康國東

(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000)

碳纖維加固技術(shù)在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)施工中的應用研究

康國東

(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150000)

隨著我國公共交通事業(yè)的不斷發(fā)展，混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的應用日益普遍，在國內(nèi)的交通運輸中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)施工中，采用碳纖維加固技術(shù)對橋梁結(jié)構(gòu)做好加固處理提升橋梁的質(zhì)量和承載能力具有很大的現(xiàn)實意義。筆者從碳纖維加固技術(shù)的概況入手，具體說明碳纖維材料的特性和優(yōu)勢，然后，結(jié)合我國混凝土橋梁結(jié)構(gòu)施工中碳纖維加工技術(shù)的具體應用提出有效對策，最后強調(diào)碳纖維加固技術(shù)在具體應用中的注意事項，希望對我國以后混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的施工有所裨益。

碳纖維加固技術(shù)；混凝土；橋梁結(jié)構(gòu)；應用

1 碳纖維加固技術(shù)概況

在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)中，碳纖維材料是一種新型加固技術(shù)材料，具有彈性好、強度大和韌性高等特性，其抗壓性是普通鋼筋混凝土材料的10倍以上。其基本工作原理是通過將碳纖維合成碳纖維布后，根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的具體受損情況，將碳纖維布粘附在橋梁結(jié)構(gòu)受損部位的表面，分散橋梁結(jié)構(gòu)的受力情況，減輕單位面積內(nèi)橋梁結(jié)構(gòu)的負荷量，從而達到加固的良好效果。

2 碳纖維材料的基本特性和加固優(yōu)勢

2.1 碳纖維材料的基本特性

在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)施工中，碳纖維材料是一種常采用的加固材料，由高彈性的連續(xù)性碳纖維組成，并呈單向束狀排列。其基本特性：①拉伸強度較高 在碳纖維材料中，最為常見的是碳纖維片材，其拉伸強度約為3 000 MPa，與拉伸強度為240 MPa的普通碳鋼板材料相比，碳纖維片材具有極高的拉伸強度；②彈性模量極強 根據(jù)碳纖維片材力學性能的差異分為高模量、高強度和中等模量三個級別，高模量片材的彈性模量極強；③重量很輕 與同單位的普通碳鋼板材料相比，同單位的碳纖維片材重量明顯較輕；④抗腐蝕性好 碳纖維的化學成分間形成穩(wěn)定的化學結(jié)構(gòu)，不易受酸性、堿性和鹽類等各類化學物質(zhì)的腐蝕，具有良好的抗腐蝕性，同時具有良好的耐熱性和耐寒性。

2.2 碳纖維材料的加固優(yōu)勢

在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)加固時，根據(jù)碳纖維材料的基本特性，采用樹脂凝膠將碳纖維加固材料直接粘附于混凝土橋梁結(jié)構(gòu)易受損或受損部位的表面，加強橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的加固施工中，可通過單層或多層粘附，也可通過纏繞等方式對橋梁結(jié)構(gòu)中易受損或受損部位進行加固處理。其加固優(yōu)勢：①保持原狀，結(jié)構(gòu)美觀。在混凝土橋梁結(jié)構(gòu)加固中，碳纖維加固材料粘附在橋梁結(jié)構(gòu)所需要加固的部位，不改變橋梁結(jié)構(gòu)的形狀，不影響橋梁結(jié)構(gòu)的美觀；②自重可忽略不計。碳纖維片材重量較輕，每m2的橋梁結(jié)構(gòu)面積粘附一層厚度僅為1 mm的碳纖維片材后，其重量增加小于0.5 g，采用碳纖維材料加固修補后，對橋梁結(jié)構(gòu)的永久負載量影響很小，可忽略不計；③適用在各種地理環(huán)境。調(diào)查表明：普通加固材料在水工結(jié)構(gòu)、港工結(jié)構(gòu)、給排水結(jié)構(gòu)、地下結(jié)構(gòu)和化工車間等處容易出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。而碳纖維片材化學結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，適用于各種酸性、堿性和鹽類等地理環(huán)境。

3 碳纖維加固技術(shù)在橋梁施工中的應用

碳纖維加固技術(shù)在我國是一項較新的加固技術(shù)，通過粘附快速加固橋梁結(jié)構(gòu)，適合用于橋梁結(jié)構(gòu)的加固，且在加固期間不影響橋梁的正常運營。碳纖維片材重量較輕，在橋梁結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場粘附，易于橋梁高空作業(yè)。

在我國橋梁結(jié)構(gòu)實施工程中，應用加固效果較好的是綜合加固法。綜合加固法是以碳纖維加固為主，以其他方法加固干預為輔，其他方法根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)場的外觀、技術(shù)狀況和加固設(shè)計要求確定。當前，在我國以碳纖維加固為主的綜合加固法常采用裂縫封閉和裂縫灌漿等輔助方法。

目前我國橋梁結(jié)構(gòu)施工中采用的碳纖維片材和樹脂凝膠等加固材料，大多數(shù)均是國外進口材料，很少產(chǎn)于國內(nèi)，且少量的國內(nèi)碳纖維加固材料的質(zhì)性、均勻度和樹脂含量等指標上與國外進口材料仍有很大差距。國外進口加固材料的價位高，這在很大程度上直接影響到碳纖維加固技術(shù)在我國橋梁結(jié)構(gòu)實施中的普遍應用。采取先進技術(shù)和相關(guān)措施提高國內(nèi)碳纖維加固材料的質(zhì)量水平尤為重要。

在國外發(fā)達國家碳纖維材料科學研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國橋梁結(jié)構(gòu)實施中具體問題和加固特點，總結(jié)適合我國橋梁結(jié)構(gòu)實施中碳纖維加固技術(shù)的應用指南，用于指導橋梁結(jié)構(gòu)施工中實際問題。碳纖維加固技術(shù)在我國橋梁結(jié)構(gòu)實施中的普遍應用，這需要結(jié)合我國橋梁工程的特點深入研究并不斷提高，將我國橋梁結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)提升到新的高度。

4 碳纖維加固技術(shù)在應用中的注意事項

在我國橋梁結(jié)構(gòu)實施中，采用碳纖維加固技術(shù)應注意以下幾個方面：①在施工中，要先做好橋梁交通的封閉工作，為防止因橋梁加固施工引起的交通堵塞，可安排相關(guān)人員指揮橋梁附近的交通；②在施工中，盡量選用輕型機械設(shè)備完成橋梁路段混凝土清理工作，以最大限度地防止工字梁和微彎板等問題的發(fā)生；③在加固前，保證現(xiàn)場精確測量需加固的具體橋梁部位和長度，做好加固前的準備工作；④在加固中，保證碳纖維加固材料與橋梁結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，在必要時可粘附雙層碳纖維片材，達到橋梁結(jié)構(gòu)加固的良好效果；⑤在加固后，考慮碳纖維材料的后期保養(yǎng)和使用壽命，在碳纖維材料的表面涂抹一定的防護材料，如定期涂抹防曬漆防止風干、延緩老化等。

[1] 白波.橋梁施工技術(shù)-混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的粘貼碳纖維加固技術(shù)[J].民營科技,2014,15(7):158-159.

[2] 孫虎躍,李麗,孔超.碳纖維加固技術(shù)在橋梁工程中的應用[J].四川建材,2011,23(1):116-117.

[3] 周勵平,吳愛龍.碳纖維加固技術(shù)在橋梁維修養(yǎng)護中的應用[J].交通世界(建養(yǎng).機械),2015,13(9):38-39.

2016-05-11

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