目前常用的橋梁結(jié)構(gòu)加固技術(shù)主要是粘貼鋼板和碳纖維布加固技術(shù)，但這兩種加固方法都比較被動(dòng)，對(duì)結(jié)構(gòu)的加固效果不是很理想。尤其是碳纖維布，由于其厚度較薄，對(duì)于增加橋梁結(jié)構(gòu)剛度或減小裂縫寬度的影響有限。通過(guò)大量的研究和工程實(shí)踐表明，采用碳纖維布是提高加固效果的Z佳方案。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，碳纖維板已經(jīng)廣泛應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域。就其形成而言，碳纖維板是由抗拉強(qiáng)度高的碳纖維制成，經(jīng)環(huán)氧樹(shù)脂浸漬固化，形成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提高的纖維板材料。加固施工的主要工藝是在受損部位沿受力方向或垂直于裂縫方向粘貼碳纖維板，粘結(jié)劑選用環(huán)氧樹(shù)脂。通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂的粘結(jié)作用，形成新的復(fù)合材料，從而加固橋梁結(jié)構(gòu)，提高橋梁的承載能力，延長(zhǎng)使用壽命。碳纖維板加固技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)，主要包括:重量輕，不增加結(jié)構(gòu)重量，不影響橋梁外觀；抗拉強(qiáng)度高，碳纖維板的抗拉強(qiáng)度在3000MPa左右，高于普通碳鋼板；節(jié)省空間，施工簡(jiǎn)單；現(xiàn)場(chǎng)不需要固定設(shè)施，施工質(zhì)量容易保證；比強(qiáng)度高，耐腐蝕性和耐久性好；它是柔軟的，具有明顯的各向異性，可以以各種方式加工，并且沿纖維軸具有高強(qiáng)度。另外，采用這種加固方法可以大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，碳纖維作為劃時(shí)代的增強(qiáng)材料備受關(guān)注。
碳纖維布加固橋梁的方法
工程中使用碳纖維板的主要目的是加固修復(fù)橋梁的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)件，以加強(qiáng)受壓構(gòu)件的縱橫向抗彎能力、豎向抗剪能力和軸心受壓能力，提高構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和延性。此外，大量試驗(yàn)證明，碳纖維板加固的結(jié)構(gòu)構(gòu)件可以減緩裂縫寬度的發(fā)展。碳纖維排列方向的不同，決定了碳纖維板中每個(gè)方向都有不同的抗拉強(qiáng)度。當(dāng)碳纖維的排列方向與應(yīng)力方向一致時(shí)，拉伸強(qiáng)度Z高；相反，當(dāng)碳纖維的排列方向垂直于應(yīng)力方向時(shí)，拉伸強(qiáng)度Z低。將抗拉強(qiáng)度高的碳纖維浸漬環(huán)氧樹(shù)脂成為復(fù)合增強(qiáng)材料，沿垂直于裂縫方向或拉伸方向?qū)h(huán)氧樹(shù)脂膠粘劑粘接到需要修補(bǔ)的部位，形成新的復(fù)合材料，可使粘接材料與原鋼筋混凝土受力，增加結(jié)構(gòu)的抗剪和抗裂能力，達(dá)到提高結(jié)構(gòu)延性、抗裂性、強(qiáng)度和剛度的目的。
碳纖維布加固施工技術(shù)
基質(zhì)處理
