武漢碳纖維加固技術(shù)在橋梁加固工程中的應(yīng)用

武漢碳纖維加固技術(shù)是近年來興起的并且是發(fā)展較快的一項新型加固技術(shù)，武漢碳纖維加固技術(shù)始于80年代日、美等發(fā)達(dá)國，我國起步較晚，大約從1998年開始使用此技術(shù)。社會經(jīng)濟(jì)水平不斷提升，交通行業(yè)更加繁榮，施工建筑項目大幅增加。目前建筑項目中存在很多隱患問題，主要由于當(dāng)時的設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)較低，在使用功能變化后，無法滿足當(dāng)前人們的需求。這些建筑項目亟需維修和加固，主要根據(jù)項目具體情況選取加固法，例如大截面法、外包鋼加固法以及碳纖維加固法等。其中碳纖維加固是一種全新的加固技術(shù)，有效解決大混凝土截面等加固法上存在的問題。

碳纖維密度小于鋼的密度，但強(qiáng)度大于鋼。碳纖維在使用中，其抗拉強(qiáng)度較大能夠達(dá)到鋼的9倍。這種高強(qiáng)度、高彈性及耐腐蝕的特點，在施工中得到較好的應(yīng)用，還具備柔軟性。碳纖維可加工，即使在表面加固后，出現(xiàn)不平衡的區(qū)域，也能夠進(jìn)行整體的黏貼。除了這些優(yōu)勢外，碳纖維還是一種質(zhì)量較輕的材料，在黏貼后，每平方米的重量小于1kg，厚度小于1mm，而且加固后不會增加原有結(jié)構(gòu)尺寸與重量。

與傳統(tǒng)的混凝土補(bǔ)強(qiáng)相比，碳纖維施工簡單，降低空間的使用率，無需進(jìn)行現(xiàn)場固定設(shè)施的加固，施工質(zhì)量較高。施工過程中，基本不會增加結(jié)構(gòu)尺寸與厚度，耐久性能較好。應(yīng)用這種施工加固方法能夠提升建筑物的使用壽命，所以這種材料在很多行業(yè)得到應(yīng)用。

武漢碳纖維加固處理中，應(yīng)用高強(qiáng)度或是高彈性的連續(xù)碳纖維能夠單向排列成束。這種情況也被稱為碳纖維片材，將碳纖維片使用配制好的樹脂片進(jìn)行黏貼，主要貼在橋梁混凝土構(gòu)件及需要加固的區(qū)域，通過樹脂固化后，使其與原件形成一個新的受力復(fù)合體，共同承擔(dān)受力。碳纖維加固后，能夠適合多種結(jié)構(gòu)類型，進(jìn)行多處加固修補(bǔ)，如梁、板、柱、橋墩、筒體等結(jié)構(gòu)，要求基層混凝土強(qiáng)度不低于C15即可。

僅僅依靠碳纖維片本身并不能充分發(fā)揮其強(qiáng)大的力學(xué)特性及良好的耐久性，碳纖維片材中的各種碳纖維絲不能良好的共同工作，在承受較低載荷時，一部分應(yīng)力水平較高的碳纖維絲首先達(dá)到抗拉強(qiáng)度并提前退出工作狀態(tài)，各碳纖維絲逐漸斷裂，直至整體被破壞。而使用黏結(jié)材料后，各個碳纖維絲能夠共同工作，從而提高碳素纖維片的抗拉強(qiáng)度。因此黏結(jié)材料對碳纖維片的加固有關(guān)鍵作用。它既要確保各碳纖維絲共同工作，又要確保碳纖維片與被加固結(jié)構(gòu)共同工作，從而達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。黏結(jié)材料一般采用環(huán)氧樹脂。因此環(huán)氧樹脂的性能是重要指標(biāo)之一。黏結(jié)材料應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，保證碳纖維片材與混凝土之間剪力的傳遞。同時應(yīng)有足夠的韌性，不會因為混凝土開裂導(dǎo)致脆性黏結(jié)破壞。還應(yīng)適應(yīng)施工現(xiàn)場條件， 即能在一般條件下固化。具有適宜的流動性與黏度，固化收縮率小。

武漢碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)施工工序

碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)施工工序為：大梁構(gòu)件表面處理→基底處理→涂底層涂料→刮找平材料→涂一層浸漬樹脂→黏貼纖維片→涂下一層浸漬樹脂→養(yǎng)護(hù)保養(yǎng)→防護(hù)涂裝。

施工中應(yīng)注意的問題：

（1）混凝土基礎(chǔ)面的處理，基礎(chǔ)面必須仔細(xì)打磨，使其平整，對夾雜其中的雜質(zhì)務(wù)必去除干凈。棱角處倒角磨圓，同時基礎(chǔ)面應(yīng)平整，不應(yīng)有尖銳棱角，以避免黏貼碳纖維片時產(chǎn)生偏斜現(xiàn)象和空鼓氣泡。

（2）涂底膠必須是在基礎(chǔ)面清理干凈且干燥后進(jìn)行。底膠的主劑和固化劑按規(guī)定比例勾兌并慢速攪拌均勻。涂刷時要均勻。待底膠干燥后進(jìn)行找平作業(yè)。

（3）找平作業(yè)中找平材料按比例調(diào)配，找平應(yīng)采用多次修補(bǔ)法。務(wù)必使表面凹坑填平，毛刺打磨平整。待干燥后刷涂樹脂。

（4）黏貼碳纖維片時，碳纖維片應(yīng)裁剪準(zhǔn)確，不能出現(xiàn)跳絲，扭曲，彎折等現(xiàn)象。碳纖維片的裁剪量應(yīng)大于用量。黏結(jié)樹脂按規(guī)定配比，攪拌均勻且在規(guī)定時間內(nèi)使用，涂抹要均勻。用滾子多次滾壓，使碳纖維片與樹脂充分結(jié)合并趕出氣泡。碳纖維片黏貼后達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度前自然養(yǎng)護(hù)即可，在養(yǎng)護(hù)期間防止碳纖維片受到硬物沖擊。

（5）防護(hù)涂層，主要是為了使碳纖維加固層處于防護(hù)層的保護(hù)下，避免碳纖維層的老化和損傷。保證加固作用持久。

隨著時代、科技的進(jìn)步和我國交通事業(yè)的發(fā)展，一些老舊橋梁因年久失修或因載荷增加已逐步不能適應(yīng)現(xiàn)代交通發(fā)展的需要，以及貫徹我國環(huán)保節(jié)能的要求，務(wù)虛對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)的加固已延長使用年限，因此舊橋維修加固任務(wù)深入到工程建設(shè)的全過程中。首先在工程施工開展之前， 管理人員應(yīng)當(dāng)積極組織施工圖紙會審，就施工建設(shè)中的重點環(huán)節(jié)與關(guān)鍵問題進(jìn)行劃分與明確。另外，還應(yīng)當(dāng)對工程監(jiān)理人員在橋梁建設(shè)進(jìn)度、質(zhì)量以及造價把控中的實際責(zé)任進(jìn)行明確。并制定嚴(yán)格的施工安全保障制度，就安全施工規(guī)范以及安全防范工作的安排進(jìn)行方案制定。在實際施工中定期召開技術(shù)例會，就當(dāng)前施工中的問題進(jìn)行分析， 并制定相應(yīng)的處理方案。

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