浦春红
（四川志德公路工程有限责任公司，四川，成都，610040）
【摘 要】碳纤维布加固技术有自重轻、厚度小、强度高、施工简便、耐久性好等优点，通过四川省成都市G108线毛石桥这一典型病危桥梁加固工程，介绍碳纤维布对梁板结构加固施工工艺，供同类型旧桥加固工程参考。
【关键词】碳纤维布；加固技术；桥梁
受公路交通运输量增长及“5.12” 地震影响 ,成都市在役桥梁裂缝、刚度、 挠度等病害和缺陷的扩展速度加快,严重的已经影响到桥梁的正常使用, 急需对其进行加固处置。目前， 桥梁梁体加固方法很多， 如喷射砂浆法、 梁下部截面增强法、预应力加固和碳纤维布加固修补法等。碳纤维布 ( C F S ) 以其抗拉强度高、 重量轻 、 极好的耐腐蚀性能及耐久性等优点 ,在近年成都市桥梁加固工程中得到了广泛应用。
1．碳纤维布加固技术
粘帖碳纤维布结构加固技术是指采用高性能粘结剂将碳纤维布粘结在建筑结构构件表面，使两者共同作用，增大结构的抗裂或抗剪能力，提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性，由此而达到对建筑物进行加固、补强的目的。碳纤维布的抗拉强度高、 重量轻 、耐腐蚀性能及耐久性好，在钢筋混凝土结构的维修加固中对防止裂缝开展、 提高抗剪性能、 改善构件等方面具有很好效果。
2．工程实例
2.1 工程概况
毛石桥位于成都市G108线K2312+396处，桥梁全长23.0m，全宽21.5m，净宽20.0m，主跨为1×13.0m钢筋砼现浇板，横桥向为左右两幅组成。桥梁于1999年建成通车。原桥设计荷载：汽车—20级，挂车—100。在2012年桥梁检测中被评定为四类桥，梁板存在多处贯穿裂缝，严重影响桥梁运行安全，采用粘帖碳纤维布加固桥梁梁板。
2.2 主要原材料及性能指标
2.2.1碳纤维布
选用WLB-803型300g/m2的碳纤维布，其抗拉强度标准值为3472.1 MPa，受拉弹性模量为2.466×105 MPa，伸长率为1.73%，均满足GB 50367-2013《混凝土结构加固设计规范》高强度Ⅰ级要求。
2.2.2碳纤维浸渍胶
选用WLB-803型碳纤维浸渍胶，其抗拉强度为52.9 MPa；受拉弹性模量为2875.4 MPa；伸长率为2.2%；拉弯强度为69.4 MPa，且不呈脆性（碎裂状）破坏；抗压强度为95.5；钢—钢拉伸抗剪强度标准值为15.7 MP；，钢—钢不均匀扯离强度为21.3kN/m；与混凝土的正拉粘结强度为4.7MPa，且混凝土内聚破坏；不挥发物含量（固体含量）为99.3%，均满足GB 50367-2013《混凝土结构加固设计规范》4.5.3条中A级胶的技术要求。
2.2.3灌缝胶
选用WLB-600型灌封胶，其抗拉强度为25.2 MPa；受拉弹性模量为2200 MPa；拉弯强度为39 MPa，且不呈脆性（碎裂状）破坏；抗压强度为75；钢—钢拉伸抗剪强度标准值为15.2 MP；均满足GB 50367-2013《混凝土结构加固设计规范》4.5.3条中A级胶的技术要求。
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2.3 碳纤维加固工艺流程
施工工艺流程：打磨混凝土表面0.3- 0.5mm至露出砂石新面→滚刷底层树脂→找平树脂填补平面→涂刷粘浸树脂，铺碳纤维布，并沿纤维方向滚压→第二次涂抹粘浸→树脂并滚压→检查并及时排出气泡→在纤维布表面做防护层→养护
2.4、施工质量控制要点
2.4.1 混凝土表面处理
粘贴碳纤维布之前，除了对裂缝需进行灌缝处理外，还应将底板混凝土表面剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化部分清除，并进行清洗、打磨，待表面干燥后，用修补材料将缺陷部位填补修复平整。如果有毛刺，应用砂纸打磨。根据现场实际情况决定是否需要对粘贴部位用环氧砂浆等材料找平，找平面用手触摸感觉干燥后，才能进行下一工序的施工。
