王榮慶

摘要：我國交通運輸業(yè)發(fā)展迅速，對路橋工程承載量提出了更高的水平，早期的路橋工程由于多種原因已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代運輸?shù)囊?，對其進行加固維修勢在必行。路橋加固技術(shù)較多，各類技術(shù)有其自身特點，在施工時應(yīng)根據(jù)工程特點合理選擇加固技術(shù)。碳纖維加固技術(shù)是一種新型的舊橋維護技術(shù)，本文對該技術(shù)的施工材料、施工工藝及其應(yīng)用評價進行了相關(guān)探討。

關(guān)鍵詞：路橋；加固；碳纖維；施工工藝

1引言

近年來，我國交通運輸事業(yè)發(fā)展極為迅速，一些早期修建的公路橋梁在承擔(dān)日益增加的交通荷載時就顯得有些力不從心，為保證我國交通運輸網(wǎng)絡(luò)的安全性與穩(wěn)定性，我國交通運輸部門開始將舊橋的維護加固當(dāng)作一項重要的任務(wù)進行全面推廣。伴隨著我國經(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展，全國通車?yán)锍虜?shù)持續(xù)增加，再加上我國城市化建設(shè)的進程不斷加快，橋梁總數(shù)也在逐年遞增，因此危舊橋的維護加工工作就變得更加艱巨。本文，將對我國路橋加固技術(shù)及其應(yīng)用進行簡要說明。

2路橋加固技術(shù)介紹

2.1橋面補強層加固技術(shù)

橋面補強層加固主要是針對橋面病害而采取的一種加固技術(shù)，具體實施方法如下：首先將待加固橋面鋪裝層進行鑿出或鑿毛，然后在鑿毛處加鋪一定厚度的補強層，以增加主梁有效高度。該法可改善橋梁橫向荷載能力，從而達(dá)到提高橋梁結(jié)構(gòu)整體承載能力的目的。

2.2粘貼鋼板加固技術(shù)

黏貼鋼板加固技術(shù)是通過樹脂的粘結(jié)力將鋼板和混凝土結(jié)構(gòu)進行緊固的一種技術(shù)，可適用于承受靜力作用，且處于正常濕度環(huán)境中受彎或受拉構(gòu)件的加固維護。該技術(shù)的優(yōu)點是施工速度快，現(xiàn)場施工時對周邊影響較小，且加固后對原結(jié)構(gòu)的外觀及凈空影響甚微。其缺點是該技術(shù)的加固質(zhì)量具有不確定性，膠粘工藝和操作技術(shù)都會對加固效果產(chǎn)生影響。

2.3加大截面加固技術(shù)

加大截面加固技術(shù)是利用增加混凝土結(jié)構(gòu)物的橫截面積進行加固的一種方法，除增大橫截面積外，還可通過增加配筋達(dá)到加固的目的。使用該法時需要注意，被加固的橋梁下部結(jié)構(gòu)具有足夠的的承受力，否則應(yīng)當(dāng)慎用此法。一般來說，常用的方法是加厚橋面板或者加大主梁的梁肋寬度。

2.4錨噴混凝土加固技術(shù)

錨噴混凝土加固技術(shù)源自于隧道施工技術(shù)，當(dāng)混凝土橋梁出現(xiàn)因支點截面尺寸過小而影響抗剪強度的大小時，可選用錨噴混凝土加固技術(shù)對其進行加固維護。

2.5增加受力構(gòu)件，改變結(jié)構(gòu)體系的加固技術(shù)

當(dāng)橋梁承載力不足時，或者由于其他外力作用導(dǎo)致橋梁破損時，可采取一定的工藝，在原有結(jié)構(gòu)上增加新的受力構(gòu)件，從而解決原有結(jié)構(gòu)承載力不足的問題。改變結(jié)構(gòu)體系的主要方法有利用梁的連續(xù)作用、梁和板組合作用、拱梁組合作用等，改變原有橋梁結(jié)構(gòu)的受力體系，提高橋梁的荷載能力。

2.6增加橫向聯(lián)系加固技術(shù)

