在橋梁裂縫修補(bǔ)中粘貼碳纖維技術(shù)的應(yīng)用

楊福林

摘 要：近年來，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施特別是橋梁工程獲得了較快發(fā)展，但因橋梁施工環(huán)境及工藝復(fù)雜，其容易出現(xiàn)一些質(zhì)量問題。橋梁施工中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂縫問題，對(duì)出現(xiàn)的裂縫問題采取必要的措施進(jìn)行解決能夠更好的保證其使用性能。在橋梁施工中，對(duì)裂縫問題進(jìn)行解決的方法很多，其中，粘貼碳纖維對(duì)提高橋梁的承載能力很有效果。文章對(duì)碳纖維的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行了論述，同時(shí)，對(duì)其在施工中的工作機(jī)理進(jìn)行了分析，在具體的施工工程中對(duì)其進(jìn)行了施工工藝介紹，為以后的工程施工提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；裂縫；碳纖維

1 前言

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的影響下，我國(guó)的交通行業(yè)獲得了很好的發(fā)展，尤其是高速公路建設(shè)，在公路施工中，橋梁施工是非常重要的組成部分。但是，在公路橋梁施工中出現(xiàn)了很多的質(zhì)量問題，其中比較常見的質(zhì)量問題是裂縫。橋梁施工中出現(xiàn)裂縫問題一定要采取必要的措施進(jìn)行處理，在處理方法中，壓力注膠法比較常用，但是，在處理之后經(jīng)常會(huì)受到混凝土收縮變形的影響，導(dǎo)致其還會(huì)出現(xiàn)開裂的情況，在這種情況下，在混凝土表面上粘貼具有一定預(yù)拉力的碳纖維能夠?qū)α芽p周圍砼產(chǎn)生一定的壓應(yīng)力，這樣混凝土不會(huì)再出現(xiàn)開裂的情況。文章對(duì)橋梁裂縫的處理技術(shù)進(jìn)行分析，對(duì)碳纖維在加固方面的效果進(jìn)行了闡述，對(duì)以后的施工提供了參考。

2 碳纖維簡(jiǎn)介

碳纖維在施工中進(jìn)行應(yīng)用具有強(qiáng)度高、比模量高以及抗腐蝕性好的優(yōu)點(diǎn)，因此，在橋梁工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用。碳纖維的自重比較輕，在施工中設(shè)計(jì)的厚度能夠進(jìn)行很好的控制，而且，在施工中和樹脂材料進(jìn)行結(jié)合使用，在重量方面也能進(jìn)行很好的控制。在橋梁工程中，應(yīng)用碳纖維對(duì)整個(gè)工程結(jié)構(gòu)的重量影響很小，而且，在進(jìn)行加固的時(shí)候，加固的方法也有很多，但是和其他方法進(jìn)行比較，這種方法在進(jìn)行加固的時(shí)候能夠在斷面尺寸方面進(jìn)行調(diào)整，因此，對(duì)整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的外觀不會(huì)有很大的影響。碳纖維加固方法在進(jìn)行施工的時(shí)候比較方便，操作方式簡(jiǎn)單，施工的時(shí)候工期能夠很好的控制，而且在施工中不需要大型施工設(shè)備，這樣施工中不會(huì)受到空間的限制，同時(shí)，對(duì)交通也不會(huì)有很大的影響。碳纖維布在施工中比較隨意，因此，對(duì)不同構(gòu)件形狀也能進(jìn)行很好的應(yīng)用，同時(shí)，在成型方面也比較方便。

加固碳纖維布可以利用環(huán)氧樹脂，這種材料能夠和碳纖維材料很好的結(jié)合，因此，在施工中對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生很大的影響，對(duì)原構(gòu)件的狀態(tài)不會(huì)進(jìn)行損毀。碳纖維材料具有很好的物理性能，因此，在進(jìn)行施工的時(shí)候具有很好的強(qiáng)度，同時(shí)，在施工中，高模量也能對(duì)構(gòu)件的承載力進(jìn)行提高，對(duì)受力的性能進(jìn)行改善，這樣能夠更好的實(shí)現(xiàn)加固的目的。

碳纖維材料具有很多好的特性，同時(shí)，在使用過程中不會(huì)出現(xiàn)腐蝕性，具有很好的耐熱性，在使用以后，對(duì)環(huán)境適應(yīng)效果非常好。這種材料在化學(xué)性質(zhì)方面比較穩(wěn)定，因此，施工后不會(huì)受到化學(xué)物質(zhì)影響，在使用以后還具有很好的耐久性，因此，在橋梁使用過程中不會(huì)再出現(xiàn)其他問題。碳纖維材料在使用以后，不會(huì)受到外界材料很大的影響，即使出現(xiàn)很大的自然災(zāi)害對(duì)其結(jié)構(gòu)也不會(huì)產(chǎn)生很大的影響，因此，在施工中得到了廣泛的應(yīng)用。

3 粘貼碳纖維法加固原理

將抗拉性能非常好的碳纖維布在出現(xiàn)裂縫的位置進(jìn)行施工，能夠提高原結(jié)構(gòu)的承載能力，同時(shí)對(duì)橋梁的使用性能進(jìn)行改善。橋梁的主體應(yīng)力方向進(jìn)行碳纖維布的粘貼，這樣能更好的提高橋梁的使用性能。在進(jìn)行粘貼的時(shí)候，要對(duì)混凝土表面的裂縫進(jìn)行必要的約束，這樣能夠防止混凝土出現(xiàn)更大的裂縫，導(dǎo)致施工中出現(xiàn)更多的問題。對(duì)混凝土的抗彎剛度進(jìn)行改善，能夠更好的提高橋梁結(jié)構(gòu)的受力情況。

