（甘肃省定西公路管理局漳县公路管理段，甘肃 定西 748300）赵　萍

【摘　要】近年来，粘贴碳纤维布加固桥梁混凝土结构的研究及其应用在我国得到了飞速的发展和广泛应用，它利用混凝土具有很强的渗透性和足够粘结强度的环氧树脂，将碳纤维布粘贴于混凝土表面，达到对结构加固的目的。碳纤维布具有高强高效、自重轻、厚度薄、高耐久性、施工简便、抗腐蚀、抗疲劳、抗老化、施工周期短等性能。本文结合工程实例论述了粘贴碳纤维布在桥梁加固工程中的应用。

关键词    碳纤维布；加固原理；碳纤维加固

长期使用的混凝土桥梁受各种因素的影响，工作性能不断恶劣，许多桥梁已不能满足不断增长的交通需求，在对这些桥梁做结构性能评估的基础上，通过加固补强来恢复提高承载能力，既满足了使用要求，又可节省大量的重建资金。碳纤维布是一种复合纤维材料，是由高强碳纤维和结合料组成，而且具有几种优良性能，碳纤维布加固技术在桥梁加固技术中受到了广泛关注。

1　工程概况

张家磨大桥位于甘肃省漳县境内的县道X447线K52+720处，该桥上部结构为钢筋混凝土板桥，下部构造是多柱式桥墩，桥梁总长为72.6m、宽度为6.9m，由于长期 超负荷运营，出现了以下主要病害：

（1）桥墩顶部出现裂缝。

（2）第1孔和第9孔板底及板侧面出现裂缝，缝宽0.2mm。

（3）第2孔至第8孔板底出现网状裂缝。

（4）桥面板混凝土出现横向裂缝。

2　加固原理

碳纤维为极细纤维，其单位轻度直径极小，借助环氧树脂结合成一体后，具有很高的抗拉轻度，用于桥梁加固具有优良的力学性能，其抗拉轻度为普通钢材的10倍。但是，碳纤维材料织成碳纤维布后，其中的各种碳纤维丝很难以完全共同工作，在承受较低的荷载时，一部分应力水平较高的碳纤维丝首先达到其抗拉强度并退出工作状态，以此类推，各碳纤维丝逐渐断裂，直至整体破坏，而使用粘结剂后，各碳纤维丝能很好地工作，大大提高碳纤维布的抗拉强度，故碳纤维加固首先必须使碳纤维布中的碳纤维丝共同工作。因此，粘结剂对碳纤维布的加固起着关键的作用，它既确保各碳纤维丝共同工作，同时又确保碳纤维布结构共同工作，从而达到加固的目的。

3　施工工艺

3.1　施工准备

拟定施工方案和施工计划，应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等做好施工前的准备工作。

3.2　表面处理

（1）清除被加固构件表面的破落、疏松蜂窝、腐蚀等杂质，直至完全露出混凝土结构层，并用修补材料将混凝土表面凹凸部位修复平整。

（2）对裂缝进行灌缝或封闭处理。

（3）将混凝土的表面用混凝土磨光机处理整平，除去表面松散物、尘埃、油脂等杂物，直至完全露出结构新面，表面平整度应达到5mm/m。转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状，且圆弧半径不应小于20mm。

（4）用吹风机或吸尘器将混凝土表面清理干净并保持干燥。

（5）用脱脂棉沾丙酮擦拭混凝土表面，若有漏水现象要做止水、导水等处理。

3.3　涂底层环氧树脂胶

（1）按照规定配合比将底层树脂准备好，将固化剂倒入树脂。注意必须将全部固化剂倒入树脂中，最好是用一台电动搅拌器进行搅拌，以使用固化剂和树脂充分混合，以至达到均匀，没有色差分层为止。

（2）底层树脂应用一次性软毛刷均匀涂刷在已用丙酮擦净的混凝土表面，不得漏刷、有气泡，胶量必须充足饱满，调好的树脂应在规定的时间内用完。

3.4　粘贴碳纤维布

（1）施放作业边界线。

（2）按比例将底层树脂进行拌合均匀后，用短毛刷均匀涂抹于工作面上。

（3）将碳纤维布按顺序依次粘贴于工作面，并用消泡滚反复滚压碳纤维布表面，使碳纤维布与工作面紧密结合，至没有气泡存在为止。

（4）静置30～60分钟，在碳纤维布表面均匀涂一层浸渍树脂。涂抹浸渍树脂时，不得使粘贴的碳纤维布卷起。

（5）碳纤维布在粘贴后，养护24小时，不宜使碳纤维布受潮、受震，也不得受荷载直接冲撞碳纤维布表面。

（6）待树脂初期硬化后，再进行下一道工序。

4　施工中应注意的事项

（1）施工宜在5℃以上环境温度条件下进行，并应符合配套树脂的施工使用温度。

（2）在表面处理和粘贴碳纤维布前，应按照加固设计放线定位。

（3）按比例准确配制好底胶并搅拌均匀，注意一次调和量在可使用时间内用完，超过时间的绝对不能使用，以确保粘结质量，底胶硬化后，在表面有凹起部分时，要用磨光机或砂纸磨平。

（4）使用中应避免碳纤维布附着灰尘、弯折、扭曲。

（5）纵向搭接时长度不能小于100mm。粘贴搭接时长度不能小于10mm。

（6）粘贴碳纤维布时要从中间向两侧进行粘贴，可避免施工时产生气泡影响加固效果。

（7）具体粘贴层数要通过计算确定，考虑到各层的共同工作系数，抗疲劳的能力和避免脆性破坏，一般不宜超过5层。

（8）单层优于多层，窄幅优于宽幅。

（9）碳纤维布拍套树脂的原料应密封储存、避免阳光直射，远离火源。

（10）碳纤维布为导电材料，施工时应注意用电安全。

5　结语

粘贴碳纤维布结构加固桥梁技术是一种新材料、新工艺、新型的加固技术、采用碳纤维布加固桥梁，解决了工程急需的技术难题，通过加固工程实践证明，达到了安全可靠，经济、使用的目的，所以，粘贴碳纤维布已在桥梁混凝土结构修复加固工程中得到广泛的应用。