在桥梁裂缝修补中粘贴碳纤维技术的应用

杨福林

摘 要：近年来，随着国家经济的发展，我国基础设施特别是桥梁工程获得了较快发展，但因桥梁施工环境及工艺复杂，其容易出现一些质量问题。桥梁施工中经常会出现裂缝问题，对出现的裂缝问题采取必要的措施进行解决能够更好的保证其使用性能。在桥梁施工中，对裂缝问题进行解决的方法很多，其中，粘贴碳纤维对提高桥梁的承载能力很有效果。文章对碳纤维的优点和缺点进行了论述，同时，对其在施工中的工作机理进行了分析，在具体的施工工程中对其进行了施工工艺介绍，为以后的工程施工提供依据。

关键词：桥梁工程；裂缝；碳纤维

1 前言

在经济快速发展的影响下，我国的交通行业获得了很好的发展，尤其是高速公路建设，在公路施工中，桥梁施工是非常重要的组成部分。但是，在公路桥梁施工中出现了很多的质量问题，其中比较常见的质量问题是裂缝。桥梁施工中出现裂缝问题一定要采取必要的措施进行处理，在处理方法中，压力注胶法比较常用，但是，在处理之后经常会受到混凝土收缩变形的影响，导致其还会出现开裂的情况，在这种情况下，在混凝土表面上粘贴具有一定预拉力的碳纤维能够对裂缝周围砼产生一定的压应力，这样混凝土不会再出现开裂的情况。文章对桥梁裂缝的处理技术进行分析，对碳纤维在加固方面的效果进行了阐述，对以后的施工提供了参考。

2 碳纤维简介

碳纤维在施工中进行应用具有强度高、比模量高以及抗腐蚀性好的优点，因此，在桥梁工程施工中得到了广泛的应用。碳纤维的自重比较轻，在施工中设计的厚度能够进行很好的控制，而且，在施工中和树脂材料进行结合使用，在重量方面也能进行很好的控制。在桥梁工程中，应用碳纤维对整个工程结构的重量影响很小，而且，在进行加固的时候，加固的方法也有很多，但是和其他方法进行比较，这种方法在进行加固的时候能够在断面尺寸方面进行调整，因此，对整个桥梁结构的外观不会有很大的影响。碳纤维加固方法在进行施工的时候比较方便，操作方式简单，施工的时候工期能够很好的控制，而且在施工中不需要大型施工设备，这样施工中不会受到空间的限制，同时，对交通也不会有很大的影响。碳纤维布在施工中比较随意，因此，对不同构件形状也能进行很好的应用，同时，在成型方面也比较方便。

加固碳纤维布可以利用环氧树脂，这种材料能够和碳纤维材料很好的结合，因此，在施工中对混凝土的结构不会产生很大的影响，对原构件的状态不会进行损毁。碳纤维材料具有很好的物理性能，因此，在进行施工的时候具有很好的强度，同时，在施工中，高模量也能对构件的承载力进行提高，对受力的性能进行改善，这样能够更好的实现加固的目的。

碳纤维材料具有很多好的特性，同时，在使用过程中不会出现腐蚀性，具有很好的耐热性，在使用以后，对环境适应效果非常好。这种材料在化学性质方面比较稳定，因此，施工后不会受到化学物质影响，在使用以后还具有很好的耐久性，因此，在桥梁使用过程中不会再出现其他问题。碳纤维材料在使用以后，不会受到外界材料很大的影响，即使出现很大的自然灾害对其结构也不会产生很大的影响，因此，在施工中得到了广泛的应用。

3 粘贴碳纤维法加固原理

将抗拉性能非常好的碳纤维布在出现裂缝的位置进行施工，能够提高原结构的承载能力，同时对桥梁的使用性能进行改善。桥梁的主体应力方向进行碳纤维布的粘贴，这样能更好的提高桥梁的使用性能。在进行粘贴的时候，要对混凝土表面的裂缝进行必要的约束，这样能够防止混凝土出现更大的裂缝，导致施工中出现更多的问题。对混凝土的抗弯刚度进行改善，能够更好的提高桥梁结构的受力情况。

