趙高云

摘 要：文章概述了預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)，并以某橋梁工程為例，探析了外部粘貼預(yù)應(yīng)力碳纖維板技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)加固工程中的實(shí)踐應(yīng)用，旨在為類似橋梁工程的維護(hù)和施工人員提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力碳纖維板技術(shù)；橋梁結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU757 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）29-0158-02

1 概 述

碳纖維板具有非常強(qiáng)的耐腐蝕性能，并且已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑行業(yè)耐腐蝕性能最好的材料之一。

根據(jù)相關(guān)研究表明，長(zhǎng)時(shí)間日照、凍融循環(huán)、弱堿以及弱酸等對(duì)碳纖維老化性能、力學(xué)性能的影響非常小，被廣泛的推廣和應(yīng)用在現(xiàn)代建筑施工和維修領(lǐng)域，尤其是橋梁結(jié)構(gòu)加固維護(hù)中。

因此，文章針對(duì)部粘貼預(yù)應(yīng)力碳纖維板技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)加固工程中的應(yīng)用的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)的概述

預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)和非預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)相比，能夠充分的發(fā)揮碳纖維板材的強(qiáng)度，有效的提高抗變形能力和抗裂能力。

預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用，能夠有效的提高結(jié)構(gòu)的抗變形能力，提高橋梁結(jié)構(gòu)承載力的同時(shí)，還能夠提高結(jié)構(gòu)的整體剛度；提高構(gòu)建的抗彎承載力，抑制裂縫的產(chǎn)生；節(jié)省大量的材料和降低成本。

正是由于預(yù)應(yīng)力碳纖維加固技術(shù)的優(yōu)越性，被廣泛的推廣和應(yīng)用在現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)加固中。

3 外部粘貼預(yù)應(yīng)力碳纖維板技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)加固工 程中的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 工程實(shí)例

文章以某橋梁工程為例，該橋梁工程服役時(shí)間已經(jīng)超過40年，橋梁全長(zhǎng)50 m，雙跨，單跨為19.5 m，橋梁的通行荷載設(shè)計(jì)為掛80、汽-15。

由于該橋梁運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)，相關(guān)部門于2015年，對(duì)橋梁進(jìn)行了檢測(cè)，通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該橋梁抗彎剛度嚴(yán)重退化，并且存在許多受力裂縫，專家勘查后檢定該橋?yàn)槲?，需要?duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，綜合各種因素，決定采用預(yù)應(yīng)力探險(xiǎn)版技術(shù)進(jìn)行加固，加固施工完成后，碳纖維板和橋梁結(jié)構(gòu)粘結(jié)良好，并且和混凝土應(yīng)變協(xié)調(diào)，有效的提高了橋梁結(jié)構(gòu)的抗變形能力、抗裂能力，提高了橋梁結(jié)構(gòu)的整體承載能力，獲得了良好的實(shí)踐效果。

3.2 外部粘貼預(yù)應(yīng)力碳纖維板技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)加固工程 中的應(yīng)用

3.2.1 施工工藝

外部粘貼預(yù)應(yīng)力碳纖維技術(shù)的工藝流程表現(xiàn)為：

①施工準(zhǔn)備。在進(jìn)行施工之前，應(yīng)該對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)與被加固構(gòu)件砼的實(shí)際狀況進(jìn)行調(diào)查，然后指定科學(xué)的施工方案與計(jì)劃，提前準(zhǔn)備好施工所需要的機(jī)械設(shè)備和材料。

②表面處理。外部粘貼預(yù)應(yīng)力碳纖維板技術(shù)，是一種有粘貼后張預(yù)應(yīng)力的施工技術(shù)，通過化學(xué)膠粘劑將橋梁結(jié)構(gòu)和碳纖維板粘結(jié)成一個(gè)整體，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的裂縫和變形具有非常強(qiáng)的束縛作用。為了保證橋梁結(jié)構(gòu)和碳纖維板具有良好的粘結(jié)效果，需要在進(jìn)行粘貼之前將混凝土表面清理干凈，并采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的灌封密封處理，并將混凝土表迷昂打磨光滑，將表面的油污、浮漿等清理干凈，直至混凝土結(jié)構(gòu)表面完全露出來。將裂縫位置的混凝土、雜物等清理干凈，并采用環(huán)氧樹脂將裂縫或者孔隙填平，并用直尺對(duì)混凝土表面的平整度進(jìn)行檢測(cè)，如果出現(xiàn)超過允許偏差范圍的現(xiàn)象，必須進(jìn)行重新找平。

③錨具的安裝。在進(jìn)行碳纖維板張拉施工之前，需要將錨具安裝在指定的位置，梁底、梁側(cè)錨具安裝如圖1、圖2所示，先將安裝位置的混凝土鑿開，然后將環(huán)氧膠泥放置在混凝土表面作為墊層，同時(shí)在錨具螺口對(duì)應(yīng)的位置安裝化學(xué)錨栓。在進(jìn)行錨具安裝時(shí)應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面：保證兩端錨具安裝整齊，保證化學(xué)錨栓和環(huán)氧膠泥能夠共同作用；盡可能保證混凝土表面和錨具地板帶齒表面處于同一平面。

