桥梁加固中的炭纤维加固施工注意事项

采用碳纤维桥梁加固混凝土的构建物应注意到几点问题?
(1)采用碳纤维加固受弯混凝土构件,应注意到大多为构件的二次受力,在有可能的情况下应采用卸载或部分卸载,总之,初始弯矩越小,加固补强效果越好。
(2)在选择碳纤维和粘结剂(包括底层和找平层),应充分考虑到其浸渍性(复合性和相容性),较好根据施工经验配套使用,必要时要进行粘接效果的试验。
(3)采用碳纤维加固受弯构件(钢筋混凝土)其屈服荷载可提高20%~30%,极限荷载可提高40%~60%。但应充分注意到加固后的破坏(碳纤维拉断、粘接面撕裂)的脆性特征,故应将碳纤维的应变控制在安全范围内(10000μe)。
(4)对碳纤维强度折减系数的看法:碳纤维的抗拉强度一般为2500~4000 MPa,可达到普通钢筋的5~6倍,钢铰线的2~3倍,但大多数文献资料对碳纤维材料的强度折减系数(η)建议取值范围为0.5~0.8。笔者认为若取值范围过大,在选用时可能:a.过于保守造成浪费(碳纤维、粘接剂价格均较高);b.也可能造成设计偏于不安全。
(5)片材的单位面积重量不宜选用太大,一般以200 g/m2左右为宜,此时对粘接剂的浸渍是有利的,尤其对梁、板底部的加固若大于300 g/m2时有可能由于片材粘接剂自重过大而从混凝土表面剥落或局部脱空。其次,施工时一定要将片材接紧、铺平,反复滚压,使碳纤维片材完全浸渍于粘接剂之中。相关资料表明良好的浸渍可使碳纤维的加固的效果提高15%~20%。

贴碳纤维结构加固技术是一种新型的加固技术，已经用着广泛的应用，在混凝土结构的碳纤维加固案例中，已经拥有非常丰富的经验，当然在其他结构中，碳纤维加固也起到比较良好的抗拉强度作用。

碳纤维材料的特点

碳纤维材料是一种新型的高强材料，较早应用于航空航天等高科技领域，国内近年来才在土木工程中得到应用与发展。作为一种新型高效的加固技术，碳纤维加固技术具有如下特点：

1）与传统的其他加固方法相比，采用碳纤维布加固法不增加恒载及断面尺寸，不影响结构的外观，不减小桥下净空；

2）该法施工简便，操作简单，可适应不同构件形状，具有随型性的特点；

3）通过环氧树脂等材料与结构有效粘结，不需设置锚固螺栓等，不损伤原有结构；

4）能有效地封闭混凝土表面的裂缝，提高混凝土构件的整体刚度；

5）碳纤维布具有优良的耐化学腐蚀性，应用于经常受盐害侵蚀等腐蚀性环境时仍有较长的寿命；

6）采用碳纤维布加固混凝土构件时，可根据受力需要计算出粘贴层数。

碳纤维加固工艺流程及要点

碳纤维加固结构技术是利用碳纤维材料的特性，将碳纤维布粘贴在结构表面，从而起到对结构的加强作用，其具体工艺流程如下。

碳纤维加固施工前的准备工作

由于碳纤维用胶较适宜的温度在20～25℃，施工前，每天测量气温3次，视气温高低，适当调整施工日期。开始施工时，必须先将混凝土表面用砂轮打磨平整，凹陷、缺损处用修补胶补平，U形箍的转角处打磨成20 mm，裂缝须注入环氧树脂进行修补，然后用无水酒精或冲洗混凝土表面，除去表面的粉尘，待表面干燥后方可涂刷粘贴剂。

粘贴碳纤维布

混凝土表面干燥后，用滚筒或刷子均匀地将粘贴剂涂在混凝土上，粘贴面必须平整、光滑，待粘贴面干燥后方可在其上粘贴碳纤维布。粘贴碳纤维布时，必须两人密切配合，一人拉紧碳纤维布，一人用刮板从一侧边刮边贴，保证不留气泡，粘贴紧密。由于荷载主要是通过搭接区传递的，所以应注意搭接区粘贴，做好标记，保证搭接长度15 mm。碳纤维布粘贴好以后，至少要放置30 min，以保证环氧树脂的充分渗透。

碳纤维加固所采用的高强度或高弹性模量的连续碳纤维，单向排列成束，用环氧树脂固化的碳纤维板或未经过固化的碳纤维布，统称碳纤维片材。而碳纤维加固就是将碳纤维布、碳纤维板通过环氧树脂粘贴在桥梁混凝土构件需要补强的部位表面，树脂固化后与原结构形成新的受力复合体，共同工作。