桥梁加固工程碳纤维加固补强施工技术

阮杰武

摘 要：桥梁在投运一段时间之后，承载力会出现明显下降，桥梁加固处理可以改善桥梁结构承载力不足的情况。碳纤维加固补强技术，在桥梁的加固工程中具有很大优势。因其材料本身的特性，是一种非常适用的桥梁加固材料。本文将对碳纤维在桥梁加固工程中的补强施工技术进行分析。

关键词：桥梁加固;施工技术;碳纤维加固

0 引言

碳纤维作为一种加固材料，具有其独特的性质，在加固工程中应用较为广泛。应用广泛和原料供给市场的成熟，使得碳纤维的价格逐渐下降。所以，在工程加固领域，碳纤维从材料特性和投资两个方面凸显优势。碳纤维的刚度、强度以及其耐腐蚀的程度都非常适用于工程领域，本身质量较轻，也使得施工过程难度更低。通过碳纤维加固的结构，可以满足承载力提升的要求，杆件结构等也满足相关的力学性能和要求。所以，碳纤维加固补强技术在加固工程中具有很大的发展前景。

1 碳纤维材料的特点

1.1 强度高

碳纤维具有较高的强度，具有与钢材相近的弹性模量。在桥梁加固过程中，可以充分利用其高强度的特点，提高砼构件的抗拉强度，改善构件的受力情况，达到加固要求。

1.2 耐久性好

碳纤维材料主要的化学成分为碳，所以，拥有碳元素化学性质稳定的特点，在酸、碱、盐等环境中不宜被腐蚀。使用碳纤维加固后的工程结构具有较好的耐久性，与使用钢材进行加固的方法相比，可以节省防腐、防锈蚀等方面的施工工序，同时，降低后期维护中人力成本和材料成本的投入。

1.3 膨胀性小

材料受到热胀冷缩的影响越大，结构的稳定程度就越差。在加固工程中，受温度影响越大的材料，越容易引起脱落和开裂等情况。碳纤维在温度变化剧烈的环境中，稳定性占优，与其他材料相比，受到温度的影响时几乎不发生形变，这一特性是非常突出的。

1.4 施工难度低

使用碳纤维进行桥梁工程加固的施工过程中，一般不需要使用大型设备，所以，需要的现场施工工作面积比较小。同时，碳纤维具有较好的柔性，可以根据加固需求进行裁剪。施工难度的下降，有利于提高施工现场的工作效率。

1.5 施工质量好

碳纤维加固技术只要是通过修补、粘贴来实现的，根据有关的资料显示，碳纤维加固粘贴的有效率可以达到95%以上。

1.6 质量轻

碳纤维材料的质量较小，且在加固工程中使用的碳纤维片厚度也较小，所以，经过加固后的桥梁构件等不会对原有受力结构有额外的承压要求，几乎不影响原有结构的受力情况。

2 碳纤维加固技术

碳纤维因其自身的材料稳定特性被广泛地应用在桥梁加固与补强工程中，碳纤维加固补强法可以提高桥梁的承载力，特别地，当桥梁下方的空间有限时，碳纤维加固补强法更是理想的选择。目前，一般选择粘贴碳纤维到建筑构件的表面，来加固和补强结构。

碳纤维加固补强技术中对于碳纤维材料的处理方法有很多种，其中包括了对混凝土表面的加固补强，建筑构件断截面修复以及混凝土表面维护、底层涂料维护等。桥梁表面经过长期的风蚀日晒以及雨雪浇淋等作用会产生腐蚀现象，在使用过程中往来荷载的碾压作用也会对表面产生影响。在桥梁加固和补强的处理中，需要对桥梁需要加固和补强部位的表面进行相应的处理，避免因表层腐蚀、脱落等问题引起连接的不稳定。施工过程中，利用施工机械将表层发生剥落、风化等问题的混凝土进行清除，做好清洁、冲洗、干燥等工作后，才可以进行碳纤维粘结的工序。在出现裂缝的部位，一般预先使用环氧树脂修复。但是，如果裂缝部位出现渗水、漏水的现象，需要先对漏水进行处理，再使用环氧树脂修复。

桥梁的桥面在长时间的车辆碾压过程中，表面混凝土会出现松动脱落现象，致使桥面凹凸不平。这时的桥面已经出现了损坏，需要及时地进行修复和加强。及时的处理，可以有效避免破坏蔓延。在混凝土表面进行修复加强之前，需要对表面进行处理，如上文所述。对坑洼和裂缝等位置使用环氧树脂填补。在施工过程中，需要注意环境温度和天气情况。在温度小于5℃、降雨天气或者其他极端天气时，不宜进行施工。同时，施工现场的空气要保持通畅，施工人员也要做好安全防护。

3 桥梁加固工程中碳纤维加固补强技术的应用

如上文所述，碳纤维材料的质量较轻，有利于桥梁维修时的施工方便，不仅不需要额外施工设备，也不会对原有结构造成影响，这些都为碳纤维在桥梁加固工程中的广泛使用奠定了基础。在一般的老化桥面混凝土加固工程中，需要根据实际情况，对使用加固和补强的技术以及方式、方法等进行选择。在目前的国内实际工程中，综合法为最常用的方法。

综合法，首先需要对需要加固的构件所处的区位环境以及构件本身、结构受力等情况进行检测。通过信息的提取，结合碳纤维材料的特征，选择合适的技术手段，进行碳纤维的粘结，最后可以使用环氧树脂进行灌封。

我国目前的碳纤维加固补强技术的研究刚刚起步，同世界碳纤维加固补强技术的理论研究、技术研究等，都存在一定的差距。我国的碳纤维加固补强技术中使用的材料，主要还是依赖于进口，所以，直至目前为止，碳纤维加固补强技术主要还是在桥梁加固工程中使用。

我国桥梁工程基数大，新增项目也较多。所以，对于研究实验、数据等的获取来说，我国国内的工程领域拥有更大的潜力。根据以往的工程經验，碳纤维加固补强技术指导手册和有关标准的建立是十分有必要的。可以增强碳纤维加固补强技术的系统性和指导性，使这种技术的发展更专业化。碳纤维的材料本身的特性决定了碳纤维加固补强技术应用的可能，所以，从材料方面自给自足是碳纤维带来综合效益和社会效益的关键。

4 结语

综上所述，我国的碳纤维相关技术的研究和发展还处在初级阶段，碳纤维加固补强技术的成熟需要更多的从业人员共同努力。在施工过程中的有效指导，以及施工技术操作的规范化，是碳纤维加固补强技术取得长足发展的保证。此外，材料的自有化生产，是碳纤维加固补强技术在我国工程中得到广泛使用的关键。

参考文献：

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