碳纖維布在公路橋梁加固中的應用級比較

謝博譯

[摘要]橋梁在荷載的長期反復作用下開裂，造成的裂縫，是橋梁建設中常見的一種病害，如果不及時采取措施進行加固維修，位于裂縫處的鋼筋將逐漸銹蝕剝落，鋼筋截面積將減小，鋼筋與混凝土間的結合性能將降低，裂縫如果得不到及時處理將影響大橋的耐久性和安全性，給大橋的安全運行帶來了隱患。因此橋梁加固維修成為一個日益迫切的需求.所以對橋梁加固維修技術實踐經驗的總結和技術規范的進一步完善已迫在眉睫。本文通過對三峽專用公路上的三峽路分離式立交加固方法及加固效果做出分析評價，總結粘貼碳纖維在橋梁加固方案中的經驗，為加固技術的廣泛應用提供依據。

[關鍵詞]碳纖維布；公路橋梁；加固

1、程概況

三峽路分離式立交中心樁號為K2+656.5.橋跨布置為16m板+30mT梁+16m板，交角為90°，橋全長65.24m，位于整體式路基上，橋面全寬18.5m。上部構造為預應力鋼筋混凝土T梁和空心板，簡支橋面連續。下部結構為樁柱式橋臺、雙柱式橋墩、樁基礎。

2、檢測病害情況

全橋空心板缺陷主要有以下三類：

2.1板底橫向裂縫

全橋各跨空心板底部普遍出現大量橫向裂縫，個別裂縫處有白色結晶物析出并伴有不同程度的滲水現象；

2.2個別空心板底局部出現豎向裂縫；

2.3邊板外側面出現豎向裂縫。

2.4大橋裂縫統計數據（見表1）

3、加固方法的選擇

板梁加固主要有以下幾種方案：方案1為表面粘貼碳布加固；方案2為表面粘貼鋼板；方案3為外包鋼筋混凝土加大截面積。

通過分析比較。認為方案1可行性較好.從加固體系上否定了方案2和方案3.原因主要體現在以下幾點：

3.1粘貼鋼板會增加結構的自重和尺寸；需要大型機具支撐固定受場地影響較大；工期較長且容易腐蝕，需要定期維護；工期長。

3.2加大截面會增加結構的自重和尺寸：需要大型機具支撐固定受場地影響較大；存在新老混凝土結合處密實度級鋼筋腐蝕問題；工期長。

3.3粘貼碳布加固在保證加固效果和質量的同時，施工簡單，不改變結構原狀，工期短。4、加固施工工藝

4.1裂縫處理

將裂縫按寬度進行分類，對寬度6≤0.1 5mm的裂縫采用密封膠進行封閉處理；對寬度0.15mm<δ≤1mm的裂縫埋設灌漿嘴進行灌注結構注縫對于；對于1mm<δ≤5mm的裂縫采用修補水泥注漿料進行灌注；δ>5mm裂縫采用環氧膠泥進行封閉。

4.2粘貼碳纖維布

4.2.1粘布施工方案

4.2.1.1橋梁每跨中每塊空心板底板加鋪一層碳纖維布，按照裂縫條數、寬度加鋪兩層碳纖維布。

4.2.2施工準備

4.2.2.1材料要求及主要機具

4.2.2.1.1纖維粘結劑：日本小西碳布膠，滿足《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2006中A級膠性能指標和設計要求。

4.2.2.1.2碳纖維布：日本東麗碳纖維布，滿足《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2006和設計要求。

4.2.2.1.3吹風機、鋼絲輪角磨機、攪拌器、批刀、滾筒、天平等。

4.2.3作業條件

4.2.3.1施工應在5°C以上環境溫度條件下進行。如果環境溫度低于5°C，應使用適于低溫的特殊膠種或采用其它加溫處理措施。如溫度低于0°C應暫停施工。

4.2.3.2施工面應干凈并保持干燥。

4.3結構表面處理

4.3.1用鋼絲輪角磨機清除混凝土表層的劣化層（出現剝落、蜂窩、浮漿、腐蝕等劣化現象），并用吹風機吹凈，露出干凈、結構堅實的表面。

4.3.2對于混凝土脹裂、松散、鋼筋銹蝕的現象，先鑿除松散部分，對銹蝕鋼筋進行手工除銹，然后采用環氧樹脂作防腐處理，并用環氧膠泥作為整平材料填補平整。在填補環氧膠泥前，先在破傷口處涂刷一遍環氧膠液作為粘結劑，以保證環氧膠泥與老混凝土粘合良好，并且不會產生裂縫。對蜂窩、麻面的大直徑空洞，采用環氧砂漿填充整平。對裂縫用專用環氧樹脂密封膠沿裂縫將其密封。

4.3.3對表面經過剔鑿、處理銹蝕露筋可能有出現的急劇凹陷或構件缺損部位，用環氧樹脂砂漿修補平整，以保證結構件表面平整美觀。

4.4施工質量檢驗與驗收

4.4.1施工質量檢驗

4.4.1.1表面處理檢驗

混凝土表面處理后應平整，無剝落、蜂窩、腐蝕、裂縫等劣化和損傷現象，且應清潔干燥、無油污，拐角粘貼處要有倒角圓弧。

4.4.1.2不平整修補檢驗

目測檢驗：要求表面無明顯的凹凸現象。

4.4.1.3底層膠涂刷檢驗

底層膠涂刷應均勻、表面無流淌。施工現場通過手指觸摸樹脂表面有凝膠的感覺，但不會粘附樹脂時，才能進行下一步工序施工。

4.4.1.4其他檢驗

每一道工序結束后均應按上述要求進行檢查，做好相關的驗收記錄，如出現質量問題，應立即返工，多層粘貼應重復上述步驟。

4.4.2工程質量驗收

按CECSl46：2003《碳纖維片材加固混凝土結構技術規程》規定的施工質量現場檢驗方法，檢驗正拉粘結強度，并按該方法對施工質量進行判定；同時粘結密實面積必須大于95%。

結論：

通過試驗說明粘布加固后，碳纖維布與空心板能夠共同協調受力，可以明顯提高空心板的剛度，橋梁的承載力得到了一定程度的提高，加固后的板梁滿足規范要求。粘貼碳纖維布加固施工簡便，無噪音，可以在現場裁剪，加固后不影響結構原狀。可以作為公路橋涵快速加固補強的有效方法進行推廣。