橋梁粘貼碳纖維布加固施工技術(shù)研究

楊 奎

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司第二分公司，貴州 貴陽 550000)

橋梁粘貼碳纖維布加固施工技術(shù)研究

楊 奎

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司第二分公司，貴州 貴陽 550000)

以碳纖維布粘貼加固技術(shù)為例進(jìn)行分析，先對(duì)碳纖維加固性能進(jìn)行探究，對(duì)碳纖維布加固橋梁施工工藝進(jìn)行闡述，結(jié)合實(shí)例總結(jié)了該工藝的應(yīng)用，為相關(guān)工程建設(shè)提供參考。

橋梁；碳纖維布；加固技術(shù)

1 橋梁粘貼碳纖維布加固施工技術(shù)要點(diǎn)

1.1 橋梁基地、基面處理

在應(yīng)用碳纖維布對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)之前，需要先對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行全面清理，去除已經(jīng)剝落以及出現(xiàn)蜂窩等病害的部分，立即進(jìn)行修補(bǔ)和加固。對(duì)于病害面積較大的部位，可先進(jìn)行平整處理，然后應(yīng)用XH180觸變性樹膠進(jìn)行修復(fù)。同時(shí)，需要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行全面清理，保證無任何雜質(zhì)，并使用角磨機(jī)進(jìn)行打磨和平整，確定碳纖維布的施工位置，做好交接部位的銜接處理工作，保證表面美觀。

1.2 涂刷底膠

橋梁箱梁頂板加固碳纖維布粘結(jié)初期硬化后常見的缺陷就是空鼓，需要采用割刀切入填充樹脂法或者是替換修復(fù)法進(jìn)行修復(fù)處理。若碳纖維布的空鼓面積較小，小于1 000 m2，則采用注入粘結(jié)樹脂法、割刀切入填充樹脂法進(jìn)行修補(bǔ)，若缺陷空鼓面積大于1 000 m2，需要采用替換修補(bǔ)法進(jìn)行處理。施工中表面涂抹的厚度需控制在0.4 m內(nèi)，從而弱化其對(duì)于其他作業(yè)環(huán)節(jié)的不利影響。但是需注意底膠的配置，配置量必須滿足施工要求，盡量一次性完成，在超過施工作業(yè)時(shí)間點(diǎn)后，材料不能再次投入施工。底膠固化時(shí)間需要按照施工現(xiàn)場(chǎng)的自然環(huán)境溫度進(jìn)行，完全固化的表現(xiàn)主要有手指直接碰觸感覺干燥，而固化的持續(xù)時(shí)間必須大于2 h。在底膠固化且完全干燥后，方可進(jìn)入下一工序。

1.3 施工缺陷處理

所謂注入粘結(jié)樹脂法就是在已經(jīng)出現(xiàn)空鼓的碳纖維布，在其上方合理設(shè)置孔洞，使用注射器將粘結(jié)樹脂填充孔洞，當(dāng)樹脂溢出孔洞則可停止。割刀切入填充樹脂修復(fù)法就可對(duì)空鼓部位的碳纖維布進(jìn)行裁剪，在樹脂填充后使用刮片進(jìn)行平整處理。替換修復(fù)法就是使用道具裁切空鼓處的碳纖維布，另外裁出相應(yīng)形狀的纖維布進(jìn)行搭接和粘貼，需注意的是搭接的長(zhǎng)度不得小于100 mm。在橋梁箱梁頂板加固碳纖維布粘貼后，初期固化后需立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)持續(xù)時(shí)間為1 d，在固化階段，橋梁施工位置不得同行。在自然養(yǎng)護(hù)7 d后，檢查其強(qiáng)度，符合設(shè)計(jì)要求即可。必要時(shí)需在橋梁頂板頂板的表層均勻涂刷耐候性涂料，提升其耐久性。

2 實(shí)例分析橋梁粘貼碳纖維布加固施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 工程概述

某橋梁始建于1999年，是單跨10 m鋼筋混凝土剪支板橋結(jié)構(gòu)，橋面寬度為8.5 m，橋面布置為0.5 m，防撞護(hù)欄+7.5 m車行道，+0.5 m防撞護(hù)欄，原橋整體現(xiàn)澆施工，梁體高度為0.45 m，兩端面為矩形截面，設(shè)計(jì)荷載是汽車-20級(jí)。對(duì)該橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)橋梁主體位置的強(qiáng)度、荷載能力負(fù)荷設(shè)計(jì)要求，但是在主橋箱梁底板以及腹板的外側(cè)出現(xiàn)了多處裂縫，相鄰主跨的裂縫多分布于跨中周邊的腹板上，橋面鋪裝層和伸縮縫也出現(xiàn)了不同程度的損壞。

