桥梁结构碳纤维加固技术与应用（一）前言中国桥梁工程的发展已具有相当规模，公路交通量不断增加，行车密度及车辆载重越来越大，公路桥梁负荷日趋加重。有一部分公路桥梁是中国20世纪80年代以前修建的，因其设计荷载标准偏低，普遍存在承载力不足的问题。而20世纪80年代以后修建的，其中已有不少桥梁暴露出缺陷，更有一些在远没有达到设计寿命时出现耐久性能严重退化的现象，影响其承载能力和使用寿命。因此，采用适当的加固和改造技术措施，***和提高桥梁的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命，以适应现代化交通运输的需要变得十分迫切。（二）碳纤维材料特性碳纤维增强塑料是碳纤维材料通过一定的制作工艺与特定的树脂材料复合而制成的，其力学特点是应力应变量完全线弹性，不存在屈服点或塑性区。碳纤维材料具有优异的物理力学性能。加固混凝土构件所用的碳纤维布，是由碳纤维长丝经编织而制成的柔软片材。碳纤维布在编织时，将大量的碳纤维长丝沿一个主方向均匀平铺，用的非主方向碳纤维丝将主方向碳纤维丝编织连接在一起，形成很薄的以主纤维方向受力的碳纤维布。碳纤维布的抗拉强度标准值应大于3000MPa，弹性模量大于2.0×l05MPa.综合材料的物理、力学特性分析，要想大限度地发挥材料自身的优势，适宜将CFRP材料作为桥梁结构的受拉或预应力受弯构件，特别适用于纯受拉构件，工程实践也证明了这一点。目前，用于桥梁加固的碳纤维材料主要是承受拉应力，约束裂缝的开展。（三）碳纤维加固补强的施工工艺1、根据设计确定粘贴碳纤维的范围进行基底处理(1)将砼构件表面的残缺、破损及碳化层部分清除干净，建筑加固公司，达到结构密实部位。检查外露钢筋是否有锈蚀，并进行必要的处理。对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分进行修补复原；(2)裂缝修补。缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝；(3)将构件表面凸出部分（模板的段差等）打磨平整，修复后的段差尽量平顺。用磨光机把棱角磨成半径大于30mm的圆角；(4)清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。2、底层涂刷（底层涂料具有较强的渗透性，可渗入砼表面内）(1)把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放人容器内，用搅拌器拌均匀，一次调和量应在可使用时间内用完为准；(2)用滚筒刷均匀的涂刷底层涂料；(3)底层涂料固化后，表面有凸起部分时要用砂纸磨光；(4)注意在气温小于5℃，相对湿度大于85，砼表面含水率在8%以上，有结露可能而无可靠保证措施时，均不得施工。3、环氧结构胶对构件表面残缺的修补(1)构件表面凹陷部位应用环氧结构胶填平，修复至表面平整；(2)内角（段差、起拱等）要用环氧结构胶填补使之平顺。4、贴碳纤维(1)为了防止碳纤维受损，在碳纤维运输、储存、裁切和粘贴过程中，严禁受弯折；(2)碳纤维接头必须搭接10cm以上，横向不需搭接；(3)按规定比例掺配树脂主剂和固化剂，用滚筒刷均匀地涂刷黏结树脂，称为下涂；(4)贴碳纤维时，在碳纤维片和树脂之间尽量不要有空气，可用罗拉沿着纤维方向在碳纤维上对此滚压，使树脂渗入碳纤维中。5、养护粘贴碳纤维片后，需自然养护24h达到初期固化，并保证固化期间不受干扰。6、涂装根据需要可在树脂固化后加固补强构件表面，涂刷耐火涂层和色彩。（四）碳纤维加固处理要点在进行结构加固处理前，先对梁板采取有效地卸载和支顶措施，然后按以下施工工序进行加固施工。1、破损面混凝土表面处理：清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层。