2.4.2 缺陷部位涂刷底胶
在缺陷部位的砼表面，用滚筒均匀的涂刷配好的底涂树脂，不得漏刷、流淌或有气泡。检查底胶固化后的涂胶面，用砂纸磨光凝结凸起部位，如涂胶面被磨损，应重新涂刷，保证砼表面平整光滑。修补底胶凝固后可以进行下一道工序。
2.4.3 构件表面残缺修补
对打磨后梁体出现大面积凹陷的位置用底涂树脂进行修平。修平前先用酒精进行清理，待酒精完全挥发后，再涂刷环氧树脂基液，环氧树脂基液干燥后，用修平胶将其修平。对凹陷较深的位置应用封层进行修平，待上次底涂树脂干燥后再进行下一次修平，以此类推，直至修平完成，且每次修平的厚度不得大于5mm。梁体施工接缝或者其他错台更高的位置，采用放坡修平的方法，修平的坡度应控制在10%左右，同时要注意坡度的平整性，确保碳纤维布平顺与其结合。
需用找平树脂填补内角、段差、起拱等缺陷时，要在气温-5℃以上，相对湿度小于85%的条件下施工，并用砂纸打磨树脂涂刮后的表面凹凸糙纹，保证表面平整光滑。
2.4.4粘贴碳纤维
1）保证粘贴时表面干燥，气温在-10℃以下，相对湿度RH>85%时，需有有效防护措施才能施工。
2）用钢直尺与壁纸刀将碳纤维材料切断，每段长度一般不超过6m，防止碳纤维在运输、储存、裁切和粘贴过程中受损
3）按施工当日的用量裁切碳纤维布，防止材料在保管过程中的损坏。
4）碳纤维纵向接头搭接必须大于20cm，搭接部位应多涂树脂，横向接头不需要搭接。
5）根据可使用时间确定粘贴剂一次调和量，并按规定比例配置。准确称量主剂、固化催促剂和固化剂装入容器并搅拌均匀后方可使用。
6）粘贴时，用罗拉沿着纤维方向在碳纤维材料上滚压，使树脂与碳纤维完全粘合，保证碳纤维和树脂之间没有气泡。当结构有凹凸及错台放坡时，作业人员应放松碳纤维布，使其轻轻地、平缓的紧贴基面上，切勿紧绷，以免碳纤维布拉得太紧，不能与混凝土基面完全紧贴，形成空鼓现象。
2.4.5 养护
1）为防止风沙或雨水侵袭未固化树脂，宜在每道工序后用塑料薄膜等遮挡。
2）保证加固构件不受外界干扰和碰撞。养护时间要求：10-20℃时 1-2周，20℃以上时1周，而后才能放开交通。
2.5、质量检测
根据《定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法》GB/T3354-1999、《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2013对原材料及加固后梁板裂缝处粘结强度进行检测，右幅梁板三处测点的粘结强度分别为2.3 MPa、2.81 MPa和2.08 MPa，破坏形式正常，均满足要求。
3、结束语
碳纤维布加固桥梁是一项新技术，碳纤维布重量轻，厚度薄，基本不增加结构自重及截面尺寸，适合在净空受限条件下使用；施工方便快捷，不需要大型机具和其他固定措施，无需湿作业和动火作业；对加固构件类型和形状没有特殊要求；高耐久性，由于不会生锈，非常适合在高酸、碱、盐及大气腐蚀坏境中使用。通过碳纤维布加固的工程实践， 说明碳纤维布加固技术对于混凝土结构及构件的补强效果十分理想。
参考文献：
[1]张劲泉,王文涛. 桥梁检测与加固手册［M］．人民交通出版社，2007.
[2]王红亚，邢绍红.碳纤维加固桥梁技术[J].科技信息，2007，16.
[3]吴察微，王泽锋.碳纤维布在桥梁加固工程中的应用[J].中外公路，2004，(1).
论文作者:浦春红
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年3月总第208期
论文发表时间:2016/6/15
标签：碳纤维论文; 桥梁论文; 树脂论文; 表面论文; 强度论文; 抗拉强度论文; 构件论文; 《工程建设标准化》2016年3月总第208期论文;