路桥加固技术应用研究

王荣庆

摘要：我国交通运输业发展迅速，对路桥工程承载量提出了更高的水平，早期的路桥工程由于多种原因已经无法满足现代运输的要求，对其进行加固维修势在必行。路桥加固技术较多，各类技术有其自身特点，在施工时应根据工程特点合理选择加固技术。碳纤维加固技术是一种新型的旧桥维护技术，本文对该技术的施工材料、施工工艺及其应用评价进行了相关探讨。

关键词：路桥；加固；碳纤维；施工工艺

1引言

近年来，我国交通运输事业发展极为迅速，一些早期修建的公路桥梁在承担日益增加的交通荷载时就显得有些力不从心，为保证我国交通运输网络的安全性与稳定性，我国交通运输部门开始将旧桥的维护加固当作一项重要的任务进行全面推广。伴随着我国经济和社会的不断发展，全国通车里程数持续增加，再加上我国城市化建设的进程不断加快，桥梁总数也在逐年递增，因此危旧桥的维护加工工作就变得更加艰巨。本文，将对我国路桥加固技术及其应用进行简要说明。

2路桥加固技术介绍

2.1桥面补强层加固技术

桥面补强层加固主要是针对桥面病害而采取的一种加固技术，具体实施方法如下：首先将待加固桥面铺装层进行凿出或凿毛，然后在凿毛处加铺一定厚度的补强层，以增加主梁有效高度。该法可改善桥梁横向荷载能力，从而达到提高桥梁结构整体承载能力的目的。

2.2粘贴钢板加固技术

黏贴钢板加固技术是通过树脂的粘结力将钢板和混凝土结构进行紧固的一种技术，可适用于承受静力作用，且处于正常湿度环境中受弯或受拉构件的加固维护。该技术的优点是施工速度快，现场施工时对周边影响较小，且加固后对原结构的外观及净空影响甚微。其缺点是该技术的加固质量具有不确定性，胶粘工艺和操作技术都会对加固效果产生影响。

2.3加大截面加固技术

加大截面加固技术是利用增加混凝土结构物的横截面积进行加固的一种方法，除增大横截面积外，还可通过增加配筋达到加固的目的。使用该法时需要注意，被加固的桥梁下部结构具有足够的的承受力，否则应当慎用此法。一般来说，常用的方法是加厚桥面板或者加大主梁的梁肋宽度。

2.4锚喷混凝土加固技术

锚喷混凝土加固技术源自于隧道施工技术，当混凝土桥梁出现因支点截面尺寸过小而影响抗剪强度的大小时，可选用锚喷混凝土加固技术对其进行加固维护。

2.5增加受力构件，改变结构体系的加固技术

当桥梁承载力不足时，或者由于其他外力作用导致桥梁破损时，可采取一定的工艺，在原有结构上增加新的受力构件，从而解决原有结构承载力不足的问题。改变结构体系的主要方法有利用梁的连续作用、梁和板组合作用、拱梁组合作用等，改变原有桥梁结构的受力体系，提高桥梁的荷载能力。

2.6增加横向联系加固技术

近年来，桥梁加固施工中应用增加横向联系技术的较多，其加固原理是增设桥梁的横向联系，改变桥梁上部结构荷载横向分配情况，从而达到提高桥梁结构整体承载能力的一种加固技术。该技术可适用于T字型或工字型截面梁式桥，施工时常在相邻主梁之间增设现浇混凝土横梁以提高横向抗弯强度；条件允许时，还可增设钢横梁。该技术的不足是会对原桥梁结构造成不同程度的损伤，因此若桥梁内部配筋分布复杂的区域不宜采用该法，以免引发不必要的安全隐患。

2.7复合材料加固技术

复合材料（FRP）由纤维和网型树脂组成，常见的有E-玻璃纤维、碳纤维、劳伦纤维三种，其中碳纤维材料是市场上应用最为广泛的一种加固材料，加固时，以树脂类胶结为基体，将碳纤维布粘贴在混凝土结构表层，固化后具有高强度、高弹性模量，能够起到加强混凝土结构物荷载承受能力的目的。

2.8体外预应力加固技术

体外预应力加固技术是将预应力筋布置在主体结构外，一般在梁底或梁侧下部增设预应力加劲钢丝索（粗钢筋）补强，并分别固定在梁的两端，然后设置联结构件将其构成一个折架体系，从而起到抵消恒载应力，保护桥梁结构的目的。

