武漢建筑加固公司 ，武漢碳纖維建筑加固 ，【陸工】，武漢建筑加固公司 ，武漢碳纖維建筑加固，武漢房屋加固公司，摘 要：本文分析了碳纖維布在加固混凝土橋梁結構受彎性能中的受力特點，并根據近幾年來在武漢地區(qū)的工程實踐，總結了粘貼碳纖維布加固的施工工藝要求和質量控制。

關鍵詞：碳纖維布；橋梁加固；施工工藝

1 碳纖維布加固的優(yōu)點

與傳統(tǒng)的粘鋼法等其他加固工藝相比，采用碳纖維布加固舊橋具有以下幾個方面的優(yōu)點：

①不增加結構恒載及斷面尺寸：碳纖維布的自重一般僅為150~450g/m2，設計厚度為0.111~0.167mm，對整個結構重量及橋下凈空的影響微乎其微，可忽略不計。

②可適應不同結構的外表尺寸，成型方便：特別對于斜、彎、坡及異型結構的加固，若采用傳統(tǒng)的粘鋼法等加固措施，施工難度大，而采用碳纖維布加固法，因碳纖維布的隨型性極強，可以隨結構外形變化任意施工。

③對原結構不會產生新的損傷：碳纖維加固補強系采用配套樹脂等粘結材料，不需要設置錨固螺栓和開鑿混凝土等，因而不會對已經損傷的結構產生新的破壞。

④碳纖維布具有優(yōu)良的耐化學腐蝕性：由于加固只使用碳纖維布和配套樹脂，因而具有耐酸、堿、鹽和大氣環(huán)境腐蝕等性能。

2 碳纖維布加固的材料要求

加固混凝土構件所用的碳纖維布，是由碳纖維長絲經編織而制成的柔軟片材。加固混凝土構件時，按構件的不同受力特點用粘結材料將碳纖維布有序地纏繞粘貼于構件表面，實現對構件變形的約束并因此提高構件的極限強度和承載能力。

在舊橋加固的應用過程中，碳纖維布的抗拉強度一般不宜小于3000mpa，彈性模量不小于2.1x105 mpa。根據碳纖維布的品質不同，其厚度一般在0.11~0.43mm之間，幅寬在20~100cm，卷材長度為50~100m。對于橋梁加固工程而言，單層碳纖維布單位面積碳纖維質量不宜低于150g/m2，一般不超過450 g/m2，若施工質量有可靠保證的前提下，單層碳纖維布單位面積碳纖維質量可提高到600 g/m2。

粘結材料是保證碳纖維布與混凝土共同工作的關鍵，粘結材料需要有足夠的剛度和強度，同時也要有足夠的韌性。

粘結材料一般是由主劑和固化劑配制而成，通常分為適合于冬天及夏天使用的冬用型和夏用型兩種類型。主劑和固化劑按照工藝要求與規(guī)定的比例混合均勻，以形成所需要的底層樹脂、找平樹脂、粘結樹脂。底層樹脂、找平樹脂的正拉粘結強度一般不得小于2.5mpa和被加固混凝土的抗拉強度標準值。粘結樹脂在粘結材料中起著至關重要的作用，因此其性能指標要求一般按照表1內的數據來進行控制。

表1    粘結樹脂性能指標要求

3 碳纖維布加固的受力特點

碳纖維布加固鋼筋混凝土抗彎構件，是通過將碳纖維布粘貼于構件受拉區(qū)，代替或補充鋼筋的受拉性能，從而提高構件的抗彎承載力。粘貼碳纖維布后，在構件受拉區(qū)混凝土開裂前，碳纖維布的應變很小，基本不發(fā)揮作用；在混凝土開裂后，碳纖維布逐漸參與共同受力，應變增長加快；而在鋼筋屈服后，碳纖維布充分發(fā)揮作用，應變增長迅速加快，其高強高效的性能得以充分體現。

碳纖維布加固混凝土構件，在提高其抗彎承載力時，還可能對抗彎構件的破壞形態(tài)產生影響。當碳纖維布用量過多時，構件的破壞形態(tài)將由碳纖維被拉斷引起的破壞轉變?yōu)榛炷帘煌蝗粔核槠茐?。同時，由于碳纖維為完全彈性材料，它與鋼筋的共同工作會減弱鋼筋塑性性能對構件延性的影響。碳纖維布用量過多，構件延性將有所降低，一旦發(fā)生拉斷或剝離等脆性破壞，具有突發(fā)性，故碳纖維布用于鋼筋混凝土梁式橋的加固補強時，應根據實際情況合理使用。

4 碳纖維布加固的施工技術與質量控制

（1）施工技術

碳纖維布加固技術是依賴于碳纖維布與混凝土表面的粘貼效率，所以一般要求基面的混凝土強度等級不低于c15，同時要求被加固構件應具有良好的保護層，即基面平整且具有一定強度。對于構件有剝落、起皮、腐蝕、裂縫及嚴重碳化等表面缺損，必須先進行修復，并應將粘貼基面打磨平整、整理干凈，而且不應有尖銳楞角和浮灰粉塵，以防止碳纖維布的局部破壞和粘貼失效。

涂刷底層樹脂時，一般按比例準確配制好膠水后攪拌均勻，且一次調和量應在可使用時間內用完，以確保粘結質量。在涂刷過程中，要用滾筒或刷子均勻地涂抹在基面上，實際施工時要注意直橫均勻涂抹，自然風干。若在冬季施工時，則膠的粘度較高，不能涂得太厚，底膠硬化后，在表面有凸起部分時，要用磨光機或砂紙打光；待底膠手指接觸干燥后，才可以涂刷找平樹脂與粘結樹脂。