碳纖維布進(jìn)行加固，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)行很好的提高，同時(shí)，在進(jìn)行施工的時(shí)候，要對(duì)抗拉強(qiáng)度進(jìn)行改善，這樣更好的保證施工的效果。在施工中，對(duì)碳纖維材料使用量也要進(jìn)行很好的控制，并不是使用越多越好。使用過多的材料會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)受到破壞，因此，在進(jìn)行施工的時(shí)候一定要避免出現(xiàn)這樣的問題。

構(gòu)件的破壞形態(tài)將由碳纖維被拉斷引起的破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榛炷帘煌蝗粔核槠茐?。與此同時(shí)，由于碳纖維為完全彈性的材料，它與鋼筋的共同作用會(huì)減弱鋼筋塑性性能對(duì)構(gòu)件延性的影響。碳纖維布用的過多，構(gòu)件的延性將有所降低。

碳纖維和混凝土具有相近的溫度線膨脹系數(shù)，不會(huì)由于溫度變化產(chǎn)生較大的溫度內(nèi)應(yīng)力而破壞兩者之間的粘結(jié)。

4 工程實(shí)踐

對(duì)一個(gè)施工中的高度公路橋梁施工情況進(jìn)行分析，能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的問題進(jìn)行更好的解決，同時(shí)，對(duì)橋梁施工中的問題也能采取必要的措施進(jìn)行預(yù)防。在施工前要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況進(jìn)行很好的勘查，這樣在施工前能夠做好施工準(zhǔn)備工作，同時(shí)對(duì)出現(xiàn)的問題也能采取措施進(jìn)行預(yù)防。

設(shè)計(jì)要求地基承載力不小于230kpa，實(shí)測(cè)分別為：0#：301.6kpa；1#：213.8kpa；2#：303.2kpa；3#：273.6kpa；4#：316.0kpa。裂縫原因：2013年6月21日上午，建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等單位對(duì)裂縫進(jìn)行了分析討論，認(rèn)為該橋拆除鋼管腳手架從第二孔開始，然后拆除其它孔徑鋼管腳手架，以致于由于橋梁體系轉(zhuǎn)換，造成第二孔橋梁底板出現(xiàn)裂縫。裂縫處理：采用裂縫注入補(bǔ)強(qiáng)加固法，利用灌注器提供恒定低壓以克服毛細(xì)現(xiàn)象，將專門適配的AB灌縫樹脂注入裂縫中，使裂縫處混凝土斷面粘合在一起，恢復(fù)其整體性并改善裂縫處的承載能力，同時(shí)封堵裂縫，使膠粘劑與混凝土保護(hù)層形成一個(gè)整體，以恢復(fù)其對(duì)鋼筋的保護(hù)功能，避免接觸腐蝕性介質(zhì)而造成鋼筋生銹。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)共14條裂縫中有13條可以灌注；對(duì)細(xì)小裂縫，由于無(wú)法確保充分注入，應(yīng)在縫口反復(fù)涂刷粘接劑以封閉。

裂縫注入的工藝流程：裂縫調(diào)查→裂縫觀測(cè)→確定注入器的安設(shè)分布方案→清理裂縫→安裝注入器底座→封閉裂縫→配制注入材料→自動(dòng)注入→確認(rèn)注滿→拆除注入器及底座→修整裂縫口→進(jìn)入后序工程。

表層處理：清除裂縫表面的灰塵，油污。確定注入口：一般按20～30cm的距離設(shè)注入口，注入口的位置應(yīng)盡量在裂縫較寬、開口較通暢的部位。封閉裂縫：沿裂縫處認(rèn)真釘設(shè)2-3Cm寬的臨時(shí)封閉膠，并安裝注膠底座。安設(shè)自動(dòng)壓力灌漿器并注漿，注漿時(shí)間為5分鐘左右，注滿時(shí)一般封縫膠旁邊有潮濕現(xiàn)象，那是注滿后有少許漿滲出的緣故。樹脂固化后敲掉底座及堵頭，清除表面封縫膠。

碳纖維工程施工：橋梁底板砼表面用砂輪或砂布打磨干凈，除去表面的浮漿、油污等雜質(zhì)，直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)新面。粘貼碳纖維片后需要自然養(yǎng)護(hù)24小時(shí)達(dá)到初期固化，固化期間應(yīng)保持不受干擾，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度所需要的自然養(yǎng)護(hù)周期為一周左右，此期間應(yīng)防止貼片受到硬性沖擊。加固養(yǎng)護(hù)完成后，在加固碳纖維布上涂上與混凝土顏色一致的涂料。

5 結(jié)束語(yǔ)

近年來，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)非常重視?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)不僅僅能夠提高經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)，也能對(duì)人們的生活水平進(jìn)行提高。橋梁工程的施工對(duì)人們的出行以及交通行業(yè)的發(fā)展有很大的影響，橋梁工程施工面臨的施工環(huán)境通常都比較復(fù)雜，而且，在施工過程中應(yīng)用的施工技術(shù)比較多，這樣就使得施工中質(zhì)量無(wú)法得到保障。對(duì)具體的工程施工進(jìn)行分析，能夠在施工技術(shù)方面進(jìn)行提高，為以后工程施工提供參考。