橋梁加固工程碳纖維加固補強施工技術

鄒建光 胡永磊

摘 要：橋梁工程在服役一定周期后其結構質量的承載力就會不足，若不及時的進行加固處理則會導致橋梁坍塌等安全事故發生。基于此，為了提升橋梁工程的使用性能，本文結合實際，以碳纖維加固補強技術為研究背景，在闡述碳纖維加固補強技術應用優勢的同時，對該技術的應用過程進行總結分析。

關鍵詞：橋梁加固;碳纖維;加固補強;施工技術;應用

中圖分類號：U445.72 文獻標識碼：A

0 引言

碳纖維布的主要優勢就是性能非常強，在研發之初是應用到航空、航天、體育用品等行業內。隨著我國制造領域的發展，先進科學技術的應用，碳纖維布已經全面的應用到隧道、橋梁等項目內。因為碳纖維布的剛度、強度、耐腐蝕性等都比較優越，施工也更加的方便，可以應用到承載性能要求較高的橋梁工程中，可以達到抗拉性、抗剪性、強度標準要求，所以橋梁加固施工會首先選擇碳纖維布作為施工材料，而很多施工條件限制的情況下，碳纖維布的作用更加的明顯，這也是人們深入研究該材料的主要原因。

1 碳纖維布應用到橋梁加固中的優勢

1.1 自重增加小，不會影響外觀結構

碳纖維布的材料是非常輕的，一般來說每平米的質量不足500 g，厚度在0.2 mm～0.3 mm之間，粘貼材料也比較輕，所以并不會給橋梁的自重增加過多，很多情況下其自重都不會計算在內。再有，通過碳纖維布可以對于某個位置進行重復粘貼施工，強度性能提升比較優越。在粘貼固定實施之后，因為涂料厚度比較小，還需要在表面涂刷一層涂料，從而可以提升整體性與美觀性。

1.2 容易成型，各種形式的部件都可以使用

不規則的部件在補強施工的過程中，如果應用傳統加固方式施工難度較高，通過碳纖維布能夠適應不同規則、形狀的應用，操作更加的方便與靈活，且成本比較低，可以適應多種不同條件下的應用。

1.3 施工方便，不會損壞結構

有些橋梁的加固施工存在較高的局限性，傳統加固方式并不能進行局部的施工，而碳纖維布材料進行加固施工，可以適應不同結構與形狀的需要，操作更加方便。碳纖維布在施工中，并不需要使用大型的機械設備、工器具等，操作更加便捷，所以不會占據較大的空間。一般情況下，碳纖維布的粘貼都會選擇應用環氧樹脂來進行，并不會對于橋梁的結構進行開鑿施工，因此，不會影響整體結構的性能。

1.4 封閉混凝土裂縫

混凝土表面通過粘貼碳纖維布的方法完成加固處理，做好整個結構的封閉處理，提升綜合性能，還能夠有效的消除混凝土結構的變形問題，能夠避免裂縫的問題，滿足承載性能的需要，可以保證交通運行符合安全性、可靠性的要求。

1.5 耐腐性強

碳纖維布的性能非常好，屬于復合材料的形式，自然環境不會給其造成比較大的腐蝕和影響，且還有非常高的耐熱性能。在長期的運行中，除了能夠承受水泥的堿性腐蝕所產生的影響，還能夠在鹽類腐蝕條件下延長使用壽命。因此，碳纖維布可以應用到多種條件中。

2 碳纖維布應用到橋梁加固的要點分析

2.1 搭設腳手架

施工流程為：場地平整——搭設支架——安裝架板——施工——拆除支架。支架部分在實施中，首先需要按照設計方案準備充足施工才能制作支架結構;其次，支架設置應該保證連接部位交錯設置，間隔1 m的位置其布置的各個接頭不能超過1個;再次，支架達到穩定性、安全性的標準，所有立柱插入到地基內都要達到穩定性的要求;最后，支架施工應該由高水平的人員進行，拆除要自上到下逐步開展。

2.2 混凝土面打磨

施工流程為：放樣——碳化層打磨——防塵——清潔。在該環節實施中，需要做好如下幾個方面的工作：（1）放樣范圍內全部混凝土表面通過角磨機實施打磨作業施工，此時需要把表面存在的碳化層、水泥漿層等全部清理干凈，一般打磨深度在2 mm～3 mm之間;（2）打磨工作結束后，保證沒有任何舊面層結構，否則將會導致碳纖維布粘合的質量受到很大的影響;（3）毛刷進行整個表面的清理處理，保證不會存在粉塵等雜質，然后使用吹風機進行除灰處理;（4）最后應用丙酮進行全面的清洗處理。

