碳纤维如何加固桥梁

[桥梁加固方案]缺点： 1.预应力的施工工艺，在钢绞线下料与穿束中粘接段段的长度和位置，新老混凝土之间的粘结，后加预应力对原预应力的影响，很难确定。 2.施加预应力索加固现在存在的问题：如合理的...+阅读

一、加固桥梁概况某桥梁建于上世纪七十年代，设计荷载是汽15T、挂80T，主跨是50m的双曲拱桥，边跨是17.6m肋扳拱。该桥处于城市主干道上，由于超载和雨水的剥蚀，各跨拱肋及其上立柱、纵梁均出现裂缝钢筋锈蚀现象。经鉴定，需进行加固，其中主、边跨的立柱采用粘贴300g/㎡碳纤维布加固。粘贴面积420㎡。

二、碳纤维增强复合材料加固工艺碳纤维增强复合材料加固修补钢筋砼结构，是我国近年来发展的一种高效外部加固方法。

其做法是使用改性环氧树脂类结构胶粘剂，将聚丙烯腈基（PAN基）单向高强型碳纤维布，在施工现场采取手糊办法，粘贴于被加固的钢筋砼构件表面，形成碳纤维布增强复合片材并能与钢筋砼构件共同受力，从而提高构件的承载能力。碳纤维布是增强材料承受荷载，树脂是基体材料，起固定碳纤维和传递荷载的作用。

三、碳纤维增强复合材料加固方法的特点。

3.1补强物轻而薄常用的200g/㎡碳纤维布厚0.111㎜，300g/㎡的碳纤维布厚0.167㎜。每平方米的耗胶量约1㎏，粘结一层的厚度仅1㎜，几乎不增加原构件的截面尺寸和重量，基本保持了结构原状。3.2适用于复杂部位由于碳纤维布具有可裁可粘的柔软性，因此适用各种形状结构部位的加固，并能粘合服贴。3.3施工简便快捷、工效高，施工质量易于保证施工现场干作业，设备简便，不使用大型机械设备，不占用较多施工场地，因此，施工简单、工期短、工效高，高强、高效一举两得。

3.4抗酸碱类介质的腐蚀，具有良好的耐久性。国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心的大量试验研究证明，碳纤维布抗酸碱类介质的腐蚀，具有良好的耐久性。3.5可提高加固构件的延性碳纤维增强复合材料不但可加固补强，并可提高加固构件的刚度和延性。3.6固化养生期短，对环境干扰影响小初期固化需1d，完全硬化大约一周。

四、碳纤维增强复合材料相关标准及规范近年来，国家先后制定了以下标准与规范：4.1碳纤维片材加固混凝土结构技术规程CECS146:20034.2结构加固修复用碳纤维片材产品标准4.3结构加固修复用碳纤维粘贴树脂产品标准4.4混凝土结构加固设计规范GB50367-2006

五、拱上立柱粘贴碳纤维布的施工5.1施工工艺5.1.1搭设脚手架，粘贴部位放线标注。

5.1.2粘贴面打磨去除碳化层至新鲜界面，锈蚀的钢筋除锈。5.1.3粘贴界面清理与修补，清理干净保持干燥。5.1.4涂刷底层树脂。5.1.5涂刷浸渍树脂粘贴碳纤维布。5.1.6末层碳纤维布表面涂刷浸渍树脂。5.1.7树脂固化后，检测合格进行表面保护层涂装。5.2施工设备5.2.1表面清理用的手动砂轮机、电控箱。5.2.2计量用的电子台称与天平。5.2.3裁剪用的卷尺、钢直尺、剪刀、美工刀。

5.2.4涂胶用的滚筒式毛刷及脱泡滚筒。5.2.5防护用的手套、口罩、眼镜。5.3主要施工操作5.3.1粘贴面的清理与修补粘贴面打磨平整（平整度≤1㎜）去掉碳化层露出新鲜面，锈蚀的钢筋人工除锈，砼劣化剥落掉的部位使用环氧砂浆修补平整，柱角进行园化打磨处理，半径大于25㎜，粘贴面使用压缩空气抹去浮尘，再用丙酮或无水酒精擦拭表面，也可使用清水冲洗，但应使粘贴面充分干燥后，方可涂底层胶。

5.3.2涂刷底层树脂采用滚筒刷均匀涂抹，使其浸透到砼表面，强化砼表面强度，提高浸渍树脂与基层的粘结力，并使砼与纤维之间的粘结性提高，以提高粘贴质量，并可靠传递砼与片材之间的剪力，宜在底层树脂表面指触干燥后尽快进行下道工序。5.3.3涂刷浸渍树脂粘贴碳纤维布将浸渍树脂均匀涂抹于粘贴部位，碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置，采用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压，挤除气泡，不要往复滚动，以免损伤碳纤维布。

浸渍树脂要将碳纤维布浸透，贴好一层放置数小时，以达到脱泡浸润的效果。施工环境要求气温不要低于5℃、湿度≤85%，雨天最好不要施工，碳纤维布的搭接长度不小于150㎜。5.3.4表面防护层涂装树脂胶固化后，经检验合格，方可进行表面防护层的涂装。碳纤维增强复合材料不耐紫外线强光的照射，为避免阳光照射，并免遭人为挫伤，要做好表面防护工作。

涂装层与碳纤维之间要粘接牢固，本工程采用107胶水泥砂浆抹面，使其外表面颜色基本一致。

六、安全操作要求6.1碳纤维片材为导电材料，要远离电源及电气设备，防止人身触电事故发生。6.2胶粘树脂要远离火源及高温，避免阳光的直接照射引起火灾。6.3施工现场通风良好，操作工人做好手、眼、口、鼻的劳动保护工作。

七、质量检验7.1目视检查碳纤维不能空鼓、缺脂和有皱纹产生，大面积空鼓需切除，重新粘贴，小面积空鼓用针管注胶法补救。

7.2现场随机抽样做正拉粘接强度检测现场粘结试件正拉粘结强度大于2.5Mp为合格。

八、结论碳纤维增强复合材料特别适合公路桥梁的加固，加固期间影响桥梁正常营运时间短。工艺简便利于高空作业，在当前大量的改造加固工程中具有广阔的前景。