2.2 加固原材料的選擇

需要謹(jǐn)慎選擇加固原材料，這也是碳纖維布加固橋梁的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，而材料的選用對(duì)于橋梁工程補(bǔ)強(qiáng)效果具有直接影響。由于碳纖維布的力學(xué)特性突出，而材料的選擇、工藝的選擇以及施工方案的編制對(duì)于加固效果均有聯(lián)系。所以，需要對(duì)以下因素進(jìn)行綜合考量：

一方面，碳纖維布材料的勻質(zhì)性。需對(duì)碳纖維束進(jìn)行合理布設(shè)，保證其排列整齊，將其編制為碳纖維布，保證其受力均勻，有效避免因需注意應(yīng)力過于集中引發(fā)的材料損壞問題。另外一方面，碳纖維片的樹脂含量。該工程橋梁加固中應(yīng)用的碳纖維布充分浸漬了樹脂，而應(yīng)用樹脂的主要作用就是粘結(jié)與約束，通過各碳纖維布的相互作用形成一個(gè)完整的機(jī)體，這樣便可優(yōu)化碳纖維布的加固作用。但是若碳纖維浸漬的樹脂量過大，則不能提升體驗(yàn)纖維布的補(bǔ)強(qiáng)能力，會(huì)對(duì)樹脂粘結(jié)過程中的滲透效果造成影響，不利于混凝土結(jié)構(gòu)的加固，也不能提高結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。按照上述選材標(biāo)準(zhǔn)，該工程結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行反復(fù)對(duì)比決定選將EPOUDCS200碳纖維布與XH180A/B配套粘接膠作為加固施工的原材料。

在材料進(jìn)場(chǎng)前需要對(duì)碳纖維布以及配套材料進(jìn)行檢查，核對(duì)碳纖維布、樹脂膠黏劑的產(chǎn)品合格證、質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告以及中文標(biāo)志等，安全、質(zhì)量檢查通過后可投入使用。其中，安全性能是碳纖維布質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，而安全性能指標(biāo)的評(píng)價(jià)內(nèi)容包括抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、受拉彈性模量、伸長(zhǎng)率、仰貼彎曲強(qiáng)度、正拉粘結(jié)強(qiáng)度、單位面積質(zhì)量等。橋梁箱梁頂板加固碳纖維布安全性能指標(biāo)要求見表1。

表1 碳纖維安全性能指標(biāo)

續(xù)表1

2.3 施工效果

該工程維修加固面積為3 440 m2，加固效果良好。

3 結(jié)束語

綜上所述，碳纖維布質(zhì)量較輕，強(qiáng)度較高，且具有耐腐蝕等性能優(yōu)勢(shì)，工藝操作便捷，工藝經(jīng)濟(jì)性較高，在橋梁加固施工中的適應(yīng)性也較強(qiáng)。但是在實(shí)際施工中，需要對(duì)原有橋梁結(jié)構(gòu)及病害進(jìn)行全面調(diào)查，了解結(jié)構(gòu)損壞情況，從而編制施工方案，通過工藝設(shè)計(jì)予以完善。上文所述工程實(shí)踐表明，碳纖維布粘貼施工應(yīng)用效果較好，工程后期投入運(yùn)行后未出現(xiàn)嚴(yán)重病害，運(yùn)行安全性符合要求，工程經(jīng)濟(jì)性也較高。

[1] 劉慶華.粘貼碳纖維布在橋梁裂縫處理中的應(yīng)用[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014，42(12)：120-123.

[2] 周變弟.碳纖維布粘貼在大格達(dá)3#橋加固中的應(yīng)用[J].甘肅科技縱橫，2011，40(3)：152-153.

[3] 趙瑩.淺談碳纖維布在混凝土橋梁加固技術(shù)中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2011，34(29)：313-314.

U445.1

C

1008-3383(2017)10-0127-01

2017-06-14

楊奎(1975-)，男，貴州大方人，高級(jí)工程師，研究方向：公路工程施工管理。