2.3 涂抹找平膠

因為該技術在混凝土表面與碳纖維布只有在接觸時會形成比較好的加固效果，如果混凝土結構存在錯位、轉角、尖銳形狀等方面，會造成碳纖維布出現損壞的問題，導致結構強度下降，基面處理時就不能從根本上消除混凝土氣孔、表面細小模板錯位等情況。從這個方面出發，通過使用找平膠的方式進行找平處理即可。找平膠必須隨著時間不能出現變形的問題，且操作比較方便。因此，普通環氧樹脂的性能如果強度并不能達到這一要求，就不能應用環氧樹脂材料進行施工。找平膠固化一般就是在干燥完成后可以實施二次檢查，一旦有突出性的毛刺存在，需要應用砂紙開始打磨施工，同時應用找平膠進行找平處理，達到表面的質量標準要求。

2.4 涂刷底膠

在混凝土結構全部完成了抹平、清洗、干燥等焊接，需要使用設備在表面涂刷一層底層膠，厚度不能過大，此時可以使得整個結構的強度得到提升，同時也能夠增強碳纖維布與混凝土結構的粘合性能。底層膠在設置時需要達到技術標準的要求，膠體達到均勻性的標準要求，提升粘貼質量水平。通過刷子、滾筒等開始找平處理，然后在混凝土表面自然風干。需要注意的是在底層膠水涂刷的過程中要控制好涂刷的厚度，保證后續的粘結能夠處于水平狀態從而將整體的性能提高。

2.5 粘貼碳纖維布

碳纖維布粘貼施工環節，需要應用樹脂浸漬處理，從而可以使得粘性達到標準的要求，從而可以讓碳纖維布穩定的粘貼到表面部位。碳纖維布在施工后開始碾壓作業，樹脂材料會逐步的侵入到結構中，保證結構的性能合格，可以有效的抵御外力的作用。因為浸漬后的樹脂才能粘附性比較高，可以有效的預防碳纖維布在粘貼實施階段的空洞、空隙等缺陷問題，還能夠防止樹脂材料出現滴淌的情況。在施工中，碳纖維布粘貼需要和混凝土結構保持較高的融合性，附著力需要達到標準要求，從而可以使得碳纖維布與混凝土粘附組合成為整體行動結構。如果施工現場需要接長處理，其長度應該達到15 cm以上，考慮到工程的現狀做出必要調整。粘貼過程中，應該按照從上到下、從左到右的順序開展進行，通過滾筒進行表面壓緊處理，從而可以使得浸漬樹脂與碳纖維布達到良好的結合效果，結合位置沒有氣泡存在。因為，橋梁項目通常應用的混凝土材料強度都會超過C15，為了使得粘貼材料的施工符合要求，應該做好粘貼性能檢測，可以通過薄布多層粘貼的方式開展施工。彎曲的位置，碳纖維布的粘貼需要沿著軸向進行。在加固實施環節，需要使用膠進行逐層的涂抹施工，因為底層膠是直接涂刷到混凝土的表層，所以需要保證其他膠與底層膠有著較高的粘附性能，一般都是通過試驗合格后才能投入施工。環境溫度不足5℃，需要停止施工;一旦現場的相對濕度在70%以上，表面會有水霧的情況出現，工程質量難以滿足標準要求，所以要停止作業施工。

2.6 罩面防護

碳纖維布粘貼施工全部結束后，應該在表面涂刷一層浸漬的樹脂材料，在其全部達到干燥性的要求之后，再進行表面罩面膠的涂刷施工。罩面膠在太陽照射之下保持良好性能，還能夠提升工程的外部美觀性。

3 粘貼施工要求

碳纖維布進行表面加固施工，粘貼施工要求非常高，需要保證其表面的粘率達到標準的要求，所以其施工的下部混凝土強度必須在C15以上，并且加固之后的表面應該有較高性能的保護層結構，強度性能合格。如果表面有剝落、起皮、腐蝕、裂縫、碳化等嚴重的問題，需要先做好表面的修復處理工作，然后進行表面的打磨、清理處理，不能有任何浮塵等雜質，避免粘貼碳纖維布的施工效果比較差。粘貼碳纖維布的方式進行混凝土結構的加固施工，需要選擇使用薄層多次粘結的施工方式，保障粘結材料經過完全的浸潤處理，可以提升粘結施工的效果和質量。碳纖維布進行粘結加固施工，膠是逐層涂刷而形成的整體結構，混凝土結構表面只是涂刷一層底膠，所以不同種類的膠的粘結性是重點考慮的問題。從工程實際情況分析，相同的膠粘劑的粘結性能最好，不同類型的膠相容性需要經過試驗驗證才能投入到工程中使用。

4 結語

綜上所述，碳纖維布應用到橋梁加固工程中有著非常好的效果，雖然該技術投入到工程中應用的時間比較短，但是已經顯現出其明顯的優勢。因此，在我國運營時間較長的橋梁中通過應用碳纖維布加固方式，可以提升橋梁的加固施工效果，保證其短時間內就具備較高的性能，滿足交通的運行需要，產生非常高的綜合效益。

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