碳纤维加固桥梁技术应用

区域治理交通规划与工程
由于传统加固补强技术受各种因素影响，如整体水平比较落后，施工工艺复杂、需要设备较多、受场地限制等，而碳纤维聚合物CFRP（Carbon Fiber ReinforcedPolymer）具有耐腐蚀、自重轻、结构强度高等特点，另外，碳纤维材料加固混凝土具有优良的性价比，且技术先进、科技含量高，因此碳纤维加固技术具有良好的经济效益、环境效益和社会效益，具有很强的市场竞争力，该技术在所有加固技术中具有重要地位。

一、碳纤维加固技术概述
1.1碳纤维加固技术的特点
（1）具有较强的化学稳定性。

在实际的施工过程中，碳纤维具有较强的防水性能，并且碳纤维的原子结构稳固，还能抗酸碱及盐类介质腐蚀，防紫外线，可以很好地抵抗严寒抑或是炎热。

另外，进行碳纤维加固后，能大大提高桥梁结构的耐腐蚀性及耐久性，可以应用于各种工作环境的构件加固；如果在碳纤维的表面涂上一层防火漆，还能够起到相当好的防火效果；碳纤维还可以有效封闭混凝土结构的裂缝，延长结构的使用寿命。

（2）碳纤维强度高且质量轻。

和一般的碳素钢块拉伸的扩张度比较，碳纤维的拉伸度上下限之间相差1000MPa，伸展强度极高，碳纤维片材的密度比钢原料要低很多，表明碳纤维片材质量较轻，在黏贴后，每平方米的厚度小于1mm，重量小于1kg，所以在加固后不会增加原有结构的尺寸与重量。

（3）施工工序比较简单。

在实际施工工程的应用中，碳纤维加固技术的施工工序体现出工期短、施工简单的特点，不需大型施工设备及周转材料，并且易于操作，具有较好的经济性，根据有关数据分析，在工程量相同的情况下，碳纤维材料的使用可以使工程项目的工期缩短至少24％。

1.2碳纤维材料的组成成分及性能
（1）碳纤维片材。

碳纤维片材的拉伸强度在2400MPa～
3400MPa之间，不仅具有碳纤维材料强度大、弹性很好、韧性高等优点，其强度在
外力的作用下变化较小，可以承受较大的
荷载拉力。

在制作过程中，使碳纤维形成
碳纤维布，增强稳定性，避免在强力的作
用下单根纤维出现断裂的情况。

（2）树脂类黏贴原料。

浸泡树脂和黏
连树脂的作用是把碳纤维块着附于混凝土
部件表层，并且使其密切地黏连在一块，
组成完整工作的切入口，所以，树脂与混
凝块的黏贴可靠性要比混凝土的伸展实力
与剪切实力大。

浸泡树脂用在碳纤维布黏
贴时，黏连树脂用在碳纤维板黏贴时；与
混凝土架构稳固修理相配的树脂体系包含
最下层涂料，以便渗入混凝土表层推进黏
连，组成永久界面的基本；用油灰填实全
部的表层孔隙，变成整齐表层后，才可以
应用碳纤维片材。

在混凝土桥梁加固中使用碳纤维加固
技术时，需要保证环氧树脂处于一定的作业
温度下，如在混凝土作业表层为10～40℃
的温度下，黏贴环氧树脂稳固时段大概需
要15h以上，然而黏贴后只需要45min以
上就能够被使用，以此保障黏贴作业的效
果，并且削减桥上日常交通被打断的时间。

（3）底层涂料和整平材料。

底层涂料
具有把作用在混凝土表面的载荷传递到碳
纤维片上的性能，用于渗透混凝土表面，
促进黏接并形成持久的界面基础；整平材
料必须具有与混凝土同等的压缩强度和较
高的压缩弹性模量，可补平由于混凝土表
面劣化：或表面处理造成的空洞或斜面，
用于填充整个表面间隙并形成平整表面，
以便使用碳纤维片材。

