淺析碳纖維加固技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用

毛改娟

摘 要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度不斷加快，對(duì)于各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入力度也在逐漸的增大。尤其是橋梁工程的建設(shè)，有效的銜接了區(qū)域間經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為交通運(yùn)輸以及日常出行提供了極大的便利，但是隨著交通量的不斷增大，橋梁投入運(yùn)營(yíng)之后所承擔(dān)的荷載壓力也不斷的增加。因此需要根據(jù)橋梁工程的實(shí)際情況來(lái)對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，保證橋梁工程使用的安全性能。其中碳纖維加固技術(shù)是在橋梁加固中應(yīng)用較為廣泛的施工技術(shù)，本文以碳纖維加固的原理為切入點(diǎn)，詳細(xì)的分析了該項(xiàng)技術(shù)的施工流程，探尋加強(qiáng)質(zhì)量控制的有效措施，以期為具體的施工操作行為提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：碳纖維加固技術(shù)；橋梁施工；質(zhì)量控制措施

中圖分類號(hào)：U442 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）12-0104-02

在橋梁工程投入運(yùn)營(yíng)之后，由于受到設(shè)計(jì)使用年限以及車輛碾壓的作用，會(huì)出現(xiàn)橋梁承載能力不足的問題，對(duì)行駛的車輛造成了一定的安全威脅?；蛘哂行蛄旱挠捎谛藿ǖ臅r(shí)間相對(duì)來(lái)說(shuō)比較早，其所設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低，再加上施工技術(shù)和材料的限制，導(dǎo)致其逐漸無(wú)法滿足現(xiàn)階段交通量的需求，且在橋梁使用的過程中存在不同程度的老化現(xiàn)象，使其使用年限受到影響。這就要求采取相應(yīng)的措施對(duì)橋梁工程進(jìn)行加固以及養(yǎng)護(hù)，這樣不僅能夠保證車輛行駛的安全性能，也能夠有效的延長(zhǎng)其施工年限。碳纖維加固技術(shù)中所采用的材料具有強(qiáng)度大、抗拉性能良好等優(yōu)勢(shì)，廣泛的應(yīng)用在橋梁結(jié)構(gòu)的加固中。在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)時(shí)需要嚴(yán)格按照相應(yīng)的流程進(jìn)行施工，保證加固的質(zhì)量能夠滿足車輛通行的需求。

1 工程案例

某大橋工程全長(zhǎng)為753m，主要分為引橋和主橋兩個(gè)部分，其中引橋的跨徑為26m，設(shè)計(jì)為混凝土T形梁，由于投入運(yùn)營(yíng)使用的年限相對(duì)比較長(zhǎng)，在修建時(shí)設(shè)計(jì)的荷載等級(jí)逐漸無(wú)法滿足車輛通行的需求，經(jīng)過長(zhǎng)期車輛的碾壓以及外界自然因素的影響，在在引橋部分表面出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，經(jīng)過施工人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的勘測(cè)，主梁跨中處的裂縫分布相對(duì)較多，裂縫之間的距離多在0.2—0.6m之間，在引橋的支座部分也有不同程度的老化、剪切變形的問題。因引橋的抗拉力強(qiáng)度存在不足之處，經(jīng)由技術(shù)人員研究決定采用碳纖維加固技術(shù)進(jìn)行施工。施工單位在充分考慮施工工期的基礎(chǔ)上，對(duì)具體的施工行為進(jìn)行部署，確保碳纖維加固施工的質(zhì)量得到標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 碳纖維加固技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)施工中的應(yīng)用分析

