復(fù)合碳纖維網(wǎng)格加固技術(shù)在橋梁維修工程中的應(yīng)用

孫長亮

（泰盾（大連）科技發(fā)展有限公司，遼寧 大連 116023）

一、引言

橋梁在長期的運營過程中，由于車輛的荷載作用、碳化作用及氯離子的侵蝕作用，導(dǎo)致很多橋梁形成大量的裂縫，有的橋梁會形成密布的網(wǎng)狀裂縫，還有的砼由于碳化作用表面掉渣、露筋，這些部位如不及時的修復(fù)加固，長期發(fā)展下去，潮濕空氣會進入砼內(nèi)部，腐蝕鋼筋，影響結(jié)構(gòu)的耐久性，使橋梁結(jié)構(gòu)未達到使用年限就提早破壞。

橋梁加固維修常用的方法有粘鋼板加固法、增大截面加固法、預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固法、碳纖維布粘貼加固法、復(fù)合碳纖維網(wǎng)格加固法。

二、復(fù)合碳纖維網(wǎng)格在橋梁維修工程中的選用

（一）工程概況

復(fù)合碳纖維網(wǎng)格的實際應(yīng)用以大連馮店橋維修工程為例。大連馮店橋位于蓋亮線，橋梁全長54.67 米，橋梁全寬28.5 米，橋梁上部結(jié)構(gòu)為無翼緣空心板。經(jīng)檢測中心檢測發(fā)現(xiàn)馮店橋梁板密集橫縫、板底保護層薄、墩柱密集豎向裂縫、混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)大面積網(wǎng)狀裂縫等結(jié)構(gòu)整體病害。本次設(shè)計維修方案僅針對橋梁檢測時存在表觀病害進行耐久性維修，阻止病害進一步發(fā)展對構(gòu)件造成損傷，不對橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進行加固，不提高原結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承載能力。

（二）方案對比

1.灌縫修補方案是一種傳統(tǒng)的修復(fù)方式，有其優(yōu)越性，也有不足之處，修補完的裂縫全是深顏色的修補痕跡，表觀差。并且環(huán)氧樹脂灌縫膠是剛性的，耐老化性差，僅針對裂縫進行修補封閉，砼保護層過薄的問題無法解決，所以大面積裂縫的時候不建議單獨使用。

2.碳纖維布加固方式是用環(huán)氧樹脂膠將碳纖維布粘貼到砼基面上，由于不占空間，所以很受歡迎。但該加固方式對基面要求較高，砼基面必須平整，干燥（濕度小于4%），一些施工隊伍操作水平有限，所以發(fā)生過多次加固后的橋梁碳纖維布脫落現(xiàn)象。并且由于碳纖維布加固方式的防火性能差，需要在加固后做防火涂料才可以使用，所以該加固方式有一定的缺陷。

3.碳纖維網(wǎng)格加固系統(tǒng)是一種創(chuàng)新的加固系統(tǒng)，是使用碳纖維網(wǎng)格和配套聚合物砂漿對結(jié)構(gòu)進行加固的方法。TCXW 碳纖維網(wǎng)格是采用T700 碳纖維絲束編織成的網(wǎng)格布，再將網(wǎng)格布浸漬于樹脂中，進行多道涂層工藝，最后用專用設(shè)備烘干而成的格柵狀網(wǎng)格。網(wǎng)格專用聚合物砂漿是由特種水泥、膠粉、抗裂纖維、引氣劑等多種添加劑制成的。TCXW 碳纖維網(wǎng)格與T-SM 噴射聚合物砂漿配套使用，砂漿中的活性成分與碳纖維網(wǎng)格涂層具有良好的匹配性，保證碳纖維網(wǎng)格與砂漿之間有足夠的握裹力和錨固力。

