桥梁加固工程碳纤维加固补强施工技术

邹建光 胡永磊

摘 要：桥梁工程在服役一定周期后其结构质量的承载力就会不足，若不及时的进行加固处理则会导致桥梁坍塌等安全事故发生。基于此，为了提升桥梁工程的使用性能，本文结合实际，以碳纤维加固补强技术为研究背景，在阐述碳纤维加固补强技术应用优势的同时，对该技术的应用过程进行总结分析。

关键词：桥梁加固;碳纤维;加固补强;施工技术;应用

中图分类号：U445.72 文献标识码：A

0 引言

碳纤维布的主要优势就是性能非常强，在研发之初是应用到航空、航天、体育用品等行业内。随着我国制造领域的发展，先进科学技术的应用，碳纤维布已经全面的应用到隧道、桥梁等项目内。因为碳纤维布的刚度、强度、耐腐蚀性等都比较优越，施工也更加的方便，可以应用到承载性能要求较高的桥梁工程中，可以达到抗拉性、抗剪性、强度标准要求，所以桥梁加固施工会首先选择碳纤维布作为施工材料，而很多施工条件限制的情况下，碳纤维布的作用更加的明显，这也是人们深入研究该材料的主要原因。

1 碳纤维布应用到桥梁加固中的优势

1.1 自重增加小，不会影响外观结构

碳纤维布的材料是非常轻的，一般来说每平米的质量不足500 g，厚度在0.2 mm～0.3 mm之间，粘贴材料也比较轻，所以并不会给桥梁的自重增加过多，很多情况下其自重都不会计算在内。再有，通过碳纤维布可以对于某个位置进行重复粘贴施工，强度性能提升比较优越。在粘贴固定实施之后，因为涂料厚度比较小，还需要在表面涂刷一层涂料，从而可以提升整体性与美观性。

1.2 容易成型，各种形式的部件都可以使用

不规则的部件在补强施工的过程中，如果应用传统加固方式施工难度较高，通过碳纤维布能够适应不同规则、形状的应用，操作更加的方便与灵活，且成本比较低，可以适应多种不同条件下的应用。

1.3 施工方便，不会损坏结构

有些桥梁的加固施工存在较高的局限性，传统加固方式并不能进行局部的施工，而碳纤维布材料进行加固施工，可以适应不同结构与形状的需要，操作更加方便。碳纤维布在施工中，并不需要使用大型的机械设备、工器具等，操作更加便捷，所以不会占据较大的空间。一般情况下，碳纤维布的粘贴都会选择应用环氧树脂来进行，并不会对于桥梁的结构进行开凿施工，因此，不会影响整体结构的性能。

1.4 封闭混凝土裂缝

混凝土表面通过粘贴碳纤维布的方法完成加固处理，做好整个结构的封闭处理，提升综合性能，还能够有效的消除混凝土结构的变形问题，能够避免裂缝的问题，满足承载性能的需要，可以保证交通运行符合安全性、可靠性的要求。

1.5 耐腐性强

碳纤维布的性能非常好，属于复合材料的形式，自然环境不会给其造成比较大的腐蚀和影响，且还有非常高的耐热性能。在长期的运行中，除了能够承受水泥的碱性腐蚀所产生的影响，还能够在盐类腐蚀条件下延长使用寿命。因此，碳纤维布可以应用到多种条件中。

2 碳纤维布应用到桥梁加固的要点分析

2.1 搭设脚手架

施工流程为：场地平整——搭设支架——安装架板——施工——拆除支架。支架部分在实施中，首先需要按照设计方案准备充足施工才能制作支架结构;其次，支架设置应该保证连接部位交错设置，间隔1 m的位置其布置的各个接头不能超过1个;再次，支架达到稳定性、安全性的标准，所有立柱插入到地基内都要达到稳定性的要求;最后，支架施工应该由高水平的人员进行，拆除要自上到下逐步开展。

2.2 混凝土面打磨

施工流程为：放样——碳化层打磨——防尘——清洁。在该环节实施中，需要做好如下几个方面的工作：（1）放样范围内全部混凝土表面通过角磨机实施打磨作业施工，此时需要把表面存在的碳化层、水泥浆层等全部清理干净，一般打磨深度在2 mm～3 mm之间;（2）打磨工作结束后，保证没有任何旧面层结构，否则将会导致碳纤维布粘合的质量受到很大的影响;（3）毛刷进行整个表面的清理处理，保证不会存在粉尘等杂质，然后使用吹风机进行除灰处理;（4）最后应用丙酮进行全面的清洗处理。

