路橋加固技術應用研究

王榮慶

摘要：我國交通運輸業發展迅速，對路橋工程承載量提出了更高的水平，早期的路橋工程由于多種原因已經無法滿足現代運輸的要求，對其進行加固維修勢在必行。路橋加固技術較多，各類技術有其自身特點，在施工時應根據工程特點合理選擇加固技術。碳纖維加固技術是一種新型的舊橋維護技術，本文對該技術的施工材料、施工工藝及其應用評價進行了相關探討。

關鍵詞：路橋；加固；碳纖維；施工工藝

1引言

近年來，我國交通運輸事業發展極為迅速，一些早期修建的公路橋梁在承擔日益增加的交通荷載時就顯得有些力不從心，為保證我國交通運輸網絡的安全性與穩定性，我國交通運輸部門開始將舊橋的維護加固當作一項重要的任務進行全面推廣。伴隨著我國經濟和社會的不斷發展，全國通車里程數持續增加，再加上我國城市化建設的進程不斷加快，橋梁總數也在逐年遞增，因此危舊橋的維護加工工作就變得更加艱巨。本文，將對我國路橋加固技術及其應用進行簡要說明。

2路橋加固技術介紹

2.1橋面補強層加固技術

橋面補強層加固主要是針對橋面病害而采取的一種加固技術，具體實施方法如下：首先將待加固橋面鋪裝層進行鑿出或鑿毛，然后在鑿毛處加鋪一定厚度的補強層，以增加主梁有效高度。該法可改善橋梁橫向荷載能力，從而達到提高橋梁結構整體承載能力的目的。

2.2粘貼鋼板加固技術

黏貼鋼板加固技術是通過樹脂的粘結力將鋼板和混凝土結構進行緊固的一種技術，可適用于承受靜力作用，且處于正常濕度環境中受彎或受拉構件的加固維護。該技術的優點是施工速度快，現場施工時對周邊影響較小，且加固后對原結構的外觀及凈空影響甚微。其缺點是該技術的加固質量具有不確定性，膠粘工藝和操作技術都會對加固效果產生影響。

2.3加大截面加固技術

加大截面加固技術是利用增加混凝土結構物的橫截面積進行加固的一種方法，除增大橫截面積外，還可通過增加配筋達到加固的目的。使用該法時需要注意，被加固的橋梁下部結構具有足夠的的承受力，否則應當慎用此法。一般來說，常用的方法是加厚橋面板或者加大主梁的梁肋寬度。

2.4錨噴混凝土加固技術

錨噴混凝土加固技術源自于隧道施工技術，當混凝土橋梁出現因支點截面尺寸過小而影響抗剪強度的大小時，可選用錨噴混凝土加固技術對其進行加固維護。

2.5增加受力構件，改變結構體系的加固技術

當橋梁承載力不足時，或者由于其他外力作用導致橋梁破損時，可采取一定的工藝，在原有結構上增加新的受力構件，從而解決原有結構承載力不足的問題。改變結構體系的主要方法有利用梁的連續作用、梁和板組合作用、拱梁組合作用等，改變原有橋梁結構的受力體系，提高橋梁的荷載能力。

2.6增加橫向聯系加固技術

近年來，橋梁加固施工中應用增加橫向聯系技術的較多，其加固原理是增設橋梁的橫向聯系，改變橋梁上部結構荷載橫向分配情況，從而達到提高橋梁結構整體承載能力的一種加固技術。該技術可適用于T字型或工字型截面梁式橋，施工時常在相鄰主梁之間增設現澆混凝土橫梁以提高橫向抗彎強度；條件允許時，還可增設鋼橫梁。該技術的不足是會對原橋梁結構造成不同程度的損傷，因此若橋梁內部配筋分布復雜的區域不宜采用該法，以免引發不必要的安全隱患。

2.7復合材料加固技術

復合材料（FRP）由纖維和網型樹脂組成，常見的有E-玻璃纖維、碳纖維、勞倫纖維三種，其中碳纖維材料是市場上應用最為廣泛的一種加固材料，加固時，以樹脂類膠結為基體，將碳纖維布粘貼在混凝土結構表層，固化后具有高強度、高彈性模量，能夠起到加強混凝土結構物荷載承受能力的目的。

2.8體外預應力加固技術

體外預應力加固技術是將預應力筋布置在主體結構外，一般在梁底或梁側下部增設預應力加勁鋼絲索（粗鋼筋）補強，并分別固定在梁的兩端，然后設置聯結構件將其構成一個折架體系，從而起到抵消恒載應力，保護橋梁結構的目的。