碳纤维布进行加固，对混凝土结构能够进行很好的提高，同时，在进行施工的时候，要对抗拉强度进行改善，这样更好的保证施工的效果。在施工中，对碳纤维材料使用量也要进行很好的控制，并不是使用越多越好。使用过多的材料会导致桥梁结构受到破坏，因此，在进行施工的时候一定要避免出现这样的问题。

构件的破坏形态将由碳纤维被拉断引起的破坏转变为混凝土被突然压碎破坏。与此同时，由于碳纤维为完全弹性的材料，它与钢筋的共同作用会减弱钢筋塑性性能对构件延性的影响。碳纤维布用的过多，构件的延性将有所降低。

碳纤维和混凝土具有相近的温度线膨胀系数，不会由于温度变化产生较大的温度内应力而破坏两者之间的粘结。

4 工程实践

对一个施工中的高度公路桥梁施工情况进行分析，能够对出现的问题进行更好的解决，同时，对桥梁施工中的问题也能采取必要的措施进行预防。在施工前要对施工现场的地质情况进行很好的勘查，这样在施工前能够做好施工准备工作，同时对出现的问题也能采取措施进行预防。

设计要求地基承载力不小于230kpa，实测分别为：0#：301.6kpa；1#：213.8kpa；2#：303.2kpa；3#：273.6kpa；4#：316.0kpa。裂缝原因：2013年6月21日上午，建设、设计、监理、施工等单位对裂缝进行了分析讨论，认为该桥拆除钢管脚手架从第二孔开始，然后拆除其它孔径钢管脚手架，以致于由于桥梁体系转换，造成第二孔桥梁底板出现裂缝。裂缝处理：采用裂缝注入补强加固法，利用灌注器提供恒定低压以克服毛细现象，将专门适配的AB灌缝树脂注入裂缝中，使裂缝处混凝土断面粘合在一起，恢复其整体性并改善裂缝处的承载能力，同时封堵裂缝，使胶粘剂与混凝土保护层形成一个整体，以恢复其对钢筋的保护功能，避免接触腐蚀性介质而造成钢筋生锈。根据以往的经验，现场共14条裂缝中有13条可以灌注；对细小裂缝，由于无法确保充分注入，应在缝口反复涂刷粘接剂以封闭。

裂缝注入的工艺流程：裂缝调查→裂缝观测→确定注入器的安设分布方案→清理裂缝→安装注入器底座→封闭裂缝→配制注入材料→自动注入→确认注满→拆除注入器及底座→修整裂缝口→进入后序工程。

表层处理：清除裂缝表面的灰尘，油污。确定注入口：一般按20～30cm的距离设注入口，注入口的位置应尽量在裂缝较宽、开口较通畅的部位。封闭裂缝：沿裂缝处认真钉设2-3Cm宽的临时封闭胶，并安装注胶底座。安设自动压力灌浆器并注浆，注浆时间为5分钟左右，注满时一般封缝胶旁边有潮湿现象，那是注满后有少许浆渗出的缘故。树脂固化后敲掉底座及堵头，清除表面封缝胶。

碳纤维工程施工：桥梁底板砼表面用砂轮或砂布打磨干净，除去表面的浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面。粘贴碳纤维片后需要自然养护24小时达到初期固化，固化期间应保持不受干扰，达到设计强度所需要的自然养护周期为一周左右，此期间应防止贴片受到硬性冲击。加固养护完成后，在加固碳纤维布上涂上与混凝土颜色一致的涂料。

5 结束语

近年来，我国的经济发展迅速，在经济发展中，对基础设施建设非常重视。基础设施建设不仅仅能够提高经济的发展，同时，也能对人们的生活水平进行提高。桥梁工程的施工对人们的出行以及交通行业的发展有很大的影响，桥梁工程施工面临的施工环境通常都比较复杂，而且，在施工过程中应用的施工技术比较多，这样就使得施工中质量无法得到保障。对具体的工程施工进行分析，能够在施工技术方面进行提高，为以后工程施工提供参考。