碳纖維筋復(fù)合TRC加固危舊橋主梁施工技術(shù)

中圖分類號： U445.7*2 文獻標識碼：A DOl：10.13282/j.cnki.wccst.2025.01.057

文章編號：1673-4874（2025）01-0195-03

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，交通通行量和車輛荷載量逐年增長，對國省干線橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的要求日益提高。目前危舊橋主要采用單一工藝加固，由于新舊材料結(jié)合和施工工藝的問題，提升危舊橋承載力的作用有限，無法滿足車流量和荷載較大線路的橋梁加固。

碳纖維筋是一種抗疲勞性、耐腐蝕性好且強度高的新型復(fù)合材料。碳纖維筋加固法是一種在體外配筋加強技術(shù)基礎(chǔ)上引進新材料的方法，該方法具有造價低、工藝簡單、施工工期短等優(yōu)勢[2-4]。TRC指的是一種纖維編織網(wǎng)增強混凝土的新型復(fù)合材料，通過結(jié)合普通鋼筋混凝土與短切纖維增強混凝土兩者的部分優(yōu)點，既解決了短纖維增強效率低的缺點，也解決了鋼筋網(wǎng)易受腐蝕的不足，具有較好的控裂能力[5-6]。

研究表明，碳纖維筋復(fù)合TRC加固危舊橋主梁能充分發(fā)揮兩種材料間的優(yōu)勢，其疊加的加固效果在一定程度上提升了主梁承載能力，在改善主梁抗疲勞性能的同時也進一步提升了橋梁的耐久性能[7]。

1工程概況

玉林市大利大橋改造工程項目，橋長為227m，跨徑組合為 ，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用T梁，下部結(jié)構(gòu)為U形橋臺主梁；潭蓮橋改造工程項目，橋長為57m，跨徑組合為 ，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土空心板，下部結(jié)構(gòu)為U形橋臺和柱式橋墩。梧州市賴村大寧河大橋改造工程項目，橋長為213.08m，跨徑組合為 13× ，橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制簡支鋼筋混凝土空心板梁，下部結(jié)構(gòu)為重力式U形橋臺和雙柱式橋墩。

對大利大橋、潭蓮橋、賴村大寧河大橋三座危舊橋總體技術(shù)狀況進行評定，以上三座橋均屬于三類橋梁，其主梁主要病害為混凝土破損、露筋、剝落及鋼筋銹蝕，判定結(jié)果為承載能力適應(yīng)性不足，需要進行加固改造。故本文提出碳纖維筋復(fù)合TRC加固并對現(xiàn)場施工技術(shù)應(yīng)用展開研究。

2施工工藝流程及操作要點

2.1工藝流程（圖1）

2.2 操作要點

2.2.1施工作業(yè)平臺搭設(shè)

橋面完成桁架拼裝，混凝土護欄放線定位，從橋面將桁架放下橋底并采用鋼絲繩進行懸吊，桁架之間搭設(shè)竹翹板并設(shè)置臨邊安全措施完成吊架安裝。施工作業(yè)平臺不局限于吊架，若橋下凈空較低，也可選擇滿堂腳手架作為施工作業(yè)平臺（見圖2）。

2.2.2梁底混凝土基面處理

原構(gòu)件處理部位混凝土界面采用人工或高壓水流修整清理，剔除腐蝕、風(fēng)化、疏松、剝落、蜂窩、起砂、麻面等缺陷區(qū)域，鑿毛至露出骨料新面，防止新舊界面黏結(jié)質(zhì)量差；用帚、吹風(fēng)機及鋼絲刷清凈混凝土基面的浮塵；用蘸有酒精或丙酮的棉絲擦洗剔鑿后的混凝土基面。

2.2.3梁底開槽

采用鋼筋探測儀確定鋼筋位置，根據(jù)設(shè)計要求進行定位放樣，碳纖維筋布筋間距應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求結(jié)合主梁實際尺寸確定。用開槽機按寬1 c m× 深1cm對梁底進行開槽施工。搭設(shè)移動支架使開槽機作業(yè)盡量穩(wěn)定，開槽平順，并適當灑水處理以減少揚塵（見圖3）。

2.2.4溝槽注膠及埋設(shè)碳纖維筋

用風(fēng)機清凈植筋槽，用刮刀將改型丙烯酸酯膠黏劑抹入槽內(nèi)。改型丙烯酸酯膠黏劑配比一般為 1：2 ，實際使用時配比根據(jù)不同產(chǎn)品的廠家說明和設(shè)計要求進行確定。沿梁的縱向抹入膠體并推進，多槽共同抹入，及時使用刮刀將溢出膠體刮平，在膠體開始硬化前（時間越早越好，一般 ，人工將高強輕質(zhì)碳纖維筋均勻壓入植筋槽內(nèi)，由于膠體未硬化，無法提供足夠豎向承載力，采用臨時夾具固定碳纖維筋，夾具間距以2m為宜，可以有效避免碳纖維筋下?lián)希嵘惭b順直度，確保施工質(zhì)量。在夾具固定后膠體凝固前，及時用刮刀將溢出的膠體二次刮平，確保TRC基面平整，待改型丙烯酸酯膠黏劑完全固化后清除溢出來的膠黏劑，膠黏劑未固化前禁正擾動已植的碳纖維筋（見圖4）。

