淺談碳纖維布在G108線毛石橋加固工程中的應(yīng)用

1、淺談碳纖維布在g108線毛石橋加固工程中的應(yīng)用浦春紅（四川志德公路工程有限責(zé)任公司，四川，成都，610040）【摘 要】碳纖維布加固技術(shù)有自重輕、厚度小、強(qiáng)度高、施工簡(jiǎn)便、耐久 性好等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)四川省成都市g(shù)108線毛石橋這一典型病危橋梁加固工程，介 紹碳纖維布對(duì)梁板結(jié)構(gòu)加固施工工藝，供同類(lèi)型舊橋加固工程參考?！娟P(guān)鍵詞】碳纖維布；加固技術(shù)；橋梁受公路交通運(yùn)輸量增長(zhǎng)及“5.12”地震影響，成都市在役橋梁裂縫、剛度、 撓度等病害和缺陷的擴(kuò)展速度加快，嚴(yán)重的己經(jīng)影響到橋梁的正常使用，急需對(duì) 其進(jìn)行加固處置。目前，橋梁梁體加固方法很多，如噴射砂漿法、梁下部截 面增強(qiáng)法、預(yù)應(yīng)力加固和碳纖維布加固修補(bǔ)法等

2、。碳纖維布（cfs）以其抗拉強(qiáng) 度高、重量輕、極好的耐腐蝕性能及耐久性等優(yōu)點(diǎn)，在近年成都市橋梁加固 工程中得到了廣泛應(yīng)用。1. 碳纖維布加固技術(shù)粘帖碳纖維布結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘結(jié)在建筑 結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面，使兩者共同作用，增大結(jié)構(gòu)的抗裂或抗剪能力，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、 剛度、抗裂性和延伸性，由此而達(dá)到對(duì)建筑物進(jìn)行加固、補(bǔ)強(qiáng)的目的。碳纖維布 的抗拉強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕性能及耐久性好，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的維修加 固中對(duì)防止裂縫開(kāi)展、提高抗剪性能、改善構(gòu)件等方面具有很好效果。2. 工程實(shí)例2.1工程概況毛石橋位于成都市g(shù)108線k2312+396處，橋梁全長(zhǎng)23.0m,全寬21.5m,

3、 凈寬20.0m,主跨為l×13.0m鋼筋碗現(xiàn)澆板，橫橋向?yàn)樽笥覂煞M成。橋 梁于1999年建成通車(chē)。原橋設(shè)計(jì)荷載：汽車(chē)一20級(jí)，掛車(chē)一100。在2012年橋 梁檢測(cè)中被評(píng)定為四類(lèi)橋，梁板存在多處貫穿裂縫，嚴(yán)重影響橋梁運(yùn)行安全，采 用粘帖碳纖維布加固橋梁梁板。2.2主要原材料及性能指標(biāo)2.2.1碳纖維布選用wlb-803型300g/m2的碳纖維布，其抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為3472.1 mpa, 受拉彈性模量為2.466×105 mpa,伸長(zhǎng)率為1.73%,均滿(mǎn)足gb 50367-2013 混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范高強(qiáng)度i級(jí)要求。2.2.2碳纖維浸漬膠選用wlb-

4、803型碳纖維浸漬膠，其抗拉強(qiáng)度為52.9 mpa；受拉彈性模量為2875.4 mpa；伸長(zhǎng)率為2.2%；拉彎強(qiáng)度為69.4 mpa,且不呈脆性（碎裂狀）破 壞；抗壓強(qiáng)度為95.5；鋼一鋼拉伸抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為15.7 mp；,鋼一鋼不均勻 扯離強(qiáng)度為21.3kn/m；與混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度為4.7mpa,h混凝土內(nèi)聚破壞； 不揮發(fā)物含量（固體含量）為99.3%,均滿(mǎn)足gb 50367-2013混凝土結(jié)構(gòu)加固 設(shè)計(jì)規(guī)范4.5.3條中a級(jí)膠的技術(shù)要求。2.2.3灌縫膠選用wlb-600型灌封膠，其抗拉強(qiáng)度為25.2 mpa；受拉彈性模量為2200 mpa； 拉彎強(qiáng)度為39 mpa,且不呈脆性（碎裂

5、狀）破壞；抗壓強(qiáng)度為75；鋼一鋼拉伸 抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為15.2 mp；均滿(mǎn)足gb 50367-2013混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范 4.5.3條中a級(jí)膠的技術(shù)要求。2.3碳纖維加固工藝流程施工工藝流程：打磨混凝土表面0.3-0.5mm至露岀砂石新面→滾刷底層 樹(shù)脂→找平樹(shù)脂填補(bǔ)平面→涂刷粘浸樹(shù)脂，鋪碳纖維布，并沿纖維方向滾 壓→第二次涂抹粘浸→樹(shù)脂并滾壓→檢查并及吋排出氣泡→在纖 維布表面做防護(hù)層→養(yǎng)護(hù)2.4、施工質(zhì)量控制要點(diǎn)2.4.1混凝土表面處理粘貼碳纖