2、按设计要求对破损面钢筋处理后用环氧树脂裂缝胶进行灌缝或封闭处理，并保证钢筋保护层厚度不小于15mm.利用打磨机将其表面打磨平整，并用钢刷将其表面的粉尘、油污等不洁物清除干净，使构件加固表面平整、干燥无粉尘。另外，如碳纤维需沿基纤维方向绕构件转角处粘贴时，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm.3、涂刷底层树脂：用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面，待树脂表面指触干燥时即进行下一道工序施工。4、找平处理：表面凹陷部位用找平材料填补平整，且不应有菱角。5、粘贴碳纤维片材：将配制好的浸渍树脂均匀涂抹于所要粘贴的部位，并用橡胶滚筒沿纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布。多层粘贴重复上述步骤，待纤维表面接触干燥时即可进行下一层的粘贴。如超过60min，则应等12h后，再行涂刷粘结剂粘贴下一层。6、在后一层的碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。7、必要时进行表面防护及外观处理。（五）注意事项1、碳纤维片材选择注意事项碳纤维片材的编织均匀性，将直接影响加固质量。碳纤维束只有分布排列均匀，加工成复合材料后才能起到整体均匀受力的作用，若材质的均匀性不好，则构件受力后到之纤维片拒不受力不均，使碳纤维补强的效果不能充分发挥出来。因此，选择均匀性较好的碳纤维片材，是加固质量的关键。2、碳纤维（片材）粘贴注意事项①在表面处理和粘贴碳纤维片材前，应按加固设计部位放线***。②按设计要求的尺寸裁剪碳纤维片材，裁剪后的织物宽度不宜小于150mm且不应小于100mm.③将碳纤维片材表面擦拭干净至无粉尘。如需粘贴两层时，对底层碳纤维片材两面均应擦拭干净。④擦拭干净的碳纤维片材应立即涂刷粘结树脂，胶层应呈凸起状，平均厚度不小于2mm.⑤将涂有粘结树脂的碳纤维片材用手轻压贴于需粘贴的位置。用橡胶滚筒顺纤维片材方向均匀平稳压实，使树脂从两边溢出，保证密实无空洞。当平行粘贴碳纤维时，两片之间孔隙应不小于5mm.⑥需粘贴两层碳纤维片材时，可连续粘贴。如不能连续粘贴，则再开始前应对底层碳纤维片材重新做好清洁工作。⑦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。当环境温度低于5℃时，应使用适用于低温的配套树脂或采用升温处理措施。⑧施工时应考虑环境湿度对树脂固化的不利影响，其粘贴部位混凝土的含水率不应大于4％。⑨树脂配制时应按产品使用说明规定的配比称量置于容器中，用搅拌器均匀搅拌至色泽均匀。搅拌用容器内不得有油污及杂质。宜根据现场实际温度决定树脂的每次拌合量，并严格控制使用时间。⑩为了保证粘贴的质量，不同季节、不同温度条件下，应使用不同型号的粘贴树脂，这样才能对树脂施工的可操作时间和固化时间进行有效控制。（六）对碳纤维加固补强技术的展望碳纤维用于砼结构的修复补强虽然时间不长，但发展很快，其主要原因在于碳纤维片加固存在较多优点：1、施工简便迅速，无需模板、夹具、支撑等；2、不增加结构重量，碳纤维片重量200g/m2～300g/m2，设计厚度0.111mm～0.167mm，加上环氧树脂的重量也很轻，对结构自重影响可忽略不计；3、能适应各种结构外形的补强；4、可以多层粘贴。可根据设计要求，在一个部位重叠粘贴。（七）结束语随着我国高等级公路的迅速发展，高速公路桥梁通车里程也在不断增长，桥梁由于各种原因造成承载力降低、混凝土强度降低或需要提高抗震能力和修补桥梁裂缝，都可以应用碳纤维布补强技术。如何给倾斜的房屋进行纠偏由于建筑地基的受力不均，很多房屋在修建过后会出现倾斜的问题，今天我们加固之家就来分析下如何进屋纠偏施工。