為了加強(qiáng)橋梁加固工程的效果，提高碳纖維板的有效利用率，首先要做的就是基底處理。在加固過(guò)程開(kāi)始之前，要對(duì)橋梁的破損部位進(jìn)行修補(bǔ)，清除碳化破損部位，修補(bǔ)縫隙，清理部分銹蝕鋼筋，使橋梁結(jié)構(gòu)更加完整。打磨損壞和突出的部分，使表面光滑。用砂輪機(jī)打磨邊角，倒角半徑要大于30皂，使表面干凈整潔。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，待橋面完全干燥，滿足刺的要求，即可進(jìn)行后續(xù)的加固工序。
刷底漆
底漆涂裝的順序在橋梁加固施工中尤為重要。通過(guò)這一過(guò)程，涂料可以滲透到橋梁結(jié)構(gòu)中，為后期粘貼碳纖維板提供了方便，也可以加強(qiáng)固化效果。值得注意的是，涂料的配制應(yīng)在實(shí)際施工需要的前提下進(jìn)行，根據(jù)涂刷的具體要求確定主劑和固化劑的配比。攪拌須充分，以確保油漆處于均勻混合的狀態(tài)。鑒于底漆涂層容易固化的特點(diǎn)，涂料配制后應(yīng)立即涂刷，并盡快完成，以避免這一問(wèn)題。
粘貼碳纖維板
根據(jù)橋梁加固面積的大小，確定碳纖維板的用量。首先，切碳纖維板。一般情況下，為了保證施工效果，碳纖維板的長(zhǎng)度應(yīng)小于圓皂。用手指觸摸，確認(rèn)施工表面的底漆是否干燥。將環(huán)氧樹(shù)脂主劑和固化劑按規(guī)定的配比放入攪拌桶中，攪拌均勻約2分鐘，使其充分混合。用刷涂輥將環(huán)氧樹(shù)脂均勻地刷在底漆上，施工表面的粗糙度決定了涂刷量。將碳纖維板貼在涂有樹(shù)脂的表面后，用毛刷輥和橡膠刮刀沿纖維方向推平，達(dá)到去除多余氣泡和浸透樹(shù)脂的要求。在纖維長(zhǎng)度方向上，至少要預(yù)留10個(gè)皂重疊長(zhǎng)度，反之，在短方向上就沒(méi)必要留。碳纖維板粘貼好后，要放置30分鐘。如出現(xiàn)浮漿或脫線，應(yīng)及時(shí)用滾筒或橡膠刮刀壓平或修補(bǔ)，以保證Z佳施工效果。值得注意的是，粘貼碳纖維板時(shí)，應(yīng)在空氣通暢、無(wú)煙火的環(huán)境下進(jìn)行施工，施工人員在施工時(shí)須穿戴好防護(hù)用品。
維護(hù)/固化
碳纖維板粘貼后，應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以保證工藝質(zhì)量。保養(yǎng)一般在1-2周內(nèi)。為了達(dá)到Z佳的維修效果，對(duì)可能受到風(fēng)雨和人為活動(dòng)干擾的部位，宜采用密封屏蔽的方法，將外界環(huán)境的影響降到Z低，達(dá)到碳纖維板的Z佳加固效果。
表面繪畫(huà)
對(duì)于有外觀裝飾要求的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，可在粘結(jié)碳纖維表面涂刷環(huán)氧基涂料，或在噴砂和抹灰后涂刷常規(guī)涂料。
碳纖維板重量輕，抗拉強(qiáng)度高，延展性好，可用于修復(fù)各種結(jié)構(gòu)，不影響橋梁結(jié)構(gòu)的外觀和美觀。碳纖維布加固施工簡(jiǎn)單有效。即使碳纖維片材的市場(chǎng)價(jià)格高于其他工程材料，實(shí)際上也大大降低了施工成本。避免了混凝土加固、鋼板加固等傳統(tǒng)措施所需要的支模、支撐、澆筑混凝土、拆裝夾具、維修、拆模等復(fù)雜的順序，且不占用太多空間。即使在高空作業(yè)，也只需要搭建一個(gè)簡(jiǎn)單的工作平臺(tái)。因此，碳纖維布加固橋梁的綜合成本低于傳統(tǒng)的修復(fù)方法。此外，碳纖維板鋼筋具有良好的耐久性和耐腐蝕性，即使沒(méi)有防腐處理。但是鋼板加固不能省略防腐防銹的過(guò)程。由于碳纖維布加固工程減少了占用空間，縮短了施工周期，簡(jiǎn)單，可以大大減少加固工程施工對(duì)場(chǎng)地周邊環(huán)境的影響。碳纖維板加固技術(shù)滿足了橋梁加固工程的需要，具有廣闊的應(yīng)用前景。
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