碳纤维板加固技术在桥梁施工中的应用
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摘 要：对桥梁结构加固技术进行介绍，其中着重对预应力碳纤维板加固技术的研究，从施工控制和施工流程总结了该技术的施工要点，并结合通顺河大桥施工案例，具体分析该技术在桥梁工程中的实际应用，取得了良好的施工效果。
关键词：碳纤维板 桥梁施工 通顺河大桥
使用桥梁时间越长，其许多病害便会逐渐暴露出来。此时便需要相应技术的支持，增加桥梁使用年限，适当延长桥梁寿命，实践表明碳纤维板加固工艺能够从整体上增强桥梁承载能力，提高施工材料重复利用率。材料利用率远远要比使用先前加固技术高，具有比较优良的使用前景。目前国内关于预应力碳纤维加固技术的研究多停留于室内实验阶段，因此，有必要在现有理论实践基础上，对其进行科学合理的分析，以确定其具体加固构造及总体设计施工方案。
1.碳纤维板加固技术
钢筋混凝土结构在被加固之时，施工者使用的方法较多，最常见的有粘贴钢板以及预应力加固法等等。传统的粘结碳纤维布方法仅仅具有抑制局部裂缝的功能，加固效果不尽人意。而碳纤维板与钢绞线相比，优势更加突出，比如：轻质高强以及耐腐蚀还有抗疲劳性强等等，能够从根本上对梁体进行加固，防止其开裂。另外，有效化解钢绞线在加固钢筋之时所产生的不足，能够增强桥梁承受能力，降低施工成本。
2.施工控制
预应力碳纤维加固板技术属于一种新型加固技术，施工内容主要包括锚固加工、施加预应力等等。通过在施工过程中的施工控制，可以严格控制桥梁加固效果。桥梁施工控制技术不同于施工质量控制的概念，施工质量控制是通过施工单位与监理单位完成，关键部位由项目经理及监理工程师亲自监督，确保工程施工质量。
施工技术控制指对结构的应力及稳定进行监控，保证结构受力安全达到设计要求。通过监理单位完成，监督施工解决施工质量控制中的关键技术问题，是质量保证中的重要环节。施工控制技术是保证桥梁建设质量的手段，施工控制技术包括张拉力监测、梁体应力绕度监测等保障结构安全内容。
3.工艺要点
3.1施工流程
（1）施工准备工作内容有检查裂缝和混凝土的强度等等。安装锚杆首先根据设计图纸进行放样，确定张拉端锚固装置区域梁底表面混凝土，梁底表面进行处理，环氧结构胶批嵌1cm开凿区域，进行压条安装。
（2）安装锚固装置与梁底间采用环氧结构胶粘贴。采用丙酮碳纤维板表面擦洗，两端反面涂敷环氧树脂粘胶剂，经锚头安装在碳纤维板上。
（3）安装张拉设备首先将张拉螺杆穿过已安装好锚具的锚头，张拉端侧在反力块与锚固装置之间安装反力块。张拉预应力碳纤维板先将锚具夹片与锚板接触面涂抹润滑油，用压条钢板将碳纤维板压至梁底。张拉预应力碳纤维板，用双螺帽固定张拉螺杆，最后进行防腐处理。
3.2施工监控
施工监控技术应关注梁体的响应情况，监控需对梁体关键截面的应力进行跟踪观测，根据监控情况对设计张拉预应力作适当调整。预应力碳纤维板加固技术施工监控主要内容从张拉力，锚固体系等方面研究。
（1）按照混凝土桥梁结构实际受力特点，在梁体截面桥面设置竖向位移测点，评估梁体绕度响应的具体情况。混凝土应变监测主要针对预应力碳纤维板张拉引起应力变化较大的截面，分析预应力碳纤维板张拉引起的梁体变化情况。如应变化与绕度监测结果有冲突应根据绕度变化情况综合判断。
（2）对预应力碳纤维板张拉采用应力与伸长量双控的原则，为准确测量预应力碳纤维板的张拉力，考虑锚固体系的构造特点，在张拉端油压千斤顶与锚固间设置传感器监测张拉应力值。通过设置压力传感器读取各级张拉力下传感器读数，准确获知预应力碳纤维板张拉力变化情况。