近年來，橋梁加固施工中應(yīng)用增加橫向聯(lián)系技術(shù)的較多，其加固原理是增設(shè)橋梁的橫向聯(lián)系，改變橋梁上部結(jié)構(gòu)荷載橫向分配情況，從而達(dá)到提高橋梁結(jié)構(gòu)整體承載能力的一種加固技術(shù)。該技術(shù)可適用于T字型或工字型截面梁式橋，施工時常在相鄰主梁之間增設(shè)現(xiàn)澆混凝土橫梁以提高橫向抗彎強度；條件允許時，還可增設(shè)鋼橫梁。該技術(shù)的不足是會對原橋梁結(jié)構(gòu)造成不同程度的損傷，因此若橋梁內(nèi)部配筋分布復(fù)雜的區(qū)域不宜采用該法，以免引發(fā)不必要的安全隱患。

2.7復(fù)合材料加固技術(shù)

復(fù)合材料（FRP）由纖維和網(wǎng)型樹脂組成，常見的有E-玻璃纖維、碳纖維、勞倫纖維三種，其中碳纖維材料是市場上應(yīng)用最為廣泛的一種加固材料，加固時，以樹脂類膠結(jié)為基體，將碳纖維布粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)表層，固化后具有高強度、高彈性模量，能夠起到加強混凝土結(jié)構(gòu)物荷載承受能力的目的。

2.8體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)是將預(yù)應(yīng)力筋布置在主體結(jié)構(gòu)外，一般在梁底或梁側(cè)下部增設(shè)預(yù)應(yīng)力加勁鋼絲索（粗鋼筋）補強，并分別固定在梁的兩端，然后設(shè)置聯(lián)結(jié)構(gòu)件將其構(gòu)成一個折架體系，從而起到抵消恒載應(yīng)力，保護橋梁結(jié)構(gòu)的目的。

2.9粘貼碳纖維增強塑料加固技術(shù)

碳纖維具有材質(zhì)輕、強度高、耐腐蝕的特點，應(yīng)用范圍較廣。該法的優(yōu)點是不增加橋梁結(jié)構(gòu)的自重和截面尺寸，對凈空高度無影響，是哦概念股方便，對原結(jié)構(gòu)的損失小，并且能根據(jù)實際情況進行多層粘貼補強，施工靈活方便；不足之處是彈性模量和強度比值較低，高溫時（>60℃）會出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，因此無法應(yīng)用于橋面加固。加固原理為：用樹脂將碳纖維粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)受拉表面，待樹脂固化后碳纖維和原結(jié)構(gòu)形成新的受力整體，共同承擔(dān)荷載，降低了鋼筋應(yīng)力，從而達(dá)到了加固補強的效果。

3橋梁加固技術(shù)的應(yīng)用

本文以碳纖維加固技術(shù)的應(yīng)用為例，對其施工中的相關(guān)事項進行分類介紹：

3.1材料介紹

根據(jù)以上介紹可知，碳纖維加固技術(shù)主要用到的材料是碳纖維材料和樹脂材料。碳纖維材料一般為片材，其拉伸強度能達(dá)到2400-3400MPa之間，比普通的碳素鋼（240MPa）拉伸強度更具優(yōu)越性。碳纖維材料的彈性模量不同，按照其力學(xué)性能可分為高模量、高強度和中等模量三類，彈性模量較高的高模量碳纖維片材，其伸長率較低。碳纖維片材化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能耐酸堿鹽及其他化學(xué)品的腐蝕，耐寒性和耐熱性也較好。

樹脂類材料包括底層涂料、油灰、浸漬樹脂或粘結(jié)樹脂。底層涂料用于滲透過混凝土表面，促進粘結(jié)；油灰用于填充待加固部位的空隙，已形成平整表面；浸漬樹脂用于粘貼碳纖維布；粘結(jié)樹脂用于粘貼碳纖維板。

3.2施工工藝

3.2.1基底處理

首先，根據(jù)橋梁故障情況確定粘貼碳纖維的范圍，然后將砼構(gòu)件表面的破損處、殘缺處以及碳化層部分進行清潔處理，直至達(dá)到結(jié)構(gòu)密實部位為止；檢查鋼筋外漏部分是否銹蝕，若有銹蝕應(yīng)該除銹后再進行下一步操作。