2.1 施工前準(zhǔn)備工作

2.1.1 施工材料準(zhǔn)備

在碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用的過程中需要用到碳纖維布、底膠等施工材料，這對(duì)加固施工的質(zhì)量有著重要的影響。因此在進(jìn)行施工材料準(zhǔn)備之前，施工單位應(yīng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，確定所需材料的規(guī)格和數(shù)量，保證其強(qiáng)度和性能滿足施工得要求。所選用的材料在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)之后，應(yīng)由專門的技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，確保材料的各項(xiàng)指標(biāo)能夠達(dá)到施工的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在碳纖維布粘貼時(shí)，為了保證與混凝土構(gòu)件牢固的結(jié)合在一起，還需要良好的底膠材料，必須檢測(cè)所選用底膠材料的質(zhì)量，其主要性能指標(biāo)如表1所示。如果檢測(cè)出來(lái)底膠的指標(biāo)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，需要及時(shí)進(jìn)行更換，避免影響碳纖維粘貼的牢固程度。

2.1.2 腳手架進(jìn)場(chǎng)綁扎

在橋梁工程加固施工的過程中，一般施工的空間相對(duì)較大，為了保證工程施工的安全，所以需要按照方案設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行腳手架的搭設(shè)綁扎工作。在腳手架進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)之后，需要對(duì)其垂直度和穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè)，避免在運(yùn)輸?shù)倪^程中出現(xiàn)腳手架變形的問題。在架手架搭設(shè)的過程中需要保證綁扎的牢固程度。待腳手架安裝完成之后，對(duì)碳纖維粘貼的位置進(jìn)行測(cè)量和標(biāo)記，為具體的施工行為提供參考和標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 混凝土構(gòu)件表面處理

在具體的施工之前，對(duì)混凝土構(gòu)件表面的處理能夠保證碳纖維布能夠與表層牢固粘接在一起。首先需要對(duì)混凝土構(gòu)件的表面進(jìn)行檢測(cè)，混凝土表面存在的麻面、腐蝕等殘缺部分及時(shí)處理，并采取措施進(jìn)行整平工作。其次是對(duì)外漏鋼筋的處理，銹皮或者銹塊的現(xiàn)象必須清理干凈，如果由于銹蝕嚴(yán)重致使鋼筋出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象，就需要采取焊接的措施，在此過程中需要遵循等強(qiáng)度的原則。另外是對(duì)混凝土構(gòu)件表面裂縫的處理，根據(jù)不同的裂縫寬度來(lái)確定相應(yīng)的處理措施，裂縫寬度小于0.2mm時(shí)，使用環(huán)氧樹脂在裂縫表層涂抹均勻即可，當(dāng)大于0.2mm時(shí)就需要進(jìn)行灌縫處理。待混泥土構(gòu)件表面的破損病害處理完成之后進(jìn)行打磨平整工作，避免存在過于突出的棱角部位，影響碳纖維布粘貼的質(zhì)量，隨后采用高壓水槍將混凝土構(gòu)建表面的浮土清理干凈。

2.3 底層涂料刷涂

按照施工方案中設(shè)計(jì)的配合比例來(lái)配置底層涂料，確保主劑和固化劑的使用量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，一般需要對(duì)其稱量之后再放入攪拌容器內(nèi)進(jìn)行低速旋轉(zhuǎn)，使底層涂料處于均勻的狀態(tài)。為了保證底層涂料的性能，在攪拌的過程中不能使用溶劑，這樣會(huì)使底層涂料的粘結(jié)能力受到影響。

2.4 碳纖維布粘貼

在粘貼碳纖維布的運(yùn)輸、截切的過程中禁止將材料彎折，避免出現(xiàn)碳纖維受損的情況。在粘貼之前應(yīng)保證混凝土構(gòu)件的含水率滿足施工的要求，當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)的相對(duì)濕度超過85%時(shí)不能開展施工作業(yè)。根據(jù)粘貼位置的尺寸用切斷器截取相應(yīng)的碳纖維布，為了防止切口處出現(xiàn)不平整或者脫絲的問題，在裁剪之前可將寬膠帶粘貼在相應(yīng)的位置上，縱向搭接保持10cm以上的搭接部位。按照施工方案設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行碳纖維布的粘貼施工。