6、維布之前，除了對(duì)裂縫需進(jìn)行灌縫處理外，還應(yīng)將底板混凝土表面 剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化部分清除，并進(jìn)行清洗、打磨，待表面干燥后, 用修補(bǔ)材料將缺陷部位填補(bǔ)修復(fù)平整。如果有毛刺，應(yīng)用砂紙打磨。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí) 際情況決定是否需要對(duì)粘貼部位用環(huán)氧砂漿等材料找平，找平面用手觸摸感覺(jué)干 燥后，才能進(jìn)行下一工序的施工。2.4.2缺陷部位涂刷底膠在缺陷部位的檜表面，用滾筒均勻的涂刷配好的底涂樹(shù)脂，不得漏刷、流淌 或有氣泡。檢查底膠固化后的涂膠面，用砂紙磨光凝結(jié)凸起部位，如涂膠面被磨 損，應(yīng)重新涂刷，保證絵表面平整光滑。修補(bǔ)底膠凝固后可以進(jìn)行下一道工序。2.4.3構(gòu)件表面殘缺修補(bǔ)對(duì)打磨后梁體出現(xiàn)大面積凹陷的位置

7、用底涂樹(shù)脂進(jìn)行修平。修平前先用酒精 進(jìn)行清理，待酒精完全揮發(fā)后，再涂刷環(huán)氧樹(shù)脂基液，環(huán)氧樹(shù)脂基液干燥后，用 修平膠將其修平。對(duì)凹陷較深的位置應(yīng)用封層進(jìn)行修平，待上次底涂樹(shù)脂干燥后 再進(jìn)行下一次修平，以此類(lèi)推，直至修平完成，每次修平的厚度不得大于5mm。 梁體施工接縫或者其他錯(cuò)臺(tái)更高的位置，采用放坡修平的方法，修平的坡度應(yīng)控 制在10%左右，同時(shí)要注意坡度的平整性，確保碳纖維布平順與其結(jié)合。需用找平樹(shù)脂填補(bǔ)內(nèi)角、段差、起拱等缺陷吋，要在氣溫5°c以上，相對(duì)濕 度小于85%的條件下施工，并用砂紙打磨樹(shù)脂涂刮后的表面凹凸糙紋，保證表面 平整光滑。2.4.4粘貼碳纖維1）保證粘貼吋表面干燥，

8、氣溫在以下，相對(duì)濕度rh&gt；85%吋，需有 有效防護(hù)措施才能施工。2）用鋼直尺與壁紙刀將碳纖維材料切斷，每段長(zhǎng)度一般不超過(guò)6m,防止碳 纖維在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裁切和粘貼過(guò)程中受損3）按施工當(dāng)日的用量裁切碳纖維布，防止材料在保管過(guò)程中的損壞。4）碳纖維縱向接頭搭接必須大于20cm,搭接部位應(yīng)多涂樹(shù)脂，橫向接頭不 需要搭接。5）根據(jù)可使用時(shí)間確定粘貼劑一次調(diào)和量，并按規(guī)定比例配置。準(zhǔn)確稱(chēng)量 主劑、固化催促劑和固化劑裝入容器并攪拌均勻后方可使用。6）粘貼時(shí)，用羅拉沿著纖維方向在碳纖維材料上滾壓，使樹(shù)脂與碳纖維完 全粘合，保證碳纖維和樹(shù)脂之間沒(méi)有氣泡。當(dāng)結(jié)構(gòu)有凹凸及錯(cuò)臺(tái)放坡吋，作業(yè)人 員應(yīng)放松

9、碳纖維布，使其輕輕地、平緩的緊貼基面上，切勿緊繃，以免碳纖維布 拉得太緊，不能與混凝土基面完全緊貼，形成空鼓現(xiàn)象。2.4.5養(yǎng)護(hù)1）為防止風(fēng)沙或雨水侵襲未固化樹(shù)脂，宜在每道工序后用塑料薄膜等遮擋。2）保證加固構(gòu)件不受外界干擾和碰撞。養(yǎng)護(hù)吋間要求：10-20°c時(shí)周, 20°c以上吋1周，而后才能放開(kāi)交通。2.5、質(zhì)量檢測(cè)根據(jù)定向纖維增強(qiáng)塑料拉伸性能試驗(yàn)方法gb/t3354-1999.混凝土結(jié)構(gòu) 加固設(shè)計(jì)規(guī)范gb 50367-2013對(duì)原材料及加固后梁板裂縫處粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè), 右幅梁板三處測(cè)點(diǎn)的粘結(jié)強(qiáng)度分別為2.3mpa、2.81 mpa和2.08 mpa,破壞形式 正常，均滿(mǎn)足要求。3、結(jié)束語(yǔ)碳纖維布加固橋梁是一項(xiàng)新技術(shù)，碳纖維布重量輕，厚度薄，基本不增加結(jié) 構(gòu)自重及截面尺寸，適合在凈空受限條件下使用；施工方便快捷，不需要人型機(jī) 具和其他固定措施，無(wú)需濕作業(yè)和動(dòng)火作業(yè)；對(duì)加固構(gòu)件類(lèi)型和形狀沒(méi)有特殊要 求；高耐久性，由于不會(huì)生銹，非常適合在高酸、堿、鹽及大氣腐蝕壞境中使用。