四川碳纖維鋼板加固橋梁施工

一、碳纖維板加固技術
碳纖維材料最早應用于航空、航天等高科技領域，后來逐步發展到船舶、汽車等方面。最近幾年，開始應用在建筑領域。但這種加固工藝對碳纖維強度的利用率極低，當碳纖維板材與構件內部鋼筋共同工作時，不考慮鋼筋原油的初始應變，鋼筋屈服時碳纖維板材所能發
揮的強度也僅為抗拉強度的8.8%；而在讓碳纖維發揮全部強度所需要的1.7%的應變下，混凝土結構會產生大的變形及明顯的裂縫。

預應力碳纖維板加固技術可以大量節省材料及工程造價，減少加固系統維護成本；顯著減小結構變形，在增大承載力的同時提高結構

剛度；裂縫，提高構件抗彎承載力。本文主要探討該項技術的施工工藝研究。
二、碳纖維加固橋梁結構實例
（一）橋梁現狀及主要病害
船山崗橋為簡支斜交橋，橋梁的斜交角度為40度，跨徑縱向布置為1×10m，橋梁全寬為27m，分東西兩幅，東、西幅行車道的橫斷
面各由10塊鋼筋混凝土空心板梁組成，邊梁頂寬1.62m，中梁頂寬為1.24m，梁高0.45m。主梁混凝土設計標號C30。橋梁設計荷載等級
為：汽一超20級。掛車―120。
（二）加固方案
該橋除存在個別梁板由于單板受力存在剛度不足缺陷外，根據《公路舊橋承載能力鑒定方法》評估其極限承載力，計入材料損傷及惡
化系數時，靠近邊梁的中梁的極限承載力為386KN.m，低于其承載力極限狀態下最不利效應組合值402 KN.m，本次加固擬在原結構的基
礎上，將其極限承載力提升到700 KN.m。該加固技術如圖所示，施工流程依次為張拉碳纖維板、粘貼縱向碳纖維布、粘貼橫向碳纖維
布。
三、加固施工工藝
（一）裂縫處理
裂縫寬度fw<0.15?且裂縫深度較淺的細小裂縫采用JGN-Ⅱ膠進行涂刷封閉處理。用磨光機沿著裂縫位置切深度為3～5?深的縫。用
高壓空氣吹凈裂縫內雜物。裂縫寬度fw?0.15?的裂縫采用JGN-G膠進行灌注處理。
（二）缺陷修復
鑿除修補部位的松散混凝土：找到松散部位的混凝土，用手工鉆鑿除松散部位直到露出新鮮骨料。對鋼筋進行除銹：先用砂紙對銹蝕
的鋼筋進行打磨，直至表面沒有沒有銹跡，并涂刷環氧膠進行防銹處理。高強環氧樹脂修補：按比例配合好環氧樹脂進行批嵌，厚度較大
的分層批嵌，每層批嵌厚度不超過2?，直至恢復原有尺寸。
（三）碳纖維板張拉
碳纖維板張拉：千斤頂就位并確保夾具夾緊后開始碳板張拉。先給碳纖維板施加10%的應力，使碳纖維板繃直，然后再將力歸零，再以20%和60%應力進行張拉，每一級張拉結束后用扳手檸緊螺帽，每一級之間持荷5分鐘，張拉過程中隨時檢查碳板伸長值，嚴格控制進
油速度，要求緩慢、均勻、平穩。待張拉到控制力后，持荷復驗伸長值，合格后進行錨固。張拉控制力F=150KN，張拉伸長量控制為碳
纖維板長度L*0.45%（cm）。
（四）碳纖維布黏貼
粘貼碳纖維布：表面清理→表面凹洞找平→涂底膠→貼碳纖維布→刷碳纖維布防護層→質量檢查。
表面清理：先用壓縮空氣將表面浮塵清除干凈，用混凝土角磨機除去混凝土表面的浮漿、油污等雜質，并將有凹凸混凝土部分打磨平
整，尤其是表面的凸起部位要磨平，并用丙酮將需粘貼處清洗干凈。
找平：斜立柱混凝土表面凹陷部位用修補砂漿填平，模板接頭等出現高度差的部位填補平整，盡量減小高度差
涂底膠：將底膠稱好重量，放在潔凈的容器中調和均勻，用滾筒將它均勻地涂在頂板面上，待膠固化后再進行下一工序施工。調好的
底膠須在規定的時間內用完，一般情況下40min內用完。
粘貼碳纖維布：將碳纖維膠按比例稱好，放在潔凈的容器中調和均勻，用滾筒將膠均勻地涂刮在底膠上，隨即按設計要求將已裁剪好
的碳纖維布粘貼在設計部位，然后用專用滾子沿碳纖維布的受力方向來回滾壓，擠出汽泡。注意：碳纖維布的搭接長度一般為100mm。
涂刷碳纖維布表面防護丙烯酸涂料，一般來回刷3變，每個地方刷到位。
四、結語
（一）采用碳纖維加固技術對橋梁進行加固，工藝簡單，施工周期短。本工程完成后，經檢查與驗收發現碳纖維與混凝土粘結緊密，
加工的施工質量達到了預期效果，保證了車輛安全過橋。
（二）由于碳纖維材質軟，重量輕，長度、寬度可根據需要任意確定，對于復雜節點部位、不規則位置可任意粘貼、纏繞，故適應面
廣。
（三）由于碳纖維材料具有很強的耐腐蝕性，可廣泛應用于特殊環境構筑物的加固補強和修復。