2.3 涂抹找平胶

因为该技术在混凝土表面与碳纤维布只有在接触时会形成比较好的加固效果，如果混凝土结构存在错位、转角、尖锐形状等方面，会造成碳纤维布出现损坏的问题，导致结构强度下降，基面处理时就不能从根本上消除混凝土气孔、表面细小模板错位等情况。从这个方面出发，通过使用找平胶的方式进行找平处理即可。找平胶必须随着时间不能出现变形的问题，且操作比较方便。因此，普通环氧树脂的性能如果强度并不能达到这一要求，就不能应用环氧树脂材料进行施工。找平胶固化一般就是在干燥完成后可以实施二次检查，一旦有突出性的毛刺存在，需要应用砂纸开始打磨施工，同时应用找平胶进行找平处理，达到表面的质量标准要求。

2.4 涂刷底胶

在混凝土结构全部完成了抹平、清洗、干燥等焊接，需要使用设备在表面涂刷一层底层胶，厚度不能过大，此时可以使得整个结构的强度得到提升，同时也能够增强碳纤维布与混凝土结构的粘合性能。底层胶在设置时需要达到技术标准的要求，胶体达到均匀性的标准要求，提升粘贴质量水平。通过刷子、滚筒等开始找平处理，然后在混凝土表面自然风干。需要注意的是在底层胶水涂刷的过程中要控制好涂刷的厚度，保证后续的粘结能够处于水平状态从而将整体的性能提高。

2.5 粘贴碳纤维布

碳纤维布粘贴施工环节，需要应用树脂浸渍处理，从而可以使得粘性达到标准的要求，从而可以让碳纤维布稳定的粘贴到表面部位。碳纤维布在施工后开始碾压作业，树脂材料会逐步的侵入到结构中，保证结构的性能合格，可以有效的抵御外力的作用。因为浸渍后的树脂才能粘附性比较高，可以有效的预防碳纤维布在粘贴实施阶段的空洞、空隙等缺陷问题，还能够防止树脂材料出现滴淌的情况。在施工中，碳纤维布粘贴需要和混凝土结构保持较高的融合性，附着力需要达到标准要求，从而可以使得碳纤维布与混凝土粘附组合成为整体行动结构。如果施工现场需要接长处理，其长度应该达到15 cm以上，考慮到工程的现状做出必要调整。粘贴过程中，应该按照从上到下、从左到右的顺序开展进行，通过滚筒进行表面压紧处理，从而可以使得浸渍树脂与碳纤维布达到良好的结合效果，结合位置没有气泡存在。因为，桥梁项目通常应用的混凝土材料强度都会超过C15，为了使得粘贴材料的施工符合要求，应该做好粘贴性能检测，可以通过薄布多层粘贴的方式开展施工。弯曲的位置，碳纤维布的粘贴需要沿着轴向进行。在加固实施环节，需要使用胶进行逐层的涂抹施工，因为底层胶是直接涂刷到混凝土的表层，所以需要保证其他胶与底层胶有着较高的粘附性能，一般都是通过试验合格后才能投入施工。环境温度不足5℃，需要停止施工;一旦现场的相对湿度在70%以上，表面会有水雾的情况出现，工程质量难以满足标准要求，所以要停止作业施工。

2.6 罩面防护

碳纤维布粘贴施工全部结束后，应该在表面涂刷一层浸渍的树脂材料，在其全部达到干燥性的要求之后，再进行表面罩面胶的涂刷施工。罩面胶在太阳照射之下保持良好性能，还能够提升工程的外部美观性。

3 粘贴施工要求

碳纤维布进行表面加固施工，粘贴施工要求非常高，需要保证其表面的粘率达到标准的要求，所以其施工的下部混凝土强度必须在C15以上，并且加固之后的表面应该有较高性能的保护层结构，强度性能合格。如果表面有剥落、起皮、腐蚀、裂缝、碳化等严重的问题，需要先做好表面的修复处理工作，然后进行表面的打磨、清理处理，不能有任何浮尘等杂质，避免粘贴碳纤维布的施工效果比较差。粘贴碳纤维布的方式进行混凝土结构的加固施工，需要选择使用薄层多次粘结的施工方式，保障粘结材料经过完全的浸润处理，可以提升粘结施工的效果和质量。碳纤维布进行粘结加固施工，胶是逐层涂刷而形成的整体结构，混凝土结构表面只是涂刷一层底胶，所以不同种类的胶的粘结性是重点考虑的问题。从工程实际情况分析，相同的胶粘剂的粘结性能最好，不同类型的胶相容性需要经过试验验证才能投入到工程中使用。

4 结语

综上所述，碳纤维布应用到桥梁加固工程中有着非常好的效果，虽然该技术投入到工程中应用的时间比较短，但是已经显现出其明显的优势。因此，在我国运营时间较长的桥梁中通过应用碳纤维布加固方式，可以提升桥梁的加固施工效果，保证其短时间内就具备较高的性能，满足交通的运行需要，产生非常高的综合效益。

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