混凝土橋梁混錨纖維帶加固技術應用研究

方 正 賀鴻森

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司， 貴州 貴陽 550081)

0 前言

順近年來，纖維增強復合材料（FRP）在土木工程中的應用一直是國內外研究的熱點。通常的做法是僅使用粘接膠將纖維片材粘貼在構件上，實現共同受力，然而該方法的不足主要在于粘貼后纖維片材容易發生剝離問題，導致被加固結構可靠性存疑、高性能材料性能不能得到充分利用[1]。

圖0 -1 混錨碳纖維布加固混凝土梁示意圖

為了解決剝離問題，本文介紹了一種毫米級緊湊型自鎖式錨具，不僅體量小，厚度薄，操作方便，而且可通過自鎖使剝離破壞得到有效抑制，從而改善加固效果。如圖0-1所示，纖維帶不僅按傳統工藝沿梁長方向粘貼，而且端部通過開縫板加強與梁的結合，這種機械錨固和粘結錨固并用的加固方法稱為混錨加固。前期試驗已經證實該方法的可行性和有效性。

由于混錨技術是一項全新的加固技術，目前有關技術標準尚未提出相應的加固施工工藝和質量控制措施。因此，本文對采用開縫板對纖維帶進行混錨加固的施工工藝加以歸納總結，并提出相應的施工質量控制措施，最后介紹工程應用實例

1 施工工藝

混錨纖維帶抗彎加固鋼筋混凝土梁的施工工藝流程如下圖1-1所示。

（1）定孔位、放線

根據粘貼碳纖維布的設計位置，彈出兩條平行線，作為條帶邊緣位置線。同時，根據條帶端部的方位，確定植筋孔洞的精確坐標，并用紅點進行標記。

（2）鉆孔植筋

為保證植筋膠與孔壁粘結性能，需要使用鉆花對用紅點標記的孔洞進行鉆孔。鉆孔直徑應比植筋螺栓直徑略大2～3mm，所鉆孔洞應盡量與梁底基面保持垂直。

（3）對粘貼纖維帶的范圍進行基底處理

由于風化作用及其它環境影響往往導致既有混凝土梁部分表面藏污納垢，需用角磨機進行打磨處理，除去表層污垢。

（4）下料裁剪

首先，根據量定孔距、繞布長度及張拉桿控制長度綜合確認下料長度L，例如然后取初步下料長度L1為L加30cm左右。最后按照精確長度L2下料，下料L2取L加10cm左右。

（5）～（6）涂刷底膠、調膠浸漬

調制好的底膠應及時使用。在涂刷底膠時，應該使用一次性軟毛刷或特制滾筒將底膠均勻涂抹于混凝土表面，做到涂抹均勻，保證一定厚度要求，避免出現氣泡。待碳纖維布下料完成后，即可將主劑與固化劑按照產品說明比例調配纖維浸漬膠。

（7）～（8）繞布安裝、養護與涂裝

用滾筒將纖維復合材料從一端向另一端滾壓，并且要求滾壓過程中不應產生靜電作用。后將條帶沿之前所確定的邊緣線貼在板面；最后用一塊鋁塑板沿外側輕刮條混凝土板面粘結緊密，膠體均勻浸漬，條帶整體平順，至此安裝完成。當最后一層纖維布施工結束后，應在其表面均勻涂抹一層浸漬樹脂，自然條件下養護風干

2 施工質量檢驗

在粘貼纖纖維帶與混凝土之間的粘結質量可采用敲擊法或其它有效探測法進行檢查。受力加固用的纖維帶與混凝土的正拉粘結強度，應按照《碳纖維片材加固混凝土結構技術規程》（CECS 146）的有關規定進行現場見證抽樣檢驗。若不合格，則應揭去重新進行粘貼，并重新檢查驗收[2]。

3 工程應用實例

3.1 工程概況

金華市白龍立交橋位于金華市溫壽線上，橋梁全長402.74m。由于材料劣化、設計標準提高、車輛超載、施工缺陷等因素影響，原有橋梁結構因承載力不足而出現損壞現象。全橋局部蓋梁水侵害，長青苔。已危及橋梁結構的安全，影響橋梁的正常使用，需要進行加固處理。

3.2 加固方案

在工程質量檢測與復核的基礎上，結合工程現場實際情況，經過充分的方案論證，采用了粘貼混錨碳纖維布的方式對立交橋的蓋梁進行加固，并作為科研試驗，加固方案如圖3-1所示。

3.3 加固效果

在本次白龍立橋加固工程中，共計粘貼碳纖維布56套，碳纖維布與蓋梁表面粘結完好，粘貼密實度經檢驗達到99%以上，施工質量合格。通過加載試驗證明，橋梁的承載力及變形均能滿足要求，混凝土蓋梁的工作狀態正常，未發現新的裂縫，結構完好。現在，該橋交付使用后重新通車已近一年，使用情況良好，經過觀察橋梁的工作狀態正常，未發現任何質量問題。

4 結論

通過白龍立交梁橋加固工程實例證明，利用碳纖維布自鎖混錨加固法對既有橋梁進行加固，能有效改善剝離延性、提高承載能力和纖維強度利用率，現場施工方便快捷，對原結構擾動小。通過現場檢測，目前橋梁結構承載力及變形均能滿足要求，混凝土空心板梁工作狀態正常，使用情況良好。