混凝土桥梁施工中预应力CFRP板的应用

李凤琼

【摘要】受外界环境的影响，桥梁结构在长期荷载的作用下无法避免的会出现各种病害，其工作性能也会出现下降，对桥梁的运营也就埋下了安全隐患。因此，对于存在安全隐患的桥梁，我们应该加强养护，必要的时候需要对其进行加固处理。预应力CFRP板加固是一种比较前言的加固技术，可应用的范围较广，对于各种受力混凝土结构均可采用。文章对其施工工艺是施工方法进行了分析。

【关键词】桥梁；施工；预应力CFRP板；加固技术

1、预应力CFRP 板加固的意义

1.1保证交通的正常进行

随着我国经济水平的大幅度提升，我国的交通水平也得到了很大程度的发展，因此，桥梁的承重量和负载量也随之越来越大。同时随着外界条件的恶化，例如空气酸碱度、空气湿度、土地酸碱度、自然灾害等因素的干扰，桥梁开始越来越频繁地产生了病害，无法满足正常工作的最低标准。另外，还有一部分桥梁涉及到公路网络升级，升级后的路网对桥梁结构承载力提出了新的要求，原有桥梁结构已经无法满足，需要对其进行加固处理。而预应力加固技术在桥梁建设中的应用能够很好地保证了桥梁的正常使用，并使得交通得以正常的进行。

1.2能够带来经济效益

对于已经无法达到正常工作最低标准的桥梁，如果拆了重建不仅会浪费很多时间和精力，对当地的交通运行会造成很大的影响，同时还需要投入巨额的资金，因此，很多国家都对损坏的桥梁毫不吝啬地投入大量的人力、财力、物力等来保证桥梁的正常使用，同时，大量的相关科研人员也将如何加强桥梁牢固程度作为研究的重点课题。由此可见预应力加固技术在桥梁建设中的应用能够提升桥梁的牢固程度，能够为人们带来极大的社会效益与经济效益。

2、预应力CFRP板加固施工工艺

预应力CFRP板加固结构的施工工艺与其所采用的张拉和锚固设备及施工环境等有着重要的联系。CFRP板的张拉系统由锚具、力传感器、油压泵及液压千斤顶组成，施工步骤为：

（1）基面處理：对于梁底出现钢筋外露的部分，首先应该对钢筋进行除锈处理，再用砂浆对其修补；对于出现裂缝的部分，采用砂浆对其进行填补和抹平；对于梁底出现破损的地方，也应该采取相应措施对其进行修补，确保粘贴区的基面平整。

（2）安装CFRP板锚具及张拉机具：在固定端预先开槽，槽口体积略大于锚具体积；然后在张拉端和固定端安装化学锚拴，再在方槽内填入环氧胶泥，应注意锚具与槽底间填充密实，无空洞；待化学螺栓达到设计强度后固定锚具，其上表面与基面平齐。

（3）CFRP板黏胶：在CFRP板粘贴面及基面涂抹CFRP板专用胶黏剂，使CFRP板中间部位厚度较两侧略大，以便于粘胶剂受压后往两侧挤出，保证粘结面密实。在环氧胶泥固化前，安放液压千斤顶，张拉CFRP板至设计控制应力。

（4）将CFRP板锚固于两端的锚具上：在固定端将CFRP锚固并连同锚定于梁体，在张拉端将CFRP锚固并连同锚定于滑杆，以满足张拉时的位移要求。在进行张拉前，应该对锚固的情况进行仔细检查，确保没有任何后，方可进行张拉，在张拉的过程中，应该观察CFRP板的情况，避免张拉到预定值之前出现损坏，张拉完成后，应该将千斤顶撤出，再拆除张拉机具。

（5）电辅加热：在温度较低的情况进行施工，为了确保化学黏剂的固化温度满足要求，应该采取电辅加热，确保在粘贴的过程中化学胶黏剂能够充分发挥自身的性能。

（6）CFRP板及锚具的防护：预应力CFRP板加固后，对CFRP 板及锚具喷射20mm厚水泥砂浆防护层，或涂刷封闭剂。防护完毕，施工顺利完成。

3、工程案例

某桥全长73m，上部结构为3m×23m钢筋混凝土T型简支梁，下部结构为扩大基础实体墩、重力式桥台。桥面宽度：净-10+2×0.5，横桥向由5片T梁组成。老桥荷载等级为汽-15级、挂车-80级。

目前，桥梁的交通量较大，超过了桥梁原来的设计值，而且桥梁也出现了各种病害，桥梁出现了裂缝，桥梁梁支点出现了混凝土开裂，部分钢筋裸露在外，并且有些已经被腐蚀，这些破坏都对桥梁的安全运营埋下了隐患。但是如果重新建设一座同类型的简支桥，不仅投资大，工期长，还会对行人和车辆的正常通行造成较大影响。因此，在这种情况下，对该桥使用预应力CFRP板架构工艺进行维修加固，加固费用较低，工期较短，仅需两三个月，并且在加固的过程中不会影响到该桥的正常运营。在对该桥维修加固1年以后，应该对该桥梁进行性能检测，首先观察外观是否出现病害，再采用动静态试验检验桥梁内部结构的性能，评定此加固技术的效果。

上文已提到该桥为等跨简支桥梁，因篇幅有限，在下文只选取中跨部分（1#～5#主梁）对其进行分析研究。通过对加载后的跨中挠度进行对比分析，1#加固前后比值为0.73，2#为0.69，3#为0.73，4#为0.68，5#为0.71，由此可见，加载后的跨中挠度明显小于加载前，实测最大跨中挠度为6.04mm，远小于规范所规定的容许挠度值，这说明加固效果明显。我们也从中发现，加固过程中不影响桥梁的正常通行，而且提高了桥梁的承载力，达到了预期的效果，取得了良好的经济和社会效益。

4、结论

作为一种新兴的加固技术，预应力CFRP板加固技术已经得到了国内外工程界的应用和认可。笔者根据以往的工作经验和对预应力CFRP板加固技术的了解，总结了CFRP板加固技术加固的施工工艺，并将其应用到实际案例中。文章主要得出了以下结论：预应力CFRP板加固技术的应用节省了工程材料，降低了工程造价，缩短了工期，将对交通正常运行的影响降到了最低；本文对预应力CFRP板加固技术的介绍以及在实际案例中的应用，得出CFRP板加固技术的应用优势，以供类似工程的施工参考和借鉴。

参考文献

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