用碳纖布加固混凝土構件，一般都采用薄布多層的粘貼方法，使其與粘結材料充分浸潤，并用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使碳纖維布與浸漬樹脂充分結合，以確保粘結效率。由于在實際施工過程中，經常需要對碳纖維布進行搭接和截斷處理，對于加固用的碳纖維布一般不宜采取沿主纖維方向的搭接，尤其是對受拉構件和受彎構件受拉區(qū)的加固。根據國內外對碳纖維布與混凝土間的粘結錨固的試驗結果，粘結應力主要集中于端部100mm范圍內，粘結破壞是脆性的，且粘結應力一般不會產生擴展。因此，若碳纖維布確需搭接時，其搭接部位應避開構件應力*大區(qū)段，搭接長度不應小于100mm，且搭接端部應平整無翹曲。若碳纖維布需多層搭接，則各層接口位置，不應在同一面，其接口位置的相互凈距一般應大于200mm。

在碳纖維布加固施工時，對于周圍環(huán)境的溫度和濕度都有一定的要求，一般施工時都應在5℃以上的溫度條件下進行，且濕度過大對于樹脂固化有著不利的影響，因此在雨天和可能結露的天氣，應當停止施工。

（2）施工時質量控制

⑴施工溫度

由于環(huán)氧樹脂在低溫下固化過程比較緩慢，涂層不易均勻，因此一般施工溫度都選擇在15℃~28℃的溫度下進行施工。如果施工時氣溫較低，必須采取相應得加溫養(yǎng)護措施，如用紫外線燈烘烤等措施來進行施工。

⑵應保持成型所需要的壓力

橋梁粘結加固補強工程，大多數都是在梁（板）的底面進行，由上而下進行粘貼。無論采用哪一種補強材料，如果成型時施加的壓力不足，勢必會造成加固補強層下墜，與混凝土之間的粘合不緊密，以致使補強層材料發(fā)生脫落，影響加固補強的效果，特別對于較長的梁體加固而言，可以在粘貼范圍內設置碳纖維布u型箍錨固（圖2）。u型箍應在粘貼范圍內均勻布置，、而且一般在端部需設置一道，u型箍的粘貼高度宜伸至板底面，每道u型箍的寬度與厚度均不宜小于受彎加固碳纖維布寬度的一半。

⑶空鼓處理

粘貼時樹脂涂刷要均勻，并用力刮平，將氣泡擠出來，以免形成空鼓和脫膠，影響加固補強的效果。若檢查發(fā)現粘貼出現了空鼓現象，可采取注入環(huán)氧樹脂法、割刀切入填充樹脂修補法、補丁修補法等措施予以彌補。

5 工程效果

（1）金山區(qū)興塔南徐渡橋

該橋是八十年代由武漢市金山區(qū)水利部門建造的單孔56m鋼筋混凝土桁架拱橋，橫斷面為3片桁架拱加微彎橋面板組成。橋面全長65m，橋面總寬6.1m。原橋梁設計荷載等級為汽車-10級，履帶-50。根據建設單位的要求，將橋梁結構荷載等級提高為汽車-15級，經驗算，跨中約l/3范圍內的正彎矩不足，距橋臺約l/3位置處的負彎矩不足，為避免對原結構產生新的損傷，因而采用碳纖維布加固的措施。橋梁各肋上下緣，粘貼碳纖維布加固，碳纖維布采用厚度0.167mm，重度300g/m，纖維抗張強度不小于3500mp,拱肋上緣負彎矩*大區(qū)10m范圍內采用粘貼兩層碳纖維布進行加固，下緣跨中正彎矩*大區(qū)段采用粘貼三層碳纖維布進行加固。粘貼完成后表面涂刷一層水泥砂漿，使結構外觀顏色一致。經過荷載試驗表明，橋梁在經過碳纖維布加固補強后，橋梁的荷載等級由汽車-10級，履帶-50提高到了汽車-15級，滿足了車輛通行能力的要求。

（2）滬寧高速公路立交工程2#a獨立機孔橋

該橋為單跨簡支板梁橋，主梁為普通鋼筋混凝土板梁，橋長8m，拓寬橋梁分為左右兩幅橋,橋寬總計21.5m，橋臺為重力式素混凝土橋臺。由于橋臺臺身沒有布設鋼筋，上部結構板梁產生的溫度應力通過支座傳遞至橋臺，致使臺身受彎，出現橫向裂縫。經現場觀測，橋臺臺身距臺帽40~60cm處有橫橋向裂縫，裂縫細長。

為保證結構**和避免裂縫進一步增大提高橋梁臺身的抗彎能力，針對臺身裂縫，進行了加固維修。首先原有臺身裂縫均采用持續(xù)低壓注射修補工法進行修補，再用環(huán)氧砂漿封閉裂縫。然后采用對碳纖維布對橋臺臺身進行加固，碳纖維布間距為1m一道，每道粘貼三層碳纖維布，碳纖維布采用寬度250mm，厚度0.11mm，纖維抗張強度不小于3400mpa,拉伸彈性率2.45x105mpa,兩幅橋碳纖維布面積共48.2m2。橋臺臺身在使用碳纖維布加固后，經過了三年左右的運營，臺身裂縫的生長得到了有效的遏制與封閉，橋梁病害得到了很大程度的緩解，從而提高了橋梁結構的整體**性能。

6 小結

粘貼碳纖維布結構加固技術是一種新型的加固技術，已經得到較為廣泛的應用。該項技術是結構性加固技術，對于橋梁的**運行致關重要。加固施工時，務必嚴格控制原材料質量和施工質量，以充實發(fā)揮該項技術的優(yōu)勢。

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