碳纖維布及鋼板加固技術(shù)在橋梁中的應(yīng)用

徐福明

摘要：隨著我國(guó)交通和運(yùn)輸行業(yè)的不斷發(fā)展，以及現(xiàn)階段不斷漲幅的交通壓力環(huán)境下，在現(xiàn)有的橋梁中有，很大一部分橋梁由于建設(shè)時(shí)的遺留問題，或由于年久而產(chǎn)生的病害等多種原因，現(xiàn)已無法滿足當(dāng)前交通對(duì)橋梁的使用需求。因此，需要通過技術(shù)手段對(duì)其進(jìn)行修復(fù)、加固等處理。粘貼鋼板和碳纖維布是一種對(duì)有病害橋梁的有效加固手段。本文結(jié)合工程實(shí)例，通過對(duì)兩種施工技術(shù)進(jìn)行探討，希望可以有效促進(jìn)橋梁加固工作，保證橋梁使用安全。

關(guān)鍵詞：碳纖維布 鋼板 橋梁

由于橋梁自身所用材料有很大部分是由鋼筋混凝土構(gòu)成，這類材料在使用過程中由于受到天氣濕度、使用功能產(chǎn)生變化或自身老化等多種因素，導(dǎo)致整體橋梁結(jié)構(gòu)受到影響，從而安全性及承載力都無法得到保障。因此運(yùn)用有效的加固措施對(duì)橋梁進(jìn)行加固工作非常關(guān)鍵。粘貼碳纖維布及粘貼鋼板這兩種加固施工手段較為常見，其操作簡(jiǎn)單且加固技術(shù)可靠，現(xiàn)已被廣泛運(yùn)用于橋梁加固施工當(dāng)中。

1工程概括

某公路橋梁修建于我國(guó)八十年代末期，跨徑為 4伊16米。橋梁上方采用預(yù)應(yīng)力混凝土澆筑而成的空心板。下方采用四柱式墩臺(tái)。橋梁橫截面均符合雙向車道標(biāo)準(zhǔn)，寬度 21米?，F(xiàn)由于車流量逐步增加，且用于運(yùn)輸?shù)呢涇嚨容d重過大的車輛頻繁往來，使該橋梁多處結(jié)構(gòu)出現(xiàn)病害，對(duì)城市建設(shè)及群眾安全造成一定影響，存在較大安全隱患。因此，為保證橋梁使用安全，需要對(duì)該橋梁實(shí)施加固維修工程。

2病情情況及加固措施

2.1橋梁病害情況。通過現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)查并對(duì)其進(jìn)行分析后得知，該橋梁上部混凝土空心板已出現(xiàn)嚴(yán)重橫向裂縫（如圖一所示），并附帶少量豎向裂縫。經(jīng)過測(cè)量后，該橫向裂縫寬度已達(dá)0.5mm，已大幅度超過規(guī)定可承受的極限寬度，且肉眼可見鋼筋露出，并存在嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象。橋梁下方混凝土密實(shí)度不夠，導(dǎo)致鋼筋銹蝕情況嚴(yán)重。經(jīng)過相關(guān)專業(yè)機(jī)構(gòu)判定該橋已屬“危橋”范疇，需立即停止運(yùn)行，并加以維修。

2.2加固措施方案。通過對(duì)該橋存在的病害進(jìn)行分析后得知，產(chǎn)生的裂縫均是由于長(zhǎng)期載荷過大所致?；炷量招陌逵捎诔霈F(xiàn)裂縫，使其自身受力不均，從而導(dǎo)致出現(xiàn)寬度較大的橫向裂縫。豎向裂縫則是受到橫向裂縫影響，在力的作用下主拉應(yīng)力超過負(fù)荷，從而產(chǎn)生。

3施工技術(shù)探究

3.1種植化學(xué)錨栓加強(qiáng)施工技術(shù)。該橋梁在進(jìn)加固施工中需要使用鋼板，但在粘貼鋼板前還應(yīng)當(dāng)運(yùn)用種植化學(xué)錨栓技術(shù)提前種植錨栓，以便錨栓達(dá)到強(qiáng)度后給粘鋼提供預(yù)加壓力?；瘜W(xué)錨栓所用膠體為高強(qiáng)植筋膠，該工藝在施工前應(yīng)當(dāng)事先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求標(biāo)注處鉆孔位置，鉆孔時(shí)保證深度符合要求。鉆孔完畢后將孔內(nèi)灰塵進(jìn)行清理，保證孔內(nèi)無其他異物，隨后將高強(qiáng)植筋膠注入其中，再用旋轉(zhuǎn)方式插入錨栓直到看見膠體從孔中溢出。最后將錨栓靜止兩到三小時(shí)，期間禁止對(duì)其施加外力。