二、碳纤维加固桥梁技术的应用
2.1加固桥梁施工流程
（1）施工前的准备工作。

在进行桥梁
加固前，需要事先检查所有的材料与机具
设备，并妥善安排。

在修补自裂缝及灌浆
封闭时，在粘胶形成强度期间，为保证修
补效果和施工质量，应选择交通流量较小
的地段，施工温度条件应控制在5℃以上进
行。

若环境温度低于5℃，应采用加温处理
措施，或者使用适于低温的特殊胶种，如
温度低于0℃，应暂停施工。

（2）对加固部位进行预处理。

为了方
便粘合剂的使用，使之能顺利连接碳纤维
材料，应对桥梁需加固的部位表面采取一
定的处理措施。

先对加固部位进行认真打
磨，使之表面相对平滑；若桥梁所处环境
的湿度较大，为保证粘合剂的有效使用，
应先对桥面加固部位进行风干工作；若桥
面存在混凝土材料松散、严重老化及有杂
物等现象，应先将杂物清理干净，保证施
工面无松散材料、无杂物附着、无凹凸不
平区域等。

在各个部位进行碳纤维粘贴时，为避
免出现突出、偏离设计位置等问题，需对
粘贴环境较为复杂的桥梁菱角等部位进行
打磨，使之成为光滑的圆弧状；钢筋作为
桥梁结构的原材料，在使用一定年限后会
有锈蚀的情况，因此，需要对附着在钢筋
上的锈蚀物质进行彻底清理，有效保障加
固材料与钢筋具有较强的握力。

（3）涂底层胶。

按桥梁的粘贴面积，
计算好底胶的用量，准确称取甲、乙两组份，
按甲:乙＝3:1的混合比例，在一洁净容器
中均匀搅拌，容器中要保证不得有油污、水、
杂质等，搅拌时最好沿同一方向进行搅拌，
尽量避免混入空气形成气泡，并保证胶量
充足饱满，最后用硬毛刷将配好的底胶均
匀的涂刷到粘贴面。

（4）粘贴碳纤维布。

确认施工面的底
层涂料、环氧腻子接触干燥，并用刀片按
规定的尺寸裁切碳纤维布；称量一定的粘
结树脂的主剂和固化剂后，按规定的比例
装入容器中并搅拌均匀，用滚筒刷均匀地
涂抹粘结树脂下涂层；按照设计要求贴好
纤维片，为了使空气从纤维片下逸出，可
沿纤维方向用专用工具罗拉多滚压几次；
根据干燥程度，在纤维布施工30分钟后，
用滚筒刷涂抹粘结树脂上涂层，上涂时不
得将已贴好的纤维片卷起，滚筒刷应沿纤
维方向移动，在上涂后3小时到4天后，
对固化后的空鼓进行检查处理，直径在
10mm～30mm以下的空鼓，每平方米少
于10个可以认为合格，对不合格的地方需
要进行补修。

（5）表面防护。

在碳纤维布粘贴后，
碳纤维加固桥梁技术应用
祝高飞
中交一公局第七工程有限公司，北京 100024
摘要：随着我国社会经济的发展，人们对于车辆的数量和载重量需求都在不断增加，给桥梁及道路的承载力带来了巨大的压力，在长期的荷载及碾压下，出现了诸多问题，需要进行加固处理。

采用碳纤维加固混凝土结构，具有许多优势，目前在桥梁、隧道等建设工程加固处理方面的应用得到大力推广。

文章主要分析了碳纤维加固技术的优势，介绍了其材料构成，并对其在桥梁加固方面的应用进行了探讨。

关键词：碳纤维；桥梁加固；技术应用
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交通规划与工程区域治理
需进行自然养护24小时，保证固化期间不受干扰，以达到初期固化。

