探讨碳纤维加固技术在危桥改造中的应用

丁海量

【摘要】在我国现有的桥梁工程当中，由于部分桥梁使用年限过长，设计荷载低，再加上交通流量日益增加，桥梁安全运行存在较大的安全隐患，因此必须要通过有效的加固处理技术来提高桥梁结构的承载力和稳定性。本文重点针对危桥改造工作展开了分析和研究，同时提出了碳纤维加固技术的具体应用方法，有效提高桥梁工程结构的整体安全性和稳定性。

【关键词】碳纤维;加固;改造

现阶段，随着我国基础交通设施建设速度不断加快，大量公路桥梁工程被不断建设起来，推动了我国国民经济的快速发展。但是由于交通运输产业的发展速度不断提升，很多大型的运输车辆不断增加，经常会出现各种超载超限问题，影响到了公路桥梁工程的整体安全性和稳定性。依照相关工作人员的调查分析，可以得出我国现有的危桥数量正在不断上涨，这些桥梁由于使用年限较长，很多设计荷载和结构的稳定性无法满足现有的交通运输量的服务要求，并且一些大型的超载车辆会直接加大桥梁结构的损坏程度，甚至会造成桥梁整体倒塌等事故。有关部门针对这一问题加以了高度重视，并且有效运用碳纤维加固技术，来对危桥工程进行有效的加固和改造，不断提高桥梁结构的整体稳定性，保证人们的日常出行安全，同时也对推动交通运输产业的长远稳定发展打下了良好的基础。

1、碳纤维加固方案中的特性分析

（1）在碳纤维加固技术的应用过程中，主要是使用碳纤维布，这种材料属于一种复合型材料，不存在屈服点或者是塑性区域，因此该材料的使用强度较高质量较轻，同时具有良好的耐腐蚀和耐疲劳性等方面的优势，所表现出的物理特性非常明显

（2）粘贴碳纤维布材料可以对桥梁工程结构，形成良好的约束力和应力作用效果，因此在一些桥梁支撑构件的加固施工过程中，通过碳纤维材料的有效使用，有效提高了桥梁结构的极限承载力，保证了桥梁结构的整体安全性和稳定性。

（3）碳纤维部的抗拉强度通常为3500MPa，弹性模量为235×10MPa，厚度范围在0.12～0.45mm。粘贴碳纤维布在具体的加固施工中，操作流程比较简便、工作周期较短，表现出了良好的施工经济效益。

2、工程实例分析

针对我国湖南省一处桥梁工程展开了分析和研究，该桥梁工程经过长时间的使用之后，整体的结构稳定性下降属于危桥类型。该桥梁工程下半部分通过片石混凝土作为扩大基础桥墩作为现浇实心混凝土，相关工作人员针对该桥梁结构进行检查过程中发现，桥梁的空心板底部出现了纵向裂缝问题，裂缝的宽度范围在0.2～0.4mm，并且桥梁的底部出现了多处混凝土块脱落、钢筋漏出以及产生锈蚀和渗水等问题。因此，相关工作单位决定对该桥梁进行有效的加固处理，采取了粘贴碳纤维加固技术来进行施工，有效提高整个桥梁工程结构的稳定性，具体如图1所示：

2.1基面施工

在基础面的处理工作中，首先需要清除空心板以上产生脱落的混凝土层，可以使用砂轮机对表面来进行彻底的清理和打磨，同时需要将产生错位和突出的部分进行充分磨平，转角的部位需要使用豆角来进行处理，然后使用钢丝刷将其表面出现松散的浮渣油污等进行彻底的清理，最后使用无水酒精对表面进行最后清理。清洁完成之后的混凝土表面需要保证充分的整洁和干燥，通过工作人员验收合格之后才可以进行后续的工程施工。

2.2裂缝修复

该工程桥梁的底部出现0.2～0.4mm宽度范围的裂缝问题，因此，必须要进行修复处理，工作单位通过实地考察之后，决定使用环氧树脂灌缝处理的方法。在正式开始修复之前，将破损的位置进行彻底的清理，然后对产生锈蚀的钢筋进行打磨，通过使用环氧树脂材料直接灌注到裂缝内部，因为桥梁的空心板底部出现凹凸不平的现象，因此需要对底部区域进行找平处理，对突出的部分使用砂轮来进行有效的打磨，同时使用TE材料来进行后续的找平工作，保证底部平面的平整程度。

2.3涂刷底胶

在基层涂刷胶水之前需要依照产品的具体使用标准以及施工工艺要求，有效配置底层的树脂胶，在施工过程中必须要对施工的时间、材料的使用量进行严格的控制，正常情况下在材料的配置过程中，需要以半小时作为一个时间单位，将涂刷材料一次性用完，如果超过时间不能继续进行使用必须要重新进行配置，有效保证材料的使用性能。在胶体的涂刷工作中需要保证横直均匀进行涂刷。为了有效保证底部刷胶的质量，在第一层涂胶刷完之后，需要等到自然风干之后再进行第二层的底胶涂刷，第二层底胶涂擦干燥完成之后，需要使用碳纤维布来进行后续的粘贴工作。

2.4粘贴碳纤维布

依照施工面的具体棉结大小，在粘贴布的表面上划出对应的粘贴位置，依照桥梁空心板的具体看度大小，确定纤维布粘贴过程中的具体尺寸。该地区的桥梁工程结构的桥面宽度为6m，人行横道的宽度为1.5×2，单孔的跨径大小为20m。在具体的下料粘贴工作中必须要考虑到塔接的具体长度和宽度大小，在每一段的长度大小上不能超过6m，通过5m作为基础的单位，并且在此基础之上在延长15cm的延展宽度，最终的下料长度大小设定为515m，施工宽度大小为100cm，如图2所示，具体的用料数量以当天的施工量作为标准。在碳纤维部的剪裁工作中，为了有效防止碳纤维部受到不良的损伤，需要在预先的设定位置上来进行剪切，需要从正中间位置开始操作，有效防止碳纤维部出现断头或者是脱丝等问题。

碳纤维布的粘贴工作中需要将树脂胶的主剂和固化剂，依照产品的配合比例来进行混合，装入到指定的容器当中进行充分搅拌，然后使用滚筒在施工面上进行均匀涂刷。同时还需要依照工程的具体施工要求，对施工区域表面的粗糙程度进行有效的判断。用滚筒直接将粘胶涂刷在混凝土构架的表面，使用压板去除多余的气泡，如果出现空隙需要及时的进行抹平。

2.5碳纖维布养护工作处理

碳纤维布粘贴完成之后的90分钟，需要使用滚筒来均匀涂刷树脂。在树脂材料的使用量上需要进行有效的控制，在涂刷过程中如果发现碳纤维布的表面出现空鼓等问题需要及时的进行修复。碳纤维布在暂停完成之后的24小时，才可以达到初步的固化效果，在此期间不能受到外部环境因素的干扰，包含温度雨水等。树脂材料在固化过程中会直接受到外部环境气温的影响，当气温较低的情况下需要使用低温固化树脂来进行施工。最佳的温度条件需要控制在10℃以上，固化的具体时间需要在1～2周范围内才可以完全固化，在此过程中需要充分做好相关的防护工作措施，要有效避免粘贴完成之后的碳纤维部受到外物剐蹭或者是冲击等影响。

结语：

综上所述，碳纤维加固技术在危桥改造工作中的运用效果非常明显，可以有效提高桥梁工程结构的整体稳定性，并且在施工过程中的整个操作流程相对比较简单，降低了施工人员的劳动强度，整体的施工经济效益非常明显，在未来的发展过程中将会有更加广泛的应用。

参考文献：

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