浅析碳纤维加固技术在桥梁结构施工中的应用

毛改娟

摘 要：随着国民经济的发展速度不断加快，对于各项基础设施建设的投入力度也在逐渐的增大。尤其是桥梁工程的建设，有效的衔接了区域间经济的发展，为交通运输以及日常出行提供了极大的便利，但是随着交通量的不断增大，桥梁投入运营之后所承担的荷载压力也不断的增加。因此需要根据桥梁工程的实际情况来对桥梁的结构进行加固，保证桥梁工程使用的安全性能。其中碳纤维加固技术是在桥梁加固中应用较为广泛的施工技术，本文以碳纤維加固的原理为切入点，详细的分析了该项技术的施工流程，探寻加强质量控制的有效措施，以期为具体的施工操作行为提供指导。

关键词：碳纤维加固技术；桥梁施工；质量控制措施

中图分类号：U442 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）12-0104-02

在桥梁工程投入运营之后，由于受到设计使用年限以及车辆碾压的作用，会出现桥梁承载能力不足的问题，对行驶的车辆造成了一定的安全威胁。或者有些桥梁的由于修建的时间相对来说比较早，其所设计荷载标准低，再加上施工技术和材料的限制，导致其逐渐无法满足现阶段交通量的需求，且在桥梁使用的过程中存在不同程度的老化现象，使其使用年限受到影响。这就要求采取相应的措施对桥梁工程进行加固以及养护，这样不仅能够保证车辆行驶的安全性能，也能够有效的延长其施工年限。碳纤维加固技术中所采用的材料具有强度大、抗拉性能良好等优势，广泛的应用在桥梁结构的加固中。在应用这项技术时需要严格按照相应的流程进行施工，保证加固的质量能够满足车辆通行的需求。

1 工程案例

某大桥工程全长为753m，主要分为引桥和主桥两个部分，其中引桥的跨径为26m，设计为混凝土T形梁，由于投入运营使用的年限相对比较长，在修建时设计的荷载等级逐渐无法满足车辆通行的需求，经过长期车辆的碾压以及外界自然因素的影响，在在引桥部分表面出现裂缝的现象，经过施工人员对现场的勘测，主梁跨中处的裂缝分布相对较多，裂缝之间的距离多在0.2—0.6m之间，在引桥的支座部分也有不同程度的老化、剪切变形的问题。因引桥的抗拉力强度存在不足之处，经由技术人员研究决定采用碳纤维加固技术进行施工。施工单位在充分考虑施工工期的基础上，对具体的施工行为进行部署，确保碳纤维加固施工的质量得到标准要求。

2 碳纤维加固技术在桥梁结构施工中的应用分析

2.1 施工前准备工作

2.1.1 施工材料准备

在碳纤维加固技术应用的过程中需要用到碳纤维布、底胶等施工材料，这对加固施工的质量有着重要的影响。因此在进行施工材料准备之前，施工单位应对桥梁结构进行实地勘测，确定所需材料的规格和数量，保证其强度和性能满足施工得要求。所选用的材料在进入施工现场之后，应由专门的技术人员对其进行检测，确保材料的各项指标能够达到施工的技术标准。在碳纤维布粘贴时，为了保证与混凝土构件牢固的结合在一起，还需要良好的底胶材料，必须检测所选用底胶材料的质量，其主要性能指标如表1所示。如果检测出来底胶的指标达不到标准要求，需要及时进行更换，避免影响碳纤维粘贴的牢固程度。

2.1.2 脚手架进场绑扎

在桥梁工程加固施工的过程中，一般施工的空间相对较大，为了保证工程施工的安全，所以需要按照方案设计的要求进行脚手架的搭设绑扎工作。在脚手架进入施工现场之后，需要对其垂直度和稳定性进行检测，避免在运输的过程中出现脚手架变形的问题。在架手架搭设的过程中需要保证绑扎的牢固程度。待脚手架安装完成之后，对碳纤维粘贴的位置进行测量和标记，为具体的施工行为提供参考和标准。

2.2 混凝土构件表面处理

在具体的施工之前，对混凝土构件表面的处理能够保证碳纤维布能够与表层牢固粘接在一起。首先需要对混凝土构件的表面进行检测，混凝土表面存在的麻面、腐蚀等残缺部分及时处理，并采取措施进行整平工作。其次是对外漏钢筋的处理，锈皮或者锈块的现象必须清理干净，如果由于锈蚀严重致使钢筋出现断裂的现象，就需要采取焊接的措施，在此过程中需要遵循等强度的原则。另外是对混凝土构件表面裂缝的处理，根据不同的裂缝宽度来确定相应的处理措施，裂缝宽度小于0.2mm时，使用环氧树脂在裂缝表层涂抹均匀即可，当大于0.2mm时就需要进行灌缝处理。待混泥土构件表面的破损病害处理完成之后进行打磨平整工作，避免存在过于突出的棱角部位，影响碳纤维布粘贴的质量，随后采用高压水枪将混凝土构建表面的浮土清理干净。