2.9粘贴碳纤维增强塑料加固技术

碳纤维具有材质轻、强度高、耐腐蚀的特点，应用范围较广。该法的优点是不增加桥梁结构的自重和截面尺寸，对净空高度无影响，是哦概念股方便，对原结构的损失小，并且能根据实际情况进行多层粘贴补强，施工灵活方便；不足之处是弹性模量和强度比值较低，高温时（>60℃）会出现软化现象，因此无法应用于桥面加固。加固原理为：用树脂将碳纤维粘贴在混凝土结构受拉表面，待树脂固化后碳纤维和原结构形成新的受力整体，共同承担荷载，降低了钢筋应力，从而达到了加固补强的效果。

3桥梁加固技术的应用

本文以碳纤维加固技术的应用为例，对其施工中的相关事项进行分类介绍：

3.1材料介绍

根据以上介绍可知，碳纤维加固技术主要用到的材料是碳纤维材料和树脂材料。碳纤维材料一般为片材，其拉伸强度能达到2400-3400MPa之间，比普通的碳素钢（240MPa）拉伸强度更具优越性。碳纤维材料的弹性模量不同，按照其力学性能可分为高模量、高强度和中等模量三类，弹性模量较高的高模量碳纤维片材，其伸长率较低。碳纤维片材化学性质稳定，能耐酸碱盐及其他化学品的腐蚀，耐寒性和耐热性也较好。

树脂类材料包括底层涂料、油灰、浸渍树脂或粘结树脂。底层涂料用于渗透过混凝土表面，促进粘结；油灰用于填充待加固部位的空隙，已形成平整表面；浸渍树脂用于粘贴碳纤维布；粘结树脂用于粘贴碳纤维板。

3.2施工工艺

3.2.1基底处理

首先，根据桥梁故障情况确定粘贴碳纖维的范围，然后将砼构件表面的破损处、残缺处以及碳化层部分进行清洁处理，直至达到结构密实部位为止；检查钢筋外漏部分是否锈蚀，若有锈蚀应该除锈后再进行下一步操作。

其次，裂缝处理。对出现裂缝的部位应该进行修补处理，若裂缝宽度小于0.2mm，用环氧树脂涂刷表面即可；若裂缝宽度超过0.2mm，需要用环氧树脂灌缝。

再次，对构件进行打磨处理，将表面凸出部分进行修整，并确保段差的平顺度。一般可利用磨光机将棱角部分进行磨光处理，使之成为半径大于30mm的圆角。

最后，对打磨后的构件表面进行清洗，然后进行充分干燥。

3.2.2底层涂刷

首先，配置涂料。将主剂和固化剂按照比例称量后放入容器中，搅拌均匀待用；然后，用滚筒刷蘸取涂料将其均匀的涂刷在构件表面；最后，待涂料固化后，用砂纸进行磨光处理。在这一步操作时需要注意两点，一是配置涂料量不宜过多，应在规定时间内用完；二施工条件进行严格控制，当气温低于5℃、相对湿度大于85、砼表面含水率超过8时不宜施工。

3.2.3构件表面残缺修补

构件表面凹陷部位、段差或起拱引起的内角要用环氧腻子修复至表面平整、顺滑之后方可进行下一步操作。

3.2.4贴碳纤维片

碳纤维在运输、储存、裁切和粘贴过程中都要做好各项保护措施，防止弯折受损；贴片前用钢直尺和壁纸刀按规定进行切割，每段长度控制在6cm左右；碳纤维接头搭接长度至少为10cm，横向不需要搭接；按比例加入主剂和固化剂，配置树脂，用滚筒刷将配置好的树脂均匀的涂刷在贴片处；贴片时，将碳纤维片和树脂之间的空气赶尽，可用罗拉沿着纤维方向反复碾压，使树脂能充分的深入到碳纤维中。

3.2.5养护管理

碳纤维片粘贴完毕后，需要进行24h的自然氧化，才可达到初期固化。在初期固化阶段，一定要排除外界干扰因素。

3.2.6涂装

根据工程实际需要，可在树脂固化后加固补强，涂刷耐火涂层和色彩。

3.3碳纤维加固技术应用评价

碳纤维加固技术就其施工工艺、施工难度、加固效果而言具有一定的优势，尤其是对周边环境影响较小；但由于材料多为进口材料，因此技术的经济性较差。碳纤维加固技术作为一种新型的桥梁维修技术，在我国应用还未全面普及，需要结合工程实际不断探索和研究，以提高我国旧桥加固维修技术。同时，我国还应加快碳纤维类材料的研发进度，缩短与国外技术的差距，降低该技术应用成本。

4结语

随着社会的不断进步，现代交通运输速度和承载量越来越大，对交通运输基础配套设施提出了更高要求。为保证我国交通运输的安全性和稳定性，需要对早起的旧桥进行加固处理。加固处理技术种类较多，其中碳纤维加固技术作为一种新型技术，具有施工方便、影响小、加固效果好的特点，因此得到了广泛应用。

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