碳纖維布維修加固初探

李 園

甘肅省酒泉公路總段， 甘肅酒泉 735000

公路橋梁是跨越溝壑、河流、道路、鐵路暴露在大自然中的構造物，由于受到環(huán)境影響，使大氣中的有害物質及易腐蝕的物質侵蝕混凝土構件。又因近幾年工業(yè)的發(fā)展，車輛急劇增重，且排放高腐蝕廢氣，再加上亂采砂石，使橋梁耐久能力受到更嚴苛的挑戰(zhàn)。造成部分橋梁荷載降低，技術狀況下降，使用壽命減弱。舊橋維修加固，提高承載能力，確保橋梁的安全運營是目前和今后面臨的任務。本文論述了我段目前橋梁存在的問題和采取的加固措施。

1 碳纖維布加固概述

碳纖維材料用于舊橋加固修補在我國技術起步比較晚。但隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展，現有橋梁中有相當一部分由于當時車輛載重小、設計荷載標準低等原因，難以滿足當前規(guī)范使用的需求，碳纖維加固修補結構技術作為一種新型的結構加固技術快速發(fā)展起來。碳纖維布它具有高強度、重量輕、高耐久性（防銹性）等特性，粘貼在即有的混凝土構造物的梁、柱、梁板等受彎曲受拉面的表面，提高補修構造物的強度、耐力，改善構造物的耐震性能和耐久性能。

2 施工工藝和方法

2.1 主要材料及其性能

2.1.1 碳纖維布

粘貼單層碳纖維布的單位面積碳纖維質量一般為了200g/m2～300 g/m2，不宜低于150g/m2，且不宜高于450g/m2。

粘貼用底膠和粘浸膠是粘貼碳纖維布的專用膠，它是一種雙組份、100%固含量、高強度、不流淌、觸變型粘合劑。

2.2 主要施工工序

施工準備→放設施工線 →灌縫處理 →刷抹漆底膠→粘貼碳纖維布 →表面養(yǎng)護→涂刷碳纖維專用膠。

2.2.1 灌縫

灌縫是用一種相對流動好、灌入深、凝結時間短、粘接好的專用膠對混凝土構件進行填充，從而加強混凝土強度的一種施工工藝。它的作用是對混凝土構件裂縫進行補強，對混凝土的內部進行加固，它可以防止混凝土構件內部鋼筋的銹蝕及氧化。可以廣泛應用在橋涵的加固處理中。

1）施工準備（原材料封縫膠、灌縫膠的配制，灌縫膠采用成品進口膠，分主劑與固化劑，重量比4：1 摻配）；

2）清理及化學清洗（沿縫寬每側2cm～4cm、剔除粉刷層及其他面層，用丙酮清洗）；

3）埋設注膠設備（專用注膠嘴）；

4）封堵裂縫（用配制好的封縫膠對裂縫進行封堵）；

一直以來，我校堅持按照“師德高尚，長期從事課堂教學，注重教學改革與實踐，教學方法先進、教學經驗豐富、教學水平高、教學效果好的教師”的高標準，嚴格按程序評選各級各類名師。目前，學校擁有國家級教學名師及“八桂學者”1人，“八桂名師”2人，自治區(qū)級教學名師5人，學校教學名師34人。這些教學名師在學術研究中取得突出成就的同時，主動承擔本專科基礎課教學任務，努力探索教育教學規(guī)律，在引領教學內容、方法和手段改革、創(chuàng)新課程教材和教學模式、創(chuàng)建合理教學梯隊等方面做出了突出成績，成為全校教師學習的榜樣。

5）注膠（專用注膠器注入灌縫膠）；

6）養(yǎng)護；

7）除去注膠嘴等。

2.2.2 刷抹漆底膠

1）施工準備（準備好將使用的材料及機具，漆底膠采用成品進口膠，分主劑與硬化劑，重量比2：1 摻配）；

2）表面處理。清除被加固混凝土構件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土。將混凝土表面處理干凈，并使表面保持絕對干燥；

3）找平處理。采用專用碳纖維找平膠對混凝土表面凹陷部位填補平整，并在找平材料表面指觸干燥后盡快進行下一道工序；

4）涂刷碳纖維底膠。采用特制滾筒刷將面膠均勻涂抹于所要粘貼部位。

2.2.3 粘貼碳纖維布

1）按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布；

2）粘貼碳纖維布時間控制在涂刷面膠2h～3h 后進行；

3）粘貼碳纖維布時，使用器具沿著纖維方向在碳纖維片上多次滾壓，擠除氣泡，以確保浸漬膠均勻地充分滲浸入碳纖維片的碳纖維束中。在滾壓時注意不可損傷碳纖維布；

4）涂刷碳纖維面膠

待碳纖維布粘貼完大約1h 左右后在碳纖維布的表面均勻涂抹一層面膠。

3 優(yōu)點與缺點

3.1 優(yōu)點

1）施工簡便迅速，無需模板、夾具、支撐等；

2）不增加結構重量，碳纖維片重量200g/m.～300g/m，設計厚度0.1l1mm～0.167mm，加上環(huán)氧樹脂的重量也很輕，對結構自重影響可忽略不計；

3）能適應各種結構外形的補強；

4）可以多層粘貼。可根據設計要求，在一個部位重疊粘貼；

5）具有良好的耐腐蝕性，壽命較長，可以在不利環(huán)境下使用，并便于養(yǎng)護。

3.2 缺點

其會影響到受彎構件的破壞形態(tài)及其延性，而且目前的材料價格仍然偏高，應在考慮各項綜合因素以后，慎重選用。

4 碳纖維加固工程實例

我段管養(yǎng)的G312 K3319+825 柳星橋2、K3374+321 紅柳河中橋等橋梁經過碳纖維布加固后，鋼筋砼梁的極限荷載及抗彎剛度等都得到了較好的改善。碳纖維布粘貼在危舊橋梁承重構件表面，使兩者能夠共同工作，較好的提高了危舊橋的抗彎、抗剪能力。兩橋梁經過該措施加固后提高了梁體自身承載力也解決了病害，同時加強了橋梁結構的整體剛度和耐久性，限制了危舊橋病害的繼續(xù)發(fā)展，達到了維修加固、補強的目的。

總之，公路危舊橋梁養(yǎng)護維修、加固改造，是一門新型的技術學科，從我們已實施的橋梁加固方案來看，實現即經濟、又合理、節(jié)約費用，效果是明顯的，但在今后的公路危舊橋梁養(yǎng)護維修、加固改造中，仍然還有很多值得我們在研究、在學習、在探討，隨著國內橋梁維修加固新技術、新工藝、新材料的不斷出現，橋梁維修加固改造技術也將更加完善，方法更加合理，來提高公路危舊橋梁使用壽命，確保橋梁安全暢通，為社會提供安全的通行條件。

[1]《公路橋梁加固技術規(guī)范》人民交通出版社2008-8-2中華人民共和國交通運輸部發(fā)布.

[2]《公路橋涵施工技術規(guī)范》人民交通出版社2011-6-7中華人民共和國交通運輸部發(fā)布.

[3]王建環(huán).碳纖維增強復合材料在工程加固過程中的應用[J].治淮，2009(10).

[4]石銘，屈文俊.粘貼碳纖維布對框架梁端負彎矩區(qū)加固的試驗探索[J].結構工程師，2006(2).

[5]徐志武，廖新雪，劉文劼.粘貼碳纖維布與粘鋼加固方法的適用性對比分析[J].重慶建筑，2009(4).