在橋梁裂縫修補中粘貼碳纖維技術的應用

楊福林

摘 要：近年來，隨著國家經濟的發(fā)展，我國基礎設施特別是橋梁工程獲得了較快發(fā)展，但因橋梁施工環(huán)境及工藝復雜，其容易出現一些質量問題。橋梁施工中經常會出現裂縫問題，對出現的裂縫問題采取必要的措施進行解決能夠更好的保證其使用性能。在橋梁施工中，對裂縫問題進行解決的方法很多，其中，粘貼碳纖維對提高橋梁的承載能力很有效果。文章對碳纖維的優(yōu)點和缺點進行了論述，同時，對其在施工中的工作機理進行了分析，在具體的施工工程中對其進行了施工工藝介紹，為以后的工程施工提供依據。

關鍵詞：橋梁工程；裂縫；碳纖維

1 前言

在經濟快速發(fā)展的影響下，我國的交通行業(yè)獲得了很好的發(fā)展，尤其是高速公路建設，在公路施工中，橋梁施工是非常重要的組成部分。但是，在公路橋梁施工中出現了很多的質量問題，其中比較常見的質量問題是裂縫。橋梁施工中出現裂縫問題一定要采取必要的措施進行處理，在處理方法中，壓力注膠法比較常用，但是，在處理之后經常會受到混凝土收縮變形的影響，導致其還會出現開裂的情況，在這種情況下，在混凝土表面上粘貼具有一定預拉力的碳纖維能夠對裂縫周圍砼產生一定的壓應力，這樣混凝土不會再出現開裂的情況。文章對橋梁裂縫的處理技術進行分析，對碳纖維在加固方面的效果進行了闡述，對以后的施工提供了參考。

2 碳纖維簡介

碳纖維在施工中進行應用具有強度高、比模量高以及抗腐蝕性好的優(yōu)點，因此，在橋梁工程施工中得到了廣泛的應用。碳纖維的自重比較輕，在施工中設計的厚度能夠進行很好的控制，而且，在施工中和樹脂材料進行結合使用，在重量方面也能進行很好的控制。在橋梁工程中，應用碳纖維對整個工程結構的重量影響很小，而且，在進行加固的時候，加固的方法也有很多，但是和其他方法進行比較，這種方法在進行加固的時候能夠在斷面尺寸方面進行調整，因此，對整個橋梁結構的外觀不會有很大的影響。碳纖維加固方法在進行施工的時候比較方便，操作方式簡單，施工的時候工期能夠很好的控制，而且在施工中不需要大型施工設備，這樣施工中不會受到空間的限制，同時，對交通也不會有很大的影響。碳纖維布在施工中比較隨意，因此，對不同構件形狀也能進行很好的應用，同時，在成型方面也比較方便。

加固碳纖維布可以利用環(huán)氧樹脂，這種材料能夠和碳纖維材料很好的結合，因此，在施工中對混凝土的結構不會產生很大的影響，對原構件的狀態(tài)不會進行損毀。碳纖維材料具有很好的物理性能，因此，在進行施工的時候具有很好的強度，同時，在施工中，高模量也能對構件的承載力進行提高，對受力的性能進行改善，這樣能夠更好的實現加固的目的。

碳纖維材料具有很多好的特性，同時，在使用過程中不會出現腐蝕性，具有很好的耐熱性，在使用以后，對環(huán)境適應效果非常好。這種材料在化學性質方面比較穩(wěn)定，因此，施工后不會受到化學物質影響，在使用以后還具有很好的耐久性，因此，在橋梁使用過程中不會再出現其他問題。碳纖維材料在使用以后，不會受到外界材料很大的影響，即使出現很大的自然災害對其結構也不會產生很大的影響，因此，在施工中得到了廣泛的應用。

3 粘貼碳纖維法加固原理

將抗拉性能非常好的碳纖維布在出現裂縫的位置進行施工，能夠提高原結構的承載能力，同時對橋梁的使用性能進行改善。橋梁的主體應力方向進行碳纖維布的粘貼，這樣能更好的提高橋梁的使用性能。在進行粘貼的時候，要對混凝土表面的裂縫進行必要的約束，這樣能夠防止混凝土出現更大的裂縫，導致施工中出現更多的問題。對混凝土的抗彎剛度進行改善，能夠更好的提高橋梁結構的受力情況。