2.5 養(yǎng)護(hù)與表面涂裝

在碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用的過程中，為了保證初期固化的質(zhì)量，一般需要24h的自然養(yǎng)護(hù)。塑料薄膜覆蓋在工作面上，避免樹脂固化階段受到雨水或者風(fēng)沙對(duì)表層的侵襲。溫度因素對(duì)樹脂固化的質(zhì)量有著重要的影響，當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度低于5℃時(shí)，需要采取一定的處理措施，根據(jù)具體的溫度條件確定養(yǎng)護(hù)時(shí)間。待樹脂固化初期固化完成之后，在碳纖維布的表面根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)涂刷常規(guī)涂料，若橋梁工程在防火性能方面的要求較高，還需加設(shè)耐火涂層。

3 碳纖維碳纖維加固技術(shù)施工的質(zhì)量控制措施

3.1 注重原材料的存放與管理

原材料對(duì)于碳纖維加固技術(shù)的施工質(zhì)量有著重要的影響，在施工中所用的底膠、片材等各項(xiàng)原材料在使用之前都需要進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，確保各項(xiàng)指標(biāo)能夠滿足橋梁工程補(bǔ)強(qiáng)的要求。在碳纖維布卷材存放的過程中，禁止出現(xiàn)彎折的現(xiàn)象，使得碳纖維受到損傷。做好存放地的防水和排水設(shè)施，避免外界天氣的因素造成材料出現(xiàn)質(zhì)變的問題。攪拌設(shè)備、滾筒刷等在施工中所需的工具，在使用完畢之后需及時(shí)清洗，樹脂、涂料等不得殘留在施工器具上。

3.2 加強(qiáng)基層處理工作

如果在施工的過程中基層處理不到位，會(huì)影響碳纖維材料與混凝土構(gòu)件之間的粘結(jié)性，所以必須加以重視。按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定詳細(xì)檢測(cè)混凝土構(gòu)件表面的情況，將所存在病害和破損現(xiàn)象處理干凈，對(duì)于突出的結(jié)構(gòu)物及時(shí)進(jìn)行打磨修復(fù)，若在構(gòu)件表面存在裂縫，還需要將其抹平或者采取灌縫的處理方式。最后保證構(gòu)件表面的平整，不存在棱角或者坑外現(xiàn)象。

3.3 碳纖維布粘貼的質(zhì)量控制

攪拌完成的底層涂料應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)使用，禁止將超時(shí)的攪拌料應(yīng)用在施工之中。采用滾筒將底層涂料均勻的刷涂在混凝土構(gòu)件的表層，待指觸干燥之后方可進(jìn)行下一個(gè)工序的施工。在進(jìn)行碳纖維布粘貼時(shí)，必須保證材料與混凝土構(gòu)件緊密的結(jié)合在一起，采用專用工具滾壓碳纖維布，將粘貼層中多余的空氣排出。碳纖維布粘貼完成之后，上涂一層樹脂材料，以增加碳纖維布粘貼的牢固性。每層的搭接部位不能處在同一水平線上，這樣增加施工面層的不穩(wěn)定性，至少保持50cm的范圍。施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度也是影響碳纖維布粘結(jié)的重要因素，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)溫度不滿足施工條件時(shí)應(yīng)暫停施工或者是采取處理措施。待樹脂材料完全固結(jié)時(shí)進(jìn)行空鼓檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)粘貼不到位的施工部分，并及時(shí)采取相應(yīng)的處理措施。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所示，通過對(duì)碳纖維加固技術(shù)的施工工藝進(jìn)行深入分析，探尋了提高橋梁工程安全性能的有效措施。橋梁工程作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中發(fā)揮了重要的作用，但是隨著交通壓力的增大，在橋梁工程的使用過程中也存在著一些不穩(wěn)定因素，所以需要對(duì)其進(jìn)行加固和養(yǎng)護(hù)工作。碳纖維加固技術(shù)的應(yīng)用能夠有效的提高橋梁工程的承載能力，以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭衛(wèi)華，鄧超.粘貼碳纖維布加固技術(shù)在橋梁維修加固中的應(yīng)用[J].黑龍江交通科技，2013（12）.