2.9粘貼碳纖維增強塑料加固技術

碳纖維具有材質輕、強度高、耐腐蝕的特點，應用范圍較廣。該法的優點是不增加橋梁結構的自重和截面尺寸，對凈空高度無影響，是哦概念股方便，對原結構的損失小，并且能根據實際情況進行多層粘貼補強，施工靈活方便；不足之處是彈性模量和強度比值較低，高溫時（>60℃）會出現軟化現象，因此無法應用于橋面加固。加固原理為：用樹脂將碳纖維粘貼在混凝土結構受拉表面，待樹脂固化后碳纖維和原結構形成新的受力整體，共同承擔荷載，降低了鋼筋應力，從而達到了加固補強的效果。

3橋梁加固技術的應用

本文以碳纖維加固技術的應用為例，對其施工中的相關事項進行分類介紹：

3.1材料介紹

根據以上介紹可知，碳纖維加固技術主要用到的材料是碳纖維材料和樹脂材料。碳纖維材料一般為片材，其拉伸強度能達到2400-3400MPa之間，比普通的碳素鋼（240MPa）拉伸強度更具優越性。碳纖維材料的彈性模量不同，按照其力學性能可分為高模量、高強度和中等模量三類，彈性模量較高的高模量碳纖維片材，其伸長率較低。碳纖維片材化學性質穩定，能耐酸堿鹽及其他化學品的腐蝕，耐寒性和耐熱性也較好。

樹脂類材料包括底層涂料、油灰、浸漬樹脂或粘結樹脂。底層涂料用于滲透過混凝土表面，促進粘結；油灰用于填充待加固部位的空隙，已形成平整表面；浸漬樹脂用于粘貼碳纖維布；粘結樹脂用于粘貼碳纖維板。

3.2施工工藝

3.2.1基底處理

首先，根據橋梁故障情況確定粘貼碳纖維的范圍，然后將砼構件表面的破損處、殘缺處以及碳化層部分進行清潔處理，直至達到結構密實部位為止；檢查鋼筋外漏部分是否銹蝕，若有銹蝕應該除銹后再進行下一步操作。

其次，裂縫處理。對出現裂縫的部位應該進行修補處理，若裂縫寬度小于0.2mm，用環氧樹脂涂刷表面即可；若裂縫寬度超過0.2mm，需要用環氧樹脂灌縫。

再次，對構件進行打磨處理，將表面凸出部分進行修整，并確保段差的平順度。一般可利用磨光機將棱角部分進行磨光處理，使之成為半徑大于30mm的圓角。

最后，對打磨后的構件表面進行清洗，然后進行充分干燥。

3.2.2底層涂刷

首先，配置涂料。將主劑和固化劑按照比例稱量后放入容器中，攪拌均勻待用；然后，用滾筒刷蘸取涂料將其均勻的涂刷在構件表面；最后，待涂料固化后，用砂紙進行磨光處理。在這一步操作時需要注意兩點，一是配置涂料量不宜過多，應在規定時間內用完；二施工條件進行嚴格控制，當氣溫低于5℃、相對濕度大于85、砼表面含水率超過8時不宜施工。

3.2.3構件表面殘缺修補

構件表面凹陷部位、段差或起拱引起的內角要用環氧膩子修復至表面平整、順滑之后方可進行下一步操作。

3.2.4貼碳纖維片

碳纖維在運輸、儲存、裁切和粘貼過程中都要做好各項保護措施，防止彎折受損；貼片前用鋼直尺和壁紙刀按規定進行切割，每段長度控制在6cm左右；碳纖維接頭搭接長度至少為10cm，橫向不需要搭接；按比例加入主劑和固化劑，配置樹脂，用滾筒刷將配置好的樹脂均勻的涂刷在貼片處；貼片時，將碳纖維片和樹脂之間的空氣趕盡，可用羅拉沿著纖維方向反復碾壓，使樹脂能充分的深入到碳纖維中。

3.2.5養護管理

碳纖維片粘貼完畢后，需要進行24h的自然氧化，才可達到初期固化。在初期固化階段，一定要排除外界干擾因素。

3.2.6涂裝

根據工程實際需要，可在樹脂固化后加固補強，涂刷耐火涂層和色彩。

3.3碳纖維加固技術應用評價

碳纖維加固技術就其施工工藝、施工難度、加固效果而言具有一定的優勢，尤其是對周邊環境影響較小；但由于材料多為進口材料，因此技術的經濟性較差。碳纖維加固技術作為一種新型的橋梁維修技術，在我國應用還未全面普及，需要結合工程實際不斷探索和研究，以提高我國舊橋加固維修技術。同時，我國還應加快碳纖維類材料的研發進度，縮短與國外技術的差距，降低該技術應用成本。

4結語

隨著社會的不斷進步，現代交通運輸速度和承載量越來越大，對交通運輸基礎配套設施提出了更高要求。為保證我國交通運輸的安全性和穩定性，需要對早起的舊橋進行加固處理。加固處理技術種類較多，其中碳纖維加固技術作為一種新型技術，具有施工方便、影響小、加固效果好的特點，因此得到了廣泛應用。

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