吳金友

摘 要：對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)加固技術(shù)進(jìn)行介紹，其中著重對(duì)預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)的研究，從施工控制和施工流程總結(jié)了該技術(shù)的施工要點(diǎn)，并結(jié)合通順河大橋施工案例，具體分析該技術(shù)在橋梁工程中的實(shí)際應(yīng)用，取得了良好的施工效果。

關(guān)鍵詞：碳纖維板 橋梁施工 通順河大橋

使用橋梁時(shí)間越長(zhǎng)，其許多病害便會(huì)逐漸暴露出來。此時(shí)便需要相應(yīng)技術(shù)的支持，增加橋梁使用年限，適當(dāng)延長(zhǎng)橋梁壽命，實(shí)踐表明碳纖維板加固工藝能夠從整體上增強(qiáng)橋梁承載能力，提高施工材料重復(fù)利用率。材料利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)要比使用先前加固技術(shù)高，具有比較優(yōu)良的使用前景。目前國內(nèi)關(guān)于預(yù)應(yīng)力碳纖維加固技術(shù)的研究多停留于室內(nèi)實(shí)驗(yàn)階段，因此，有必要在現(xiàn)有理論實(shí)踐基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的分析，以確定其具體加固構(gòu)造及總體設(shè)計(jì)施工方案。

1.碳纖維板加固技術(shù)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在被加固之時(shí)，施工者使用的方法較多，最常見的有粘貼鋼板以及預(yù)應(yīng)力加固法等等。傳統(tǒng)的粘結(jié)碳纖維布方法僅僅具有抑制局部裂縫的功能，加固效果不盡人意。而碳纖維板與鋼絞線相比，優(yōu)勢(shì)更加突出，比如：輕質(zhì)高強(qiáng)以及耐腐蝕還有抗疲勞性強(qiáng)等等，能夠從根本上對(duì)梁體進(jìn)行加固，防止其開裂。另外，有效化解鋼絞線在加固鋼筋之時(shí)所產(chǎn)生的不足，能夠增強(qiáng)橋梁承受能力，降低施工成本。

2.施工控制

預(yù)應(yīng)力碳纖維加固板技術(shù)屬于一種新型加固技術(shù)，施工內(nèi)容主要包括錨固加工、施加預(yù)應(yīng)力等等。通過在施工過程中的施工控制，可以嚴(yán)格控制橋梁加固效果。橋梁施工控制技術(shù)不同于施工質(zhì)量控制的概念，施工質(zhì)量控制是通過施工單位與監(jiān)理單位完成，關(guān)鍵部位由項(xiàng)目經(jīng)理及監(jiān)理工程師親自監(jiān)督，確保工程施工質(zhì)量。

施工技術(shù)控制指對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力及穩(wěn)定進(jìn)行監(jiān)控，保證結(jié)構(gòu)受力安全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。通過監(jiān)理單位完成，監(jiān)督施工解決施工質(zhì)量控制中的關(guān)鍵技術(shù)問題，是質(zhì)量保證中的重要環(huán)節(jié)。施工控制技術(shù)是保證橋梁建設(shè)質(zhì)量的手段，施工控制技術(shù)包括張拉力監(jiān)測(cè)、梁體應(yīng)力繞度監(jiān)測(cè)等保障結(jié)構(gòu)安全內(nèi)容。

3.工藝要點(diǎn)

3.1施工流程

（1）施工準(zhǔn)備工作內(nèi)容有檢查裂縫和混凝土的強(qiáng)度等等。安裝錨桿首先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行放樣，確定張拉端錨固裝置區(qū)域梁底表面混凝土，梁底表面進(jìn)行處理，環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠批嵌1cm開鑿區(qū)域，進(jìn)行壓條安裝。

（2）安裝錨固裝置與梁底間采用環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘貼。采用丙酮碳纖維板表面擦洗，兩端反面涂敷環(huán)氧樹脂粘膠劑，經(jīng)錨頭安裝在碳纖維板上。