其次，裂縫處理。對出現(xiàn)裂縫的部位應(yīng)該進行修補處理，若裂縫寬度小于0.2mm，用環(huán)氧樹脂涂刷表面即可；若裂縫寬度超過0.2mm，需要用環(huán)氧樹脂灌縫。

再次，對構(gòu)件進行打磨處理，將表面凸出部分進行修整，并確保段差的平順度。一般可利用磨光機將棱角部分進行磨光處理，使之成為半徑大于30mm的圓角。

最后，對打磨后的構(gòu)件表面進行清洗，然后進行充分干燥。

3.2.2底層涂刷

首先，配置涂料。將主劑和固化劑按照比例稱量后放入容器中，攪拌均勻待用；然后，用滾筒刷蘸取涂料將其均勻的涂刷在構(gòu)件表面；最后，待涂料固化后，用砂紙進行磨光處理。在這一步操作時需要注意兩點，一是配置涂料量不宜過多，應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)用完；二施工條件進行嚴(yán)格控制，當(dāng)氣溫低于5℃、相對濕度大于85、砼表面含水率超過8時不宜施工。

3.2.3構(gòu)件表面殘缺修補

構(gòu)件表面凹陷部位、段差或起拱引起的內(nèi)角要用環(huán)氧膩子修復(fù)至表面平整、順滑之后方可進行下一步操作。

3.2.4貼碳纖維片

碳纖維在運輸、儲存、裁切和粘貼過程中都要做好各項保護措施，防止彎折受損；貼片前用鋼直尺和壁紙刀按規(guī)定進行切割，每段長度控制在6cm左右；碳纖維接頭搭接長度至少為10cm，橫向不需要搭接；按比例加入主劑和固化劑，配置樹脂，用滾筒刷將配置好的樹脂均勻的涂刷在貼片處；貼片時，將碳纖維片和樹脂之間的空氣趕盡，可用羅拉沿著纖維方向反復(fù)碾壓，使樹脂能充分的深入到碳纖維中。

3.2.5養(yǎng)護管理

碳纖維片粘貼完畢后，需要進行24h的自然氧化，才可達(dá)到初期固化。在初期固化階段，一定要排除外界干擾因素。

3.2.6涂裝

根據(jù)工程實際需要，可在樹脂固化后加固補強，涂刷耐火涂層和色彩。

3.3碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用評價

碳纖維加固技術(shù)就其施工工藝、施工難度、加固效果而言具有一定的優(yōu)勢，尤其是對周邊環(huán)境影響較小；但由于材料多為進口材料，因此技術(shù)的經(jīng)濟性較差。碳纖維加固技術(shù)作為一種新型的橋梁維修技術(shù)，在我國應(yīng)用還未全面普及，需要結(jié)合工程實際不斷探索和研究，以提高我國舊橋加固維修技術(shù)。同時，我國還應(yīng)加快碳纖維類材料的研發(fā)進度，縮短與國外技術(shù)的差距，降低該技術(shù)應(yīng)用成本。

4結(jié)語

隨著社會的不斷進步，現(xiàn)代交通運輸速度和承載量越來越大，對交通運輸基礎(chǔ)配套設(shè)施提出了更高要求。為保證我國交通運輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性，需要對早起的舊橋進行加固處理。加固處理技術(shù)種類較多，其中碳纖維加固技術(shù)作為一種新型技術(shù)，具有施工方便、影響小、加固效果好的特點，因此得到了廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]王全界.路橋施工中加固技術(shù)的應(yīng)用分析[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（上），2014，（7）：72-73.

[2]于清源.路橋施工中加固技術(shù)的應(yīng)用探究[J].黑龍江科技信息，2015，（25）：178-178.

[3]李青.加固技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014，（15）：77-78.

[4]宋鐵剛，郭超.基于路橋施工的加固技術(shù)應(yīng)用研究[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)（下半月），2014，（16）：164-165.

[5]白玉娟，劉兵，薛晶晶等.路橋施工中加固技術(shù)的應(yīng)用分析[J].河南科技，2014，（7）：170.

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