橋梁加固工程碳纖維加固補強施工技術

阮杰武

摘 要：橋梁在投運一段時間之后，承載力會出現明顯下降，橋梁加固處理可以改善橋梁結構承載力不足的情況。碳纖維加固補強技術，在橋梁的加固工程中具有很大優勢。因其材料本身的特性，是一種非常適用的橋梁加固材料。本文將對碳纖維在橋梁加固工程中的補強施工技術進行分析。

關鍵詞：橋梁加固;施工技術;碳纖維加固

0 引言

碳纖維作為一種加固材料，具有其獨特的性質，在加固工程中應用較為廣泛。應用廣泛和原料供給市場的成熟，使得碳纖維的價格逐漸下降。所以，在工程加固領域，碳纖維從材料特性和投資兩個方面凸顯優勢。碳纖維的剛度、強度以及其耐腐蝕的程度都非常適用于工程領域，本身質量較輕，也使得施工過程難度更低。通過碳纖維加固的結構，可以滿足承載力提升的要求，桿件結構等也滿足相關的力學性能和要求。所以，碳纖維加固補強技術在加固工程中具有很大的發展前景。

1 碳纖維材料的特點

1.1 強度高

碳纖維具有較高的強度，具有與鋼材相近的彈性模量。在橋梁加固過程中，可以充分利用其高強度的特點，提高砼構件的抗拉強度，改善構件的受力情況，達到加固要求。

1.2 耐久性好

碳纖維材料主要的化學成分為碳，所以，擁有碳元素化學性質穩定的特點，在酸、堿、鹽等環境中不宜被腐蝕。使用碳纖維加固后的工程結構具有較好的耐久性，與使用鋼材進行加固的方法相比，可以節省防腐、防銹蝕等方面的施工工序，同時，降低后期維護中人力成本和材料成本的投入。

1.3 膨脹性小

材料受到熱脹冷縮的影響越大，結構的穩定程度就越差。在加固工程中，受溫度影響越大的材料，越容易引起脫落和開裂等情況。碳纖維在溫度變化劇烈的環境中，穩定性占優，與其他材料相比，受到溫度的影響時幾乎不發生形變，這一特性是非常突出的。

1.4 施工難度低

使用碳纖維進行橋梁工程加固的施工過程中，一般不需要使用大型設備，所以，需要的現場施工工作面積比較小。同時，碳纖維具有較好的柔性，可以根據加固需求進行裁剪。施工難度的下降，有利于提高施工現場的工作效率。

1.5 施工質量好

碳纖維加固技術只要是通過修補、粘貼來實現的，根據有關的資料顯示，碳纖維加固粘貼的有效率可以達到95%以上。

1.6 質量輕

碳纖維材料的質量較小，且在加固工程中使用的碳纖維片厚度也較小，所以，經過加固后的橋梁構件等不會對原有受力結構有額外的承壓要求，幾乎不影響原有結構的受力情況。

2 碳纖維加固技術

碳纖維因其自身的材料穩定特性被廣泛地應用在橋梁加固與補強工程中，碳纖維加固補強法可以提高橋梁的承載力，特別地，當橋梁下方的空間有限時，碳纖維加固補強法更是理想的選擇。目前，一般選擇粘貼碳纖維到建筑構件的表面，來加固和補強結構。

碳纖維加固補強技術中對于碳纖維材料的處理方法有很多種，其中包括了對混凝土表面的加固補強，建筑構件斷截面修復以及混凝土表面維護、底層涂料維護等。橋梁表面經過長期的風蝕日曬以及雨雪澆淋等作用會產生腐蝕現象，在使用過程中往來荷載的碾壓作用也會對表面產生影響。在橋梁加固和補強的處理中，需要對橋梁需要加固和補強部位的表面進行相應的處理，避免因表層腐蝕、脫落等問題引起連接的不穩定。施工過程中，利用施工機械將表層發生剝落、風化等問題的混凝土進行清除，做好清潔、沖洗、干燥等工作后，才可以進行碳纖維粘結的工序。在出現裂縫的部位，一般預先使用環氧樹脂修復。但是，如果裂縫部位出現滲水、漏水的現象，需要先對漏水進行處理，再使用環氧樹脂修復。

橋梁的橋面在長時間的車輛碾壓過程中，表面混凝土會出現松動脫落現象，致使橋面凹凸不平。這時的橋面已經出現了損壞，需要及時地進行修復和加強。及時的處理，可以有效避免破壞蔓延。在混凝土表面進行修復加強之前，需要對表面進行處理，如上文所述。對坑洼和裂縫等位置使用環氧樹脂填補。在施工過程中，需要注意環境溫度和天氣情況。在溫度小于5℃、降雨天氣或者其他極端天氣時，不宜進行施工。同時，施工現場的空氣要保持通暢，施工人員也要做好安全防護。

3 橋梁加固工程中碳纖維加固補強技術的應用

如上文所述，碳纖維材料的質量較輕，有利于橋梁維修時的施工方便，不僅不需要額外施工設備，也不會對原有結構造成影響，這些都為碳纖維在橋梁加固工程中的廣泛使用奠定了基礎。在一般的老化橋面混凝土加固工程中，需要根據實際情況，對使用加固和補強的技術以及方式、方法等進行選擇。在目前的國內實際工程中，綜合法為最常用的方法。

綜合法，首先需要對需要加固的構件所處的區位環境以及構件本身、結構受力等情況進行檢測。通過信息的提取，結合碳纖維材料的特征，選擇合適的技術手段，進行碳纖維的粘結，最后可以使用環氧樹脂進行灌封。

我國目前的碳纖維加固補強技術的研究剛剛起步，同世界碳纖維加固補強技術的理論研究、技術研究等，都存在一定的差距。我國的碳纖維加固補強技術中使用的材料，主要還是依賴于進口，所以，直至目前為止，碳纖維加固補強技術主要還是在橋梁加固工程中使用。

我國橋梁工程基數大，新增項目也較多。所以，對于研究實驗、數據等的獲取來說，我國國內的工程領域擁有更大的潛力。根據以往的工程經驗，碳纖維加固補強技術指導手冊和有關標準的建立是十分有必要的。可以增強碳纖維加固補強技術的系統性和指導性，使這種技術的發展更專業化。碳纖維的材料本身的特性決定了碳纖維加固補強技術應用的可能，所以，從材料方面自給自足是碳纖維帶來綜合效益和社會效益的關鍵。

4 結語

綜上所述，我國的碳纖維相關技術的研究和發展還處在初級階段，碳纖維加固補強技術的成熟需要更多的從業人員共同努力。在施工過程中的有效指導，以及施工技術操作的規范化，是碳纖維加固補強技術取得長足發展的保證。此外，材料的自有化生產，是碳纖維加固補強技術在我國工程中得到廣泛使用的關鍵。

參考文獻：

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