（3）锚固装置通过群锚连接梁体混凝土，为确保锚固装置处结构受力安全，对由碳纤维板张拉引起的梁体应力变化进行监测。锚固体系是预应力碳纤维板加固技术的主要构件，进行监控中应对锚固装置进行重点关注，保障梁体受力安全稳定。
（4）对存在裂缝病害的被加固梁体，为及时了解预应力碳纤维张拉中梁体裂缝变化情况，采用裂缝观测仪监测关键截面的裂缝。分析判断预应力碳纤维张拉梁底响应情况。通过考虑混凝土桥梁加固特点，预应力碳纤维板加固工艺研究施工中监控测点布设问题。
4.桥梁工程中具体应用
碳纤维板优势较多，最常见的优势为高强度以及耐腐蚀性等等，应用领域较为广泛，尤其是被用加固混凝土结构的项目中。碳纤维板加固工艺能够对预应力张拉，可把碳纤维板锚固于梁构件中，预应力能夠让碳纤维板首先受力，通过碳纤维的高强度优势，对加固梁性能进行适当的调整。
通顺河大桥的位置在岳高速公路扬越互通E匝道上，桥梁中体的长度为156m，先简支结构连续，桥梁检测发现1-3，1-5号梁马蹄底面大面积混凝土剥落。根据《公路养护技术规范》（JTG H10-2009）规定要求需进行中修。需对三类以上T梁进行预应力碳纤维板加固。
（1）应当及时处理T梁混凝土中的病害，于马蹄底部张拉预应力碳纤维板。通过胶黏剂增加T梁受拉区中的预压应力。按照项目施工之时的具体现状，采用合理的方式设计项目，提前准备项目进行需要的加固的材料，在项目进行之前，应当准确掌握碳纤维板位置处的混凝土表层的含水数量。如表面温度<5℃应采取措施处理后施工。
（2）混凝土骨料颗粒的脱落能够在一定程度上影响碳纤维板加固的实际效果，因此，应当凿除混凝土表面的松动土层，使用吹风机将梁底部的浮尘吹干净。适当打磨混凝土的高凸土面，从而在预应力碳纤维和混凝土之间留出足够的缝隙。如果钢筋需要位移，那么工作者应当详细记录编号。用压缩空气吹出灰尘，将药包置入孔内，直至锚栓接触孔底。
（3）张拉端底滑槽导轨中心线与梁中心线平行，偏差沿梁全长≤3mm，修整钻孔偏差使用环氧补胶填补板底与混凝土空隙。张拉前对锚栓的紧固程度检查，碳纤维板黏贴表面用粗纱布进行糙化处理。碳纤维板刮抹胶液，千斤顶加压至张拉值100.8kN的5%，分级加压张拉至张拉应力值100.8kN的10%，如锚具张拉行程位移对应张拉刻录值>20mm应停止张拉。在满足张拉应力值要求后，安装M16锚具锁固螺栓，慢慢加压至张拉设计应力值100.8kn的110%，拆除千斤顶。
碳纤维板使用胶黏剂进行固化工作往往需要在适宜温度条件下才可进行，在>25℃环境下，7d可受力。施工环境≤25℃时，会导致固化时间延长。应采取加温固化措施。预应力碳纤维板张拉体系中，锚具容易产生锈蚀，所以应避免阳光直射，待检测合格后，对锚具进行防护。
通顺河大桥加固项目完工以后，持续对其进行跟踪监测，监测项目包括碳纤维表面防护层的颜色、T梁的挠度等。监测结果表明，预应力碳纤维加固系统预应力并没有产生明显的变化，桥梁承载能力得到了提高，碳纤维板与T梁底面粘结效果良好。所有变化值在设计许可范围内。
5.结束语
由此可见，碳纤维板加固工艺已经被广泛用在建造物加固工作中，工作者施工之时，要深入分析该技术的关键，按照施工具体流程，对项目进行监控，保证桥梁项目稳定进行。
参考文献：
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