④地層樹脂的涂刷。當(dāng)環(huán)氧膠泥和復(fù)合砂漿初凝之后，將碳纖維板材安裝在張拉機(jī)具上，在碳纖維板材表面和混凝土表面涂抹專用膠粘劑。

⑤碳纖維板材的張拉。當(dāng)膠粘劑初凝完成之后進(jìn)行碳纖維板材的張拉施工，在進(jìn)行張拉施工之前應(yīng)該將電阻應(yīng)變片粘貼在碳纖維板上，同時(shí)在張拉機(jī)上安裝力傳感器。在進(jìn)行張拉時(shí)應(yīng)該控制應(yīng)變和應(yīng)力，張拉完后需要對(duì)橋梁混凝土和碳纖維板之間的粘結(jié)狀況進(jìn)行檢查，如果存在橋梁混凝土和碳纖維板之間存在沒有填充密實(shí)的空隙，則應(yīng)該進(jìn)行壓板，保證兩個(gè)面能夠良好的粘貼。

⑥養(yǎng)護(hù)管理。當(dāng)碳纖維板張拉施工完成之后，應(yīng)該卸下張拉機(jī)具，并進(jìn)行錨具的防腐處理，在加熱恒溫儀對(duì)碳纖維板進(jìn)行恒溫加熱養(yǎng)護(hù)。通電一段時(shí)間之后，粘結(jié)劑完全的凝固停止加熱，為了防止對(duì)碳纖維板造成破壞，還應(yīng)該用碳板進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)。

3.2.2 荷載試驗(yàn)

荷載試驗(yàn)設(shè)計(jì)。分別對(duì)汽-15級(jí)、汽-20級(jí)分別進(jìn)行荷載試驗(yàn)，汽-15級(jí)、汽-20級(jí)的對(duì)象表現(xiàn)為：汽-15級(jí)，車C、車D，標(biāo)重均為300 kN，實(shí)際重量分別為302、314（kN）；汽-20級(jí)，車A、車B，標(biāo)重均為200 kN；實(shí)際重量分別為201、198（kN）。

測(cè)量方法和結(jié)果分析。選取10根主梁，編號(hào)1-10，測(cè)量手段包括兩種：

①利用高精度水準(zhǔn)儀進(jìn)行主梁靜載作用下的變形量進(jìn)行測(cè)量。汽-15級(jí)、汽-20級(jí)在荷載作用下產(chǎn)生的撓度和梁底碳纖維板張拉反拱量，見表1。

由表1可知，對(duì)碳纖維板施加一定的預(yù)應(yīng)力，能夠使主梁產(chǎn)生一定的反向撓度，通過對(duì)汽-15級(jí)荷載作用下的撓度和預(yù)應(yīng)力反拱量相加，最大變形量為2.5 mm，在4號(hào)梁發(fā)生。然后，對(duì)汽-20級(jí)荷載作用下的撓度和預(yù)應(yīng)力反拱量相加，最大變形量為4.5 mm，發(fā)生在4號(hào)梁。由此可見，通過施加一定的預(yù)應(yīng)力面能夠有效的降低主梁荷載作用下的變形量。

②利用粘貼光纖光柵的方式，測(cè)量錨具部分和跨中部位的碳纖維板應(yīng)變力。主梁底部的碳纖維板的應(yīng)變結(jié)果，見表2。

通過對(duì)設(shè)置的錨具部位的光纖光柵顯示的結(jié)果，汽-20級(jí)荷載作用下，主梁底部的錨具周圍的碳纖維應(yīng)變非常小，表明碳纖維板和主梁底部混凝土粘結(jié)非常好，而且和混凝土相互協(xié)調(diào)。

4 結(jié) 語

綜上所述，預(yù)應(yīng)力碳纖維板技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)加固工程中應(yīng)用，能夠有效的提高結(jié)構(gòu)的抗變形能力，提高橋梁結(jié)構(gòu)承載力的同時(shí)，還能夠提高結(jié)構(gòu)的整體剛度，提高構(gòu)建的抗彎承載力，抑制裂縫的產(chǎn)生，并且還可以節(jié)省大量的材料和降低成本。同時(shí)，通過工程實(shí)踐，碳纖維板和混凝土的粘結(jié)狀況良好，能夠改善橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，提高橋梁的整體承載力，而且和混凝土相互協(xié)調(diào)，提高加固效果和延長(zhǎng)橋梁使用壽命，值得廣泛的推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 付春青，付建紅，芮朝瑞.預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)在舊橋加固中的應(yīng) 用[J].山西建筑，2016，42（3）：162-164.

[2] 尚守平，張寶靜，呂新飛.預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固梁橋新技術(shù)的應(yīng)用[J]. 施工技術(shù)，2016，45（4）：95-98.

[3] 黃鎮(zhèn)，林磊，洪德紅.預(yù)應(yīng)力碳纖維板結(jié)合體外預(yù)應(yīng)力加固工程應(yīng)用分 析[J].交通科技，2015，（2）：62-64.