程为：卸荷→基底处理→涂底胶→找平→粘贴→保护。
（5）卸荷。加固前应对所加固的构件尽可能卸荷。
（6）基底处理。
1）混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除，对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复。
2）裂缝部位应首先进行封闭处理。
3）用混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状（R≥10mm）。
4）用吹风机将混凝土表面清理干净，并保持干燥。
（7）涂底胶（FP胶）。(www.xing528.com)
1）按主剂∶固化剂=2∶1的比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用弹簧秤计量，电动搅拌器均匀搅拌，根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间。一般情况下1小时内用完。
2）用滚筒刷将底胶均匀涂刷于混凝土表面，待胶固化后（固化时间视现场气温而定，以指触干燥为准）再进行下一工序施工。一般固化时间为2～3天。
（8）找平。
1）混凝土表面凹陷部位应用FE胶填平，模板接头等出现高度差的部位应用FE胶填补，尽量减小高度差。
2）转角处也应用FE胶修补成光滑的圆弧，半径不小于10mm。
（9）粘贴。
1）按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布，除非特殊要求，碳纤维布长度一般应在3m之内。
2）调配、搅拌粘贴材料FR胶（使用方法与底胶FP相同），然后均匀涂抹于待粘贴的部位，在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。
3）粘贴碳纤维布，在确定所粘贴部位无误后剥去离型纸，用特制滚子反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使FR胶充分浸透碳纤维布。多层粘贴应重复上述步骤，待碳纤维布表面指触干燥方可进行下一层的粘贴。
4）在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹FP胶。
5）碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm，碳纤维端部固定用横向碳纤维或粘钢固定。
（10）保护。加固后的碳纤维布表面应采取抹灰或喷防火涂料进行保护。
6.1.9.3 效果
王铺渡槽加固施工于2002年9月完成，施工质量优良，工程总投资44万元，同时施工未影响干渠正常输水，确保了灌区耕地适时灌溉和引黄济津输水。加固后工程运行良好，未发现任何异常，取得了显著的经济及社会效益。
工程运用情况表明，该项目前期研究分析工作全面准确，所采用的裂缝化灌、碳纤维加固和水性环保型乳胶漆涂料防护的综合补强技术安全、适用，施工工艺技术及质量控制措施科学合理，可有效延长水利工程的使用寿命和提高工程投资效益，为今后处理同类工程提供了成功经验。
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