碳纤维布及钢板加固技术在桥梁中的应用

徐福明

摘要：随着我国交通和运输行业的不断发展，以及现阶段不断涨幅的交通压力环境下，在现有的桥梁中有，很大一部分桥梁由于建设时的遗留问题，或由于年久而产生的病害等多种原因，现已无法满足当前交通对桥梁的使用需求。因此，需要通过技术手段对其进行修复、加固等处理。粘贴钢板和碳纤维布是一种对有病害桥梁的有效加固手段。本文结合工程实例，通过对两种施工技术进行探讨，希望可以有效促进桥梁加固工作，保证桥梁使用安全。

关键词：碳纤维布 钢板 桥梁

由于桥梁自身所用材料有很大部分是由钢筋混凝土构成，这类材料在使用过程中由于受到天气湿度、使用功能产生变化或自身老化等多种因素，导致整体桥梁结构受到影响，从而安全性及承载力都无法得到保障。因此运用有效的加固措施对桥梁进行加固工作非常关键。粘贴碳纤维布及粘贴钢板这两种加固施工手段较为常见，其操作简单且加固技术可靠，现已被广泛运用于桥梁加固施工当中。

1工程概括

某公路桥梁修建于我国八十年代末期，跨径为 4伊16米。桥梁上方采用预应力混凝土浇筑而成的空心板。下方采用四柱式墩台。桥梁横截面均符合双向车道标准，宽度 21米。现由于车流量逐步增加，且用于運输的货车等载重过大的车辆频繁往来，使该桥梁多处结构出现病害，对城市建设及群众安全造成一定影响，存在较大安全隐患。因此，为保证桥梁使用安全，需要对该桥梁实施加固维修工程。

2病情情况及加固措施

2.1桥梁病害情况。通过现场情况调查并对其进行分析后得知，该桥梁上部混凝土空心板已出现严重横向裂缝（如图一所示），并附带少量竖向裂缝。经过测量后，该横向裂缝宽度已达0.5mm，已大幅度超过规定可承受的极限宽度，且肉眼可见钢筋露出，并存在严重腐蚀现象。桥梁下方混凝土密实度不够，导致钢筋锈蚀情况严重。经过相关专业机构判定该桥已属“危桥”范畴，需立即停止运行，并加以维修。

2.2加固措施方案。通过对该桥存在的病害进行分析后得知，产生的裂缝均是由于长期载荷过大所致。混凝土空心板由于出现裂缝，使其自身受力不均，从而导致出现宽度较大的横向裂缝。竖向裂缝则是受到横向裂缝影响，在力的作用下主拉应力超过负荷，从而产生。

3施工技术探究

3.1种植化学锚栓加强施工技术。该桥梁在进加固施工中需要使用钢板，但在粘贴钢板前还应当运用种植化学锚栓技术提前种植锚栓，以便锚栓达到强度后给粘钢提供预加压力。化学锚栓所用胶体为高强植筋胶，该工艺在施工前应当事先根据设计图纸要求标注处钻孔位置，钻孔时保证深度符合要求。钻孔完毕后将孔内灰尘进行清理，保证孔内无其他异物，随后将高强植筋胶注入其中，再用旋转方式插入锚栓直到看见胶体从孔中溢出。最后将锚栓静止两到三小时，期间禁止对其施加外力。

3.2钢板加固施工技术。当种植化学锚栓施工结束且结构胶达到设计强度，并根据相应规范要求做拉拔检测合格后。即可开始粘贴钢板加固施工，施工前应当对钢板粘贴位置按图纸要求进行实地测量，之后将空心板底部混凝土表面材料进行打磨清理，清除深度约为 2-5毫米。具体可视现场情况而定，直到肉眼可见混凝土粗骨料露出，再使用工具对其表面灰尘及其他杂质进行清理，最后用药棉蘸取二甲基丙酮对混凝土表面进行擦拭。

前期清理工作完成后，即可根据种植锚栓对应的位置需求在钢板上采用台钻开锚栓孔。随后使用打磨机或抛光轮对钢板进行打磨除锈处理，打磨方向要与钢板受力方向保持垂直。以上工作完成后，要开始配置粘贴钢板所用的胶粘剂。配置时应当依据说明书进行调配，并且顺同一方向进行搅拌，以免因操作失误而导致胶水粘性下降。

胶粘剂配置完成后即可开始粘贴钢板，利用抹刀将胶粘剂涂抹于已清理完毕的混凝土及钢板之上，涂抹厚度在 3毫米以内。粘好后可用手敲打钢板表面，检查其密实程度是否符合要求，若发现粘贴不够紧实应将其摘下并重新涂胶粘贴。检查并无其他问题拧紧化学锚栓对钢板进行加压，当锚栓间距过大时，可使用木杠或其他同类物品支持，对钢板给予一定压力补充，使涂抹的胶粘剂从缝中溢出，人工将钢板边沿胶体收拾利索，静养 24小时后方可进行防腐防火处理完成全部工序

3.3碳纤维布加固施工技术。碳纤维布加固施工技术共有四道工序，第一步为基层处理。利用磨光机金刚膜片或其他同类设备将混凝土表面进行打磨清理，在对磨光产生的粉尘去除，直到混凝土表面无其他杂质。第二步为涂刷底层涂料，施工人员应根据用料标准计算出所用底胶的用量，将主剂与固化剂相融合，调配出的底胶应当确保其在试用期内可一次性用完。调配完成后可使用滚刷将其均匀涂抹于混凝土表面，待底胶冷却固定后，可使用砂纸对凸起或凹陷部分进行磨光。第三步为表面修补，对表面有损伤的部位可使用双组分无溶剂环氧腻子对其进行填补，使其表面光滑。第四步为粘贴碳纤维布，再粘贴前应仔细阅读设计图纸，将碳纤维布切割成合适大小，并确认底部底胶以及环氧腻子已处于干燥状态。随后将配置好的粘接剂涂抹于混凝土表面，注意涂抹均匀，最后根据设计图纸所示将碳纤维布粘贴于混凝土表面，在这需要注意的是要将空气全部排除，保证碳纤维布与混凝土间的密实度达到施工标准。以上便是碳纤维布粘贴的全部工序。

4总结

综上所述，该公路由于使用年限及长期承载超负荷重力等多种原因导致桥体存在多处病害，随后通过粘贴碳纤维布及钢板的技术手段将其进行加固修复工作。该工艺对于桥梁病害多种情况都可适用，本文针对其施工技术进行探讨，望可对工程类相关项目提供参考。

参考文献：

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（作者单位 ：南京新筑加固工程有限公司 ）