（3）安裝張拉設(shè)備首先將張拉螺桿穿過已安裝好錨具的錨頭，張拉端側(cè)在反力塊與錨固裝置之間安裝反力塊。張拉預(yù)應(yīng)力碳纖維板先將錨具夾片與錨板接觸面涂抹潤(rùn)滑油，用壓條鋼板將碳纖維板壓至梁底。張拉預(yù)應(yīng)力碳纖維板，用雙螺帽固定張拉螺桿，最后進(jìn)行防腐處理。

3.2施工監(jiān)控

施工監(jiān)控技術(shù)應(yīng)關(guān)注梁體的響應(yīng)情況，監(jiān)控需對(duì)梁體關(guān)鍵截面的應(yīng)力進(jìn)行跟蹤觀測(cè)，根據(jù)監(jiān)控情況對(duì)設(shè)計(jì)張拉預(yù)應(yīng)力作適當(dāng)調(diào)整。預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)施工監(jiān)控主要內(nèi)容從張拉力，錨固體系等方面研究。

（1）按照混凝土橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際受力特點(diǎn)，在梁體截面橋面設(shè)置豎向位移測(cè)點(diǎn)，評(píng)估梁體繞度響應(yīng)的具體情況?；炷翍?yīng)變監(jiān)測(cè)主要針對(duì)預(yù)應(yīng)力碳纖維板張拉引起應(yīng)力變化較大的截面，分析預(yù)應(yīng)力碳纖維板張拉引起的梁體變化情況。如應(yīng)變化與繞度監(jiān)測(cè)結(jié)果有沖突應(yīng)根據(jù)繞度變化情況綜合判斷。

（2）對(duì)預(yù)應(yīng)力碳纖維板張拉采用應(yīng)力與伸長(zhǎng)量雙控的原則，為準(zhǔn)確測(cè)量預(yù)應(yīng)力碳纖維板的張拉力，考慮錨固體系的構(gòu)造特點(diǎn)，在張拉端油壓千斤頂與錨固間設(shè)置傳感器監(jiān)測(cè)張拉應(yīng)力值。通過設(shè)置壓力傳感器讀取各級(jí)張拉力下傳感器讀數(shù)，準(zhǔn)確獲知預(yù)應(yīng)力碳纖維板張拉力變化情況。

（3）錨固裝置通過群錨連接梁體混凝土，為確保錨固裝置處結(jié)構(gòu)受力安全，對(duì)由碳纖維板張拉引起的梁體應(yīng)力變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)。錨固體系是預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)的主要構(gòu)件，進(jìn)行監(jiān)控中應(yīng)對(duì)錨固裝置進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，保障梁體受力安全穩(wěn)定。

（4）對(duì)存在裂縫病害的被加固梁體，為及時(shí)了解預(yù)應(yīng)力碳纖維張拉中梁體裂縫變化情況，采用裂縫觀測(cè)儀監(jiān)測(cè)關(guān)鍵截面的裂縫。分析判斷預(yù)應(yīng)力碳纖維張拉梁底響應(yīng)情況。通過考慮混凝土橋梁加固特點(diǎn)，預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固工藝研究施工中監(jiān)控測(cè)點(diǎn)布設(shè)問題。

4.橋梁工程中具體應(yīng)用

碳纖維板優(yōu)勢(shì)較多，最常見的優(yōu)勢(shì)為高強(qiáng)度以及耐腐蝕性等等，應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，尤其是被用加固混凝土結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目中。碳纖維板加固工藝能夠?qū)︻A(yù)應(yīng)力張拉，可把碳纖維板錨固于梁構(gòu)件中，預(yù)應(yīng)力能夠讓碳纖維板首先受力，通過碳纖維的高強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)，對(duì)加固梁性能進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