2.3 底层涂料刷涂

按照施工方案中设计的配合比例来配置底层涂料，确保主剂和固化剂的使用量达到标准，一般需要对其称量之后再放入搅拌容器内进行低速旋转，使底层涂料处于均匀的状态。为了保证底层涂料的性能，在搅拌的过程中不能使用溶剂，这样会使底层涂料的粘结能力受到影响。

2.4 碳纤维布粘贴

在粘贴碳纤维布的运输、截切的过程中禁止将材料弯折，避免出现碳纤维受损的情况。在粘贴之前应保证混凝土构件的含水率满足施工的要求，当施工现场的相对湿度超过85%时不能开展施工作业。根据粘贴位置的尺寸用切断器截取相应的碳纤维布，为了防止切口处出现不平整或者脱丝的问题，在裁剪之前可将宽胶带粘贴在相应的位置上，纵向搭接保持10cm以上的搭接部位。按照施工方案设计的要求进行碳纤维布的粘贴施工。

2.5 养护与表面涂装

在碳纤维加固技术应用的过程中，为了保证初期固化的质量，一般需要24h的自然养护。塑料薄膜覆盖在工作面上，避免树脂固化阶段受到雨水或者风沙对表层的侵袭。温度因素对树脂固化的质量有着重要的影响，当施工现场的温度低于5℃时，需要采取一定的处理措施，根据具体的温度条件确定养护时间。待树脂固化初期固化完成之后，在碳纤维布的表面根据相关的标准涂刷常规涂料，若桥梁工程在防火性能方面的要求较高，还需加设耐火涂层。

3 碳纤维碳纤维加固技术施工的质量控制措施

3.1 注重原材料的存放与管理

原材料对于碳纤维加固技术的施工质量有着重要的影响，在施工中所用的底膠、片材等各项原材料在使用之前都需要进行质量检测，确保各项指标能够满足桥梁工程补强的要求。在碳纤维布卷材存放的过程中，禁止出现弯折的现象，使得碳纤维受到损伤。做好存放地的防水和排水设施，避免外界天气的因素造成材料出现质变的问题。搅拌设备、滚筒刷等在施工中所需的工具，在使用完毕之后需及时清洗，树脂、涂料等不得残留在施工器具上。

3.2 加强基层处理工作

如果在施工的过程中基层处理不到位，会影响碳纤维材料与混凝土构件之间的粘结性，所以必须加以重视。按照技术标准的规定详细检测混凝土构件表面的情况，将所存在病害和破损现象处理干净，对于突出的结构物及时进行打磨修复，若在构件表面存在裂缝，还需要将其抹平或者采取灌缝的处理方式。最后保证构件表面的平整，不存在棱角或者坑外现象。

3.3 碳纤维布粘贴的质量控制

搅拌完成的底层涂料应在规定的时间内使用，禁止将超时的搅拌料应用在施工之中。采用滚筒将底层涂料均匀的刷涂在混凝土构件的表层，待指触干燥之后方可进行下一个工序的施工。在进行碳纤维布粘贴时，必须保证材料与混凝土构件紧密的结合在一起，采用专用工具滚压碳纤维布，将粘贴层中多余的空气排出。碳纤维布粘贴完成之后，上涂一层树脂材料，以增加碳纤维布粘贴的牢固性。每层的搭接部位不能处在同一水平线上，这样增加施工面层的不稳定性，至少保持50cm的范围。施工现场的温度也是影响碳纤维布粘结的重要因素，应严格按照相关的技术标准，当温度不满足施工条件时应暂停施工或者是采取处理措施。待树脂材料完全固结时进行空鼓检查，及时发现粘贴不到位的施工部分，并及时采取相应的处理措施。

4 结语

综上所示，通过对碳纤维加固技术的施工工艺进行深入分析，探寻了提高桥梁工程安全性能的有效措施。桥梁工程作为基础设施建设的重要组成部分，在国民经济的发展过程中发挥了重要的作用，但是随着交通压力的增大，在桥梁工程的使用过程中也存在着一些不稳定因素，所以需要对其进行加固和养护工作。碳纤维加固技术的应用能够有效的提高桥梁工程的承载能力，以满足经济发展的需求。

参考文献

[1]郑卫华，邓超.粘贴碳纤维布加固技术在桥梁维修加固中的应用[J].黑龙江交通科技，2013（12）.