碳纖維網(wǎng)格復(fù)合加固系統(tǒng)優(yōu)勢比較明顯，砂漿為無機材料，內(nèi)部填加抗裂纖維、膠粉等，經(jīng)改性后，砂漿抗裂性極佳，與砼粘結(jié)性好，粘接強度≥1.2Mpa,砂漿強度50Mpa以上，對于碳纖維網(wǎng)格起到了很好的錨固作用。整個系統(tǒng)厚度為1.5-2 厘米，不會過多增加原結(jié)構(gòu)自重，防火時效可達到1-1.5 小時，很好地彌補了粘貼碳纖維布的不足之處。碳纖維抗拉強度≥3500Mpa，斷裂伸長率≥1.5%，所以材料破壞有一定的延性，不會脆性破壞。碳纖維網(wǎng)格復(fù)合加固系統(tǒng)通常是在橋梁結(jié)構(gòu)整體涂抹，加固后的橋梁整體美觀。

因此，大連馮店橋維修工程全橋采用了碳纖維網(wǎng)格復(fù)合加固系統(tǒng)進行整體維修。

三、碳纖維網(wǎng)格加固工法施工工藝分析

（一）施工工藝操作流程

（二）施工質(zhì)量控制措施

1.基面處理

將砼基層用鑿毛機進行鑿毛處理，用高壓氣泵將加固面上的浮塵、浮渣清理干凈。在噴涂聚合物砂漿之前，應(yīng)提前6 小時對被加固構(gòu)件表面進行噴水養(yǎng)護，并晾至構(gòu)件表面潮濕且無明水。

2.聚合物砂漿施工

（1）配制：按照產(chǎn)品說明進行砂漿的配制

①用小型砂漿攪拌機進行攪拌，攪拌約3～5 分鐘至均勻，然后倒入灰桶備用。

②當采用人工抹灰工藝時，一次拌和的砂漿不宜過多?？蓪⑦m量的材料倒入小鐵桶中進行攪拌，以10-20 公斤為宜，以免造成不必要的浪費，砂漿存放時間不得超過20-30 分鐘（20℃）。

（2）底層聚合物砂漿的施工

在砼上抹上新舊砼結(jié)合界面膠。在界面劑凝固前噴涂第一層聚合物砂漿。調(diào)節(jié)手輪，使泵送壓力達到10～15bar，打開噴槍口的壓縮空氣開關(guān)，將砂漿均勻噴涂在被加固表面(噴涂厚度約0.5-1cm)。

3.碳纖維網(wǎng)格安裝及鋪貼

碳纖維網(wǎng)格下料：應(yīng)按照設(shè)計說明和具體部位尺寸進行碳纖維網(wǎng)格下料。

安裝：將碳纖維網(wǎng)格從一側(cè)迅速向另一側(cè)鋪貼，并輕輕按壓入砂漿中，以不下垂為宜。（網(wǎng)片需要搭接時，搭接長度不應(yīng)小于150mm，且不應(yīng)位于受力最大位置）。

4.后續(xù)聚合物砂漿的噴涂：

后續(xù)噴涂應(yīng)在底涂砂漿初凝后進行，達到設(shè)計厚度，并用抹子抹平、壓實、收光。

5.聚合物砂漿抹灰范圍

應(yīng)比設(shè)計抹灰范圍邊緣外擴尺寸不小于15 毫米。

6.碳纖維網(wǎng)格保護層厚度

碳纖維網(wǎng)格保護層厚度不應(yīng)小于15 毫米。

7.養(yǎng)護

常溫下，聚合物砂漿施工完畢6 小時內(nèi)，應(yīng)采取可靠保濕養(yǎng)護措施，養(yǎng)護時間不少于7 天，并應(yīng)滿足產(chǎn)品使用說明規(guī)定的時間。

四、結(jié)語

在大連馮店橋維修工程中采用了碳纖維網(wǎng)格加固維修方案，施工易操作，加固效果好，施工以后表面效果美觀，該種工法在橋梁維修工程中有很大的推廣應(yīng)用價值。