当树脂固化期间，要采取有效的温度控制措施，保证环境温度不低于5℃，并在固化期间，防止贴片受到硬性冲击。

在结构施工完成后，应对碳纤维表面进行表面防护，涂刷乳胶漆使其颜色与混凝土相近。

2.2加固技术施工中应注意的问题
对于混凝土基础面，要仔细打磨使其平整，除去夹杂其中的杂质，并且保证没有尖锐棱角，避免在黏贴碳纤维片时，出现空鼓气泡和偏斜现象。

在基础面清理干净且干燥后，再进行涂底胶，需要按规定比例勾兑底胶的主剂和固化剂，并搅拌均匀。

应保证粘贴胶的一次搅拌量满足本次
施工的使用量，不可超出，通常在室温条
件下粘贴胶的有效时间为1小时，如超过
使用时间，不允许再次使用，应将粘贴胶
废弃。

在施工过程中，应避免碳布沿纤维
垂直方向弯折。

为保证施工的安全，在施
工过程中应对桥梁采取限载措施。

三、结束语
随着时代的进步，科技的发展，我国
一些老旧桥梁因载荷增加或年久失修，逐
渐不能适应现代交通发展的需要。

为贯彻
国家环保节能的要求，提高桥梁的承载能
力及安全性，需要对桥梁进行结构的加固，
延长桥梁使用年限。

碳纤维加固技术因具
有施工方便、易于控制、材料化学性能良好、
适用范围广等特点，广泛应用于桥梁施工
中。

现如今对改技术的使用还在进一步实
践中，需要不断加深其应用，促进交通事
业的不断发展。

参考文献：
[1]鲁丽华, 王洪涛. 碳纤维加固技术在
公路桥梁中应用的研究[J]. 沈阳工业大学学
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程中的应用[J]. 桥梁建设, 2003(b05):87-89.
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设计的基本需求，通常状况下，在塔板设计中，首先，设计人员要认识到道路桥梁施工中的裂缝问题，并在桥梁设计中对施工项目提出更高的标准。

其次，在塔板的顶面以及正常路段施工中，施工人员要保证路基顶面的平行状态，将路基以及桥梁之间的过渡问题进行分析，满足板塔设计的需求，从而为桥路施工的路面质量控制提供支持。

3.2选择合理的路堤填料
在路堤材料选择时，项目负责人需要对道路桥梁中的沉降路段进行实验检测，通过数据的对比及分析，发现沉降问题。

在材料填充中，施工人员要优先选择渗水性能良好的材料，严禁使用沼泽土、淤泥以及杂物等材料，充分保证土地材料使用的有效性及安全性。

填充材料的选择还要注意：一，填料的刚度需要在路基与桥台材料刚度之间；二，增强填料的压实度；三，选择透水性能较强的填料。

3.3填筑台后施工路面的选择
对于桥梁路堤来说，沉降主要可以分
为瞬时沉降、固结沉降以及次固结沉降等，
由于沉降会引发跳车问题，因此，在后天
填充以及材料选择的过程中，相关施工人
员需要进行跳车问题的分析，通过对轻型
填充材料及压缩性原因的分析，减少荷载
产生累积形变问题的发生。

3.4路桥沉降断的施工优化
在道路桥梁结构施工完成之后，施工
人员要进行路堤使用项目的合理选择，在
对路堤碾压以及施工的过程中，采用同样
型号的压实机械，充分保证压实方法的合
理性，提高路堤以及桥台连接部位的合理
性，满足填筑方法以及碾压工程的基本要
求。

在特殊的施工路段，施工人员还应该
进行施工项目的合理安排，保证在桥梁道
路施工中，静置预压符合道路施工项目的
最终标准。

四、结束语
综上所述，桥头引道与桥台和路基强
度不均衡造成的不均匀沉降是造成跳车的
主要原因。

在道路桥梁施工中，施工人员
应该结合地质情况，科学规划施工方案，
优化路桥沉降段的地基施工技术，检查桥
台质量，从而保障道路桥梁的工程质量，
确保人们的出行安全。

参考文献：
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[5]吴杰杰. 浅析道路桥梁沉降段路基
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版:00131-00131.
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