碳纖維布進行加固，對混凝土結構能夠進行很好的提高，同時，在進行施工的時候，要對抗拉強度進行改善，這樣更好的保證施工的效果。在施工中，對碳纖維材料使用量也要進行很好的控制，并不是使用越多越好。使用過多的材料會導致橋梁結構受到破壞，因此，在進行施工的時候一定要避免出現這樣的問題。

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帘煌蝗粔核槠茐摹Ｅc此同時，由于碳纖維為完全彈性的材料，它與鋼筋的共同作用會減弱鋼筋塑性性能對構件延性的影響。碳纖維布用的過多，構件的延性將有所降低。

碳纖維和混凝土具有相近的溫度線膨脹系數，不會由于溫度變化產生較大的溫度內應力而破壞兩者之間的粘結。

4 工程實踐

對一個施工中的高度公路橋梁施工情況進行分析，能夠對出現的問題進行更好的解決，同時，對橋梁施工中的問題也能采取必要的措施進行預防。在施工前要對施工現場的地質情況進行很好的勘查，這樣在施工前能夠做好施工準備工作，同時對出現的問題也能采取措施進行預防。

設計要求地基承載力不小于230kpa，實測分別為：0#：301.6kpa；1#：213.8kpa；2#：303.2kpa；3#：273.6kpa；4#：316.0kpa。裂縫原因：2013年6月21日上午，建設、設計、監(jiān)理、施工等單位對裂縫進行了分析討論，認為該橋拆除鋼管腳手架從第二孔開始，然后拆除其它孔徑鋼管腳手架，以致于由于橋梁體系轉換，造成第二孔橋梁底板出現裂縫。裂縫處理：采用裂縫注入補強加固法，利用灌注器提供恒定低壓以克服毛細現象，將專門適配的AB灌縫樹脂注入裂縫中，使裂縫處混凝土斷面粘合在一起，恢復其整體性并改善裂縫處的承載能力，同時封堵裂縫，使膠粘劑與混凝土保護層形成一個整體，以恢復其對鋼筋的保護功能，避免接觸腐蝕性介質而造成鋼筋生銹。根據以往的經驗，現場共14條裂縫中有13條可以灌注；對細小裂縫，由于無法確保充分注入，應在縫口反復涂刷粘接劑以封閉。

裂縫注入的工藝流程：裂縫調查→裂縫觀測→確定注入器的安設分布方案→清理裂縫→安裝注入器底座→封閉裂縫→配制注入材料→自動注入→確認注滿→拆除注入器及底座→修整裂縫口→進入后序工程。

表層處理：清除裂縫表面的灰塵，油污。確定注入口：一般按20～30cm的距離設注入口，注入口的位置應盡量在裂縫較寬、開口較通暢的部位。封閉裂縫：沿裂縫處認真釘設2-3Cm寬的臨時封閉膠，并安裝注膠底座。安設自動壓力灌漿器并注漿，注漿時間為5分鐘左右，注滿時一般封縫膠旁邊有潮濕現象，那是注滿后有少許漿滲出的緣故。樹脂固化后敲掉底座及堵頭，清除表面封縫膠。

碳纖維工程施工：橋梁底板砼表面用砂輪或砂布打磨干凈，除去表面的浮漿、油污等雜質，直至完全露出混凝土結構新面。粘貼碳纖維片后需要自然養(yǎng)護24小時達到初期固化，固化期間應保持不受干擾，達到設計強度所需要的自然養(yǎng)護周期為一周左右，此期間應防止貼片受到硬性沖擊。加固養(yǎng)護完成后，在加固碳纖維布上涂上與混凝土顏色一致的涂料。

5 結束語

近年來，我國的經濟發(fā)展迅速，在經濟發(fā)展中，對基礎設施建設非常重視。基礎設施建設不僅僅能夠提高經濟的發(fā)展，同時，也能對人們的生活水平進行提高。橋梁工程的施工對人們的出行以及交通行業(yè)的發(fā)展有很大的影響，橋梁工程施工面臨的施工環(huán)境通常都比較復雜，而且，在施工過程中應用的施工技術比較多，這樣就使得施工中質量無法得到保障。對具體的工程施工進行分析，能夠在施工技術方面進行提高，為以后工程施工提供參考。