3.2鋼板加固施工技術(shù)。當(dāng)種植化學(xué)錨栓施工結(jié)束且結(jié)構(gòu)膠達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，并根據(jù)相應(yīng)規(guī)范要求做拉拔檢測(cè)合格后。即可開始粘貼鋼板加固施工，施工前應(yīng)當(dāng)對(duì)鋼板粘貼位置按圖紙要求進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，之后將空心板底部混凝土表面材料進(jìn)行打磨清理，清除深度約為 2-5毫米。具體可視現(xiàn)場(chǎng)情況而定，直到肉眼可見混凝土粗骨料露出，再使用工具對(duì)其表面灰塵及其他雜質(zhì)進(jìn)行清理，最后用藥棉蘸取二甲基丙酮對(duì)混凝土表面進(jìn)行擦拭。

前期清理工作完成后，即可根據(jù)種植錨栓對(duì)應(yīng)的位置需求在鋼板上采用臺(tái)鉆開錨栓孔。隨后使用打磨機(jī)或拋光輪對(duì)鋼板進(jìn)行打磨除銹處理，打磨方向要與鋼板受力方向保持垂直。以上工作完成后，要開始配置粘貼鋼板所用的膠粘劑。配置時(shí)應(yīng)當(dāng)依據(jù)說明書進(jìn)行調(diào)配，并且順同一方向進(jìn)行攪拌，以免因操作失誤而導(dǎo)致膠水粘性下降。

膠粘劑配置完成后即可開始粘貼鋼板，利用抹刀將膠粘劑涂抹于已清理完畢的混凝土及鋼板之上，涂抹厚度在 3毫米以內(nèi)。粘好后可用手敲打鋼板表面，檢查其密實(shí)程度是否符合要求，若發(fā)現(xiàn)粘貼不夠緊實(shí)應(yīng)將其摘下并重新涂膠粘貼。檢查并無其他問題擰緊化學(xué)錨栓對(duì)鋼板進(jìn)行加壓，當(dāng)錨栓間距過大時(shí)，可使用木杠或其他同類物品支持，對(duì)鋼板給予一定壓力補(bǔ)充，使涂抹的膠粘劑從縫中溢出，人工將鋼板邊沿膠體收拾利索，靜養(yǎng) 24小時(shí)后方可進(jìn)行防腐防火處理完成全部工序

3.3碳纖維布加固施工技術(shù)。碳纖維布加固施工技術(shù)共有四道工序，第一步為基層處理。利用磨光機(jī)金剛膜片或其他同類設(shè)備將混凝土表面進(jìn)行打磨清理，在對(duì)磨光產(chǎn)生的粉塵去除，直到混凝土表面無其他雜質(zhì)。第二步為涂刷底層涂料，施工人員應(yīng)根據(jù)用料標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出所用底膠的用量，將主劑與固化劑相融合，調(diào)配出的底膠應(yīng)當(dāng)確保其在試用期內(nèi)可一次性用完。調(diào)配完成后可使用滾刷將其均勻涂抹于混凝土表面，待底膠冷卻固定后，可使用砂紙對(duì)凸起或凹陷部分進(jìn)行磨光。第三步為表面修補(bǔ)，對(duì)表面有損傷的部位可使用雙組分無溶劑環(huán)氧膩?zhàn)訉?duì)其進(jìn)行填補(bǔ)，使其表面光滑。第四步為粘貼碳纖維布，再粘貼前應(yīng)仔細(xì)閱讀設(shè)計(jì)圖紙，將碳纖維布切割成合適大小，并確認(rèn)底部底膠以及環(huán)氧膩?zhàn)右烟幱诟稍餇顟B(tài)。隨后將配置好的粘接劑涂抹于混凝土表面，注意涂抹均勻，最后根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙所示將碳纖維布粘貼于混凝土表面，在這需要注意的是要將空氣全部排除，保證碳纖維布與混凝土間的密實(shí)度達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。以上便是碳纖維布粘貼的全部工序。

4總結(jié)

綜上所述，該公路由于使用年限及長(zhǎng)期承載超負(fù)荷重力等多種原因?qū)е聵蝮w存在多處病害，隨后通過粘貼碳纖維布及鋼板的技術(shù)手段將其進(jìn)行加固修復(fù)工作。該工藝對(duì)于橋梁病害多種情況都可適用，本文針對(duì)其施工技術(shù)進(jìn)行探討，望可對(duì)工程類相關(guān)項(xiàng)目提供參考。

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（作者單位 ：南京新筑加固工程有限公司 ）