2.2.5 噴涂界面劑

在涂刷MS-J界面劑前2h，應(yīng)連續(xù)、均勻地噴灑清潔水，使表層混凝土表面無明水且達到飽和狀態(tài)。施工階段一般分2次噴涂MS-J界面劑，待噴涂區(qū)域觸摸不黏手之后方可進行第2次噴涂。均勻分布噴涂界面劑，控制噴涂厚度 以防止界面劑層產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象。

2.2.6植入鉚釘及固定碳纖維網(wǎng)

嚴格控制碳纖維網(wǎng)尺寸，使其與梁底面尺寸相同。碳纖維網(wǎng)拼接處應(yīng)牢靠，在梁底面隔一定間距植入鉚釘，以防止碳纖維網(wǎng)與梁底面剝離，若碳纖維網(wǎng)與梁底面剝離較大，則應(yīng)補植鉚釘。根據(jù)圖紙對鉆孔位置進行放樣，并通過鋼筋探測儀確認混凝土表面鋼筋的布置位置。鉆孔時應(yīng)避開主梁鋼筋，嚴格控制鉆孔孔徑、孔深及偏斜度，用電錘對準梁底混凝土垂直打孔，清理孔內(nèi)灰塵后進行注膠，最后植埋鉚釘。根據(jù)處理區(qū)域剪切碳纖維網(wǎng)片，將裁剪好的碳纖維網(wǎng)片鋪平，并通過鉚釘將碳纖維網(wǎng)固定至梁底下方（見圖5）。

2.2.7 模板搭設(shè)

根據(jù)設(shè)計厚度進行施工區(qū)域邊界定位，搭設(shè)分節(jié)段模板應(yīng)按設(shè)計要求預(yù)留空間，搭設(shè)前應(yīng)保證模板潔凈，非灌漿出入口應(yīng)封閉牢固，防止高強聚合物砂漿溢出，采用臨時夾具將模板固定，設(shè)置灌漿口及出漿口，其余部分用方木封閉（見圖6）。

分段搭設(shè)吊模澆筑TRC高強聚合物漿液，提升TRC表面的平整度，同時為聚合物硬化期間提供足夠豎向支撐力，有效避免聚合物下墜導(dǎo)致的空鼓、脫落，提升TRC加固效果。

2.2.8注入高強聚合物砂漿

根據(jù)設(shè)計要求進行漿料配制，采用強制式攪拌機進行攪拌，從灌漿入口灌入高強聚合物砂漿，灌注速率應(yīng)均勻穩(wěn)定，待出口處出現(xiàn)砂漿時應(yīng)減緩灌漿速度，出口處排出砂漿均勻、無松散可停止灌漿，并及時封閉出入口（見圖7）。

2.2.9拆模養(yǎng)生

在支模養(yǎng)護3d后拆除模板接著進行4d的灑水養(yǎng)護，即總養(yǎng)護周期應(yīng) 養(yǎng)護期間注意保護處理區(qū)域避免受到硬物撞擊，注意觀察模板是否由于砂漿自身重力發(fā)生變形。

3效益分析

（1）根據(jù)實際開展破壞性對比試驗分析，原狀梁承載能力約為330KN，單一碳纖維筋或TRC加固梁承載能力約為360KN，承載能力提升約為 9.1% ，碳纖維筋復(fù)合TRC加固梁承載能力約為390KN，承載能力提升約為18. 2% ，可證明碳纖維筋復(fù)合TRC加固梁承載能力提升明顯。由于碳纖維筋復(fù)合TRC加固的高強聚合物砂漿用量遠低于兩種單一加固方法的高強聚合物砂漿用量之和，可大量減少材料成本。

（2）可避免高強聚合物砂漿由于自身重力散落過多，浪費材料，減少因加固完成后砂漿不密實、空洞較多等質(zhì)量問題而產(chǎn)生的處理費用。

（3）分節(jié)段模板可重復(fù)使用，有效降低施工成本。

4結(jié)語

采用碳纖維筋復(fù)合TRC加固危舊橋主梁，在植入碳纖維筋后，待改型丙烯酸酯膠黏劑固化，植入鉚釘掛碳纖維網(wǎng)，加固完成后碳纖維筋與TRC能夠同時受力，大幅度增強主梁加固效果。針對碳纖維筋和TRC加固工藝中噴射高強聚合物砂漿不密實問題，采用搭設(shè)模板工藝，分段灌注高強聚合物砂漿，充分排出空氣，使高強聚合物砂漿密實并表面平整，防止高強聚合物砂漿與碳纖維筋、碳纖維網(wǎng)脫空，保證新舊結(jié)合面接觸緊密。通過碳纖維筋復(fù)合TRC及搭設(shè)分節(jié)段模板的方法，確保了橋梁主梁加固后強度明顯提高。

參考文獻

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