通順河大橋的位置在岳高速公路揚(yáng)越互通E匝道上，橋梁中體的長(zhǎng)度為156m，先簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)連續(xù)，橋梁檢測(cè)發(fā)現(xiàn)1-3，1-5號(hào)梁馬蹄底面大面積混凝土剝落。根據(jù)《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTG H10-2009）規(guī)定要求需進(jìn)行中修。需對(duì)三類以上T梁進(jìn)行預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固。

（1）應(yīng)當(dāng)及時(shí)處理T梁混凝土中的病害，于馬蹄底部張拉預(yù)應(yīng)力碳纖維板。通過膠黏劑增加T梁受拉區(qū)中的預(yù)壓應(yīng)力。按照項(xiàng)目施工之時(shí)的具體現(xiàn)狀，采用合理的方式設(shè)計(jì)項(xiàng)目，提前準(zhǔn)備項(xiàng)目進(jìn)行需要的加固的材料，在項(xiàng)目進(jìn)行之前，應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確掌握碳纖維板位置處的混凝土表層的含水?dāng)?shù)量。如表面溫度<5℃應(yīng)采取措施處理后施工。

（2）混凝土骨料顆粒的脫落能夠在一定程度上影響碳纖維板加固的實(shí)際效果，因此，應(yīng)當(dāng)鑿除混凝土表面的松動(dòng)土層，使用吹風(fēng)機(jī)將梁底部的浮塵吹干凈。適當(dāng)打磨混凝土的高凸土面，從而在預(yù)應(yīng)力碳纖維和混凝土之間留出足夠的縫隙。如果鋼筋需要位移，那么工作者應(yīng)當(dāng)詳細(xì)記錄編號(hào)。用壓縮空氣吹出灰塵，將藥包置入孔內(nèi)，直至錨栓接觸孔底。

（3）張拉端底滑槽導(dǎo)軌中心線與梁中心線平行，偏差沿梁全長(zhǎng)≤3mm，修整鉆孔偏差使用環(huán)氧補(bǔ)膠填補(bǔ)板底與混凝土空隙。張拉前對(duì)錨栓的緊固程度檢查，碳纖維板黏貼表面用粗紗布進(jìn)行糙化處理。碳纖維板刮抹膠液，千斤頂加壓至張拉值100.8kN的5%，分級(jí)加壓張拉至張拉應(yīng)力值100.8kN的10%，如錨具張拉行程位移對(duì)應(yīng)張拉刻錄值>20mm應(yīng)停止張拉。在滿足張拉應(yīng)力值要求后，安裝M16錨具鎖固螺栓，慢慢加壓至張拉設(shè)計(jì)應(yīng)力值100.8kn的110%，拆除千斤頂。

碳纖維板使用膠黏劑進(jìn)行固化工作往往需要在適宜溫度條件下才可進(jìn)行，在>25℃環(huán)境下，7d可受力。施工環(huán)境≤25℃時(shí)，會(huì)導(dǎo)致固化時(shí)間延長(zhǎng)。應(yīng)采取加溫固化措施。預(yù)應(yīng)力碳纖維板張拉體系中，錨具容易產(chǎn)生銹蝕，所以應(yīng)避免陽光直射，待檢測(cè)合格后，對(duì)錨具進(jìn)行防護(hù)。

通順河大橋加固項(xiàng)目完工以后，持續(xù)對(duì)其進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括碳纖維表面防護(hù)層的顏色、T梁的撓度等。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，預(yù)應(yīng)力碳纖維加固系統(tǒng)預(yù)應(yīng)力并沒有產(chǎn)生明顯的變化，橋梁承載能力得到了提高，碳纖維板與T梁底面粘結(jié)效果良好。所有變化值在設(shè)計(jì)許可范圍內(nèi)。

5.結(jié)束語

由此可見，碳纖維板加固工藝已經(jīng)被廣泛用在建造物加固工作中，工作者施工之時(shí)，要深入分析該技術(shù)的關(guān)鍵，按照施工具體流程，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)控，保證橋梁項(xiàng)目穩(wěn)定進(jìn)行。

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