一、建筑物倾斜原因（1）土层厚薄，软硬不均；（2）地基稳定性差，受环境影响大（3）勘察不准，设计有误，基地压力大；（4）建筑物与基底的形心偏离过大；（5）地基土软弱；（6）相邻建筑物应力重叠，使土液化、地下开挖、抽地下水。二、建筑纠偏原则（1）制定方案前的调查，沉降、倾斜、开裂、结构、地基基础、周围环境。（2）结合原始资料，补勘、补查、补测地下、地上情况，分析倾斜原因。（3）拟纠偏建筑物刚度好，或加固后刚度可满足要求。临时加固的***是底层，措施有加拉杆、横墙、封门洞、加固梁、柱等。（4）加强观测，及时调整方案。（5）地基土尚未稳定，可采用锚杆桩阻止倾斜，桩与基础铰接或固结，分纠偏前后两种情况处理。（6）在设计中，考虑好地基土的剩余变形和不同方法对沉降的影响。三、建筑物的迁移1、技术原理和工艺流程。（1）技术原理：将房屋整体托换到移动的装置上，平移、旋转至新处。两种：一是将房屋连同基础托换，二是上部结构移到新基础上。（2）工艺流程:①过渡段地基处及新基础施工；②制作下轨道梁并安装滚滑动装置；③加固梁系、柱托换节点，切断柱、墙体，使建筑物支撑在移动装置上，切断水、电管线；④施工反力装置；⑤施加水平推（拉）力，建筑物在轨道上移动；⑥就位连接、***2.建筑物的迁移技术。（3）结构托换、切割、地基处理、移动系统和同步移动、就位连接等关键环节。双层预应力碳纤维板加固施工工艺预应力碳纤维板加固系统由三部分组成：锚具、碳纤维板、结构胶。锚具实现碳纤维板的张拉和固定、结构胶使碳纤维板和被加固的构件形成一个共同受力的整体。用预应力加固技术的碳纤维板能使板材内部的碳纤维在承担结构传递荷载应力之前处于较高的应力水平，预先支配了一定程度上的强度，进而实现高强性能的发挥。1、安装锚固底座本加固方法需要在梁底安装锚固底座，用于固定碳纤维板张拉系统。在锚固底座对应位置埋入配套的高强螺栓，将锚固底座安装上去并用配套螺母固定。2、梁底混凝土表面处理在锚固块安装完全后，在混凝土表面上划出两个锚固快的中心位置连线，连线左右各30mm范围内为预应力碳纤维板粘贴位置，对这些粘贴位置的混凝土表面处理利用打磨机将其表面打磨平整，并用钢刷将其表面的粉尘、油污等不沾物清除干净，使混凝土表面平整、干燥无粉尘。3、加固用碳纤维板系统的制作在碳纤维板系统制作之前，量测两锚固端之间的距离，确定碳纤维板的下料长度；用酮擦拭锚固用的波形锚，并将锚固范围内的碳纤维板也擦拭干净；配置碳纤维板粘胶剂，涂抹在碳纤维板定范围内，将2层碳纤维板一层一层放入锚具内，在放置的过程中注意碳纤维板的中线应于波形锚的中线相对应；然后用电动扳手均匀拧紧螺母，即完成碳纤维板系统的制作。4、加固用碳纤维板系统的安装加固用碳纤维板系统通过高强螺杆及弧形转向块与锚具底座相连接，弧形转向块能使碳纤维板受力在同一直线上。安装时应轻拿轻放，尽量不要使碳纤维板受到碰撞，以免损坏碳纤维板。5、涂抹碳纤维板胶用酒精擦拭粘贴用碳纤维板的表面，在两层碳纤维板之间及上层碳纤维表面涂抹粘贴碳纤维板胶。6、张拉预应力碳纤维板系统将张拉用千斤顶及反力板安装在张拉端，在碳纤维板胶涂抹好后，按照0%-10%-20%-50%-的程序进行预应力张拉，每张拉一级后进行伸长位移测量，并计算实际伸长量，误差控制在6%以内。7、粘贴碳纤维板系统在张拉完成后，紧固张拉端螺母，卸掉千斤顶，通过自反力装置将压板顶至梁底，使碳纤维板与梁底紧密贴合，拧紧压板螺母，完成碳纤维板的粘贴。茂名建筑加固公司「多图」由深圳前景建筑工程有限公司提供。深圳前景建筑工程有限公司实力不俗，信誉可靠，在广东深圳的工程施工等行业积累了大批忠诚的客户。前景结构加固带着精益求精的工作态度和不断的完善创新理念和您携手步入辉煌，共创美好未来！同时本公司还是从事粘钢结构加固，粘钢基础加固，粘钢加固补强的服务商，欢迎来电咨询。)