针对桥梁裂缝及处理方法进行分析
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摘要：近年来，由于交通运载量及载重的急速增加，随着桥梁承压负荷的加大，使得部分桥梁的上部构造在营运初期便提前出现裂缝病害，对桥梁的正常使用带来潜在危害。为解决好结构裂缝带来的危害影响，文章结合自身实践，从应用的角度出发，对采用粘贴碳纤维方法处治桥梁上部裂缝的方案展开论述，并提出个人见解及建议。
关键词：桥梁结构；上部构造；碳纤维；维修加固
随着市场经济和交通运输事业的快速发展，早期已建成并通车营运多年的部分桥梁，目前都在担负着沉重的交通荷载和繁重的交通量。由于桥梁工作条件及营运环境的特殊性，部分桥梁在通车营运后，便逐渐显现出一些早期病害，如混凝土开裂、风化露筋、钢筋锈蚀等严重病害。在众多的病害类型中，结构裂缝是最为常见的一种。裂缝的产生往往与结构受力有着直接的联系，直接关系到桥梁的安全营动粗，故人们往往对此不敢掉对轻心，急需对相关病害进行加固处理。由于碳纤维布加固混凝土结构技术是一种新兴的、技术含量高的结构补强加固方法。碳纤维布的强度一般为建筑用钢材的十几倍，弹性模数与建筑钢材在同一水平上并略有提高，是一种优良的结构加固用材料，具有高强高效，材质薄，重量轻，施工便捷，耐久耐腐蚀性好等特点，与原有的其它加固方法比较，具有明显的技术优势。对此，粘贴碳纤维布加固技术已经成为我国当前在桥梁加固领域最主要的加固技术之一。为更好地处理由于上述原因而此起的裂缝问题，本文将对结构裂缝众多处治方案中的碳纤维方案进行深入阐述，以便为广大内业人士共同参考借鉴学习。
1、碳纤维加固技术的工作原理、特点及优越性
碳纤维增强复合材料加固修补混凝土结构技术，是利用专门配制的粘结剂将碳纤维片粘贴在混凝土构件需补强加固部位表面，使混凝土与碳纤维片形成一体，共同工作的加固修补方式。碳纤维复合材料具有优越力学性能，其抗拉强度是普通Ⅱ级钢筋抗拉强度的10倍以上，弹模也与钢材相当；碳纤维材料不与酸碱盐等化学物质发生反应，因而用碳纤维材料加固后的钢筋混凝土构件具有良好的耐腐蚀性及耐久性，适合于沿海地区空气湿度大，盐碱含量较高的特点；碳纤维的单位体积重量仅为钢材的l/4左右，制成板状后，其厚度仅为1.4mm 左右，几乎不增加结构自重和改变截面外形。由于碳纤维布是一种柔性材料，而且可以任意裁剪，可以有效的封闭混凝土结构的裂缝，且不改变结构形状及不影响结构外观，很适合于加固桥涵盖板这类施工面较小的工程；施工简便、工序简单，由于其自重较轻，可用小型电动工具操作，操作空间要求较宽松。不像传统补强方法需要众多工种、大量劳力及大型施工设备，可以在传统技术无法施工的有限作业空间内实施。
2、主要工艺施工流程
桥涵盖板加固工程的施工日期要安排在雨季前或雨季后，以减少雨水对工程的影响。其施工工序为施工准备、混凝土表面处理、配置、涂刷底胶、配置找平胶并找平面层、粘贴碳纤维片材、保护。
施工准备：认真阅读设计图纸，根据实际情况拟定施工计划，备齐施工所需的各种材料及机具；混凝土表面处理：清除桥涵盖板底面剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层，对于较大面积的劣质层在凿除后用环氧砂浆进行修复。用混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质，将混凝土面层打磨平整，尤其把表面的凸起部位磨平，转角粘贴处进行倒角处理并打磨成圆弧状（R≥20mm）。用吹风机将混凝土表面清理干净，并保持干燥。
配置、涂刷底胶：按主剂：固化剂=2：1 的比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用弹簧秤计量，电动搅拌器均匀搅拌，根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间。用滚筒刷将底胶均匀涂刷于混凝土表面，待胶固化后再进行下一工序施工。一般固化时间为2～3d。
配置找平胶（FE 胶）并找平面层混凝土盖板表面凹陷部位用 FE 胶填平，模板接头等出现高度差的部位应用 FE 胶填补，转角处用FE 胶修补成光滑的圆弧，半径不小于10mm。
粘贴碳纤维片材：按尺寸裁剪碳纤维布，调配、搅拌粘贴碳纤维材料的加固专用胶（FR胶），搅拌至色泽均匀，然后用滚筒刷均匀涂抹于待粘贴的部位，在搭接、混凝土拐角等部位多涂刷一些，在确定所粘贴部位无误后剥去离型纸，将碳纤维布拉紧展平并铺在涂有FR 胶基面上，用特制滚子反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使FR胶充分浸透碳纤维。碳纤维沿纤维方向的搭接长度不小于100mm，碳纤维端部固定用横向碳纤维固定。多层粘贴重复上述步骤，待碳纤维布表面指触干燥进行下一层的粘贴。在最后一层碳纤维的表面均匀涂抹 FR 胶。其厚度为 1～2mm。
保护在加固后的碳纤维表面喷防火涂料进行保护。
3、碳纤维布施工注意事项
3.1 碳布为导电材料，施工时应远离电气设备及电源，或采取有效可靠的防护措施。
3.2 按照设计尺寸裁剪碳布，尺寸一定要精确，误差在 10mm 范围之内，且严禁折叠，以防碳布折断。
3.3 碳布配套树脂浸渍胶的应密封储存，远离火源，避免阳光直接照射，树脂浸渍胶的配制场所，应保持通风良好，无灰尘。配制碳布胶时，其配合比严格按厂家的说明书配制，搅拌 2 分钟，熟化 2 分钟后方能使用，拌好的胶液应色泽均匀，无气泡。
3.4 检查所有的修补区域，如有孔隙、气泡及脱层等现象，必须用可靠的方法进行修复。碳纤维布与混凝土之间的粘结质量可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维布表面的方法来判断，总有效粘结面积不应少于 95%。当碳纤维布的空鼓面积小于 100cm2时，可采用针管注胶的方式进行补救。当碳纤维布的脱层面积大于 100cm2时，宜将空鼓处的碳纤维布切除，重新搭接粘上等厚的碳纤维布。
4 安全注意事项
4.1 必须仔细阅读关于所使用材料的安全信息资料。
4.2 在对所使用材料的使用、保管和管理方法进行充分确认的基础上再进行施工。
4.3 整理和配合好脚手架通道和其它作业环境。另外，根据作业种类穿戴保护口罩、保护眼罩、保护手套和安全带等劳动保护用品。使用有机溶剂或树脂浸渍胶时，如果是在封闭空间内作业，要充分注意换气。按照相关法规，必须根据需要用风扇进行强制换气。特别注意因吸入有机溶剂或环氧树脂而引起的事故。
结束语
实践证明，由于碳纤维具有重量轻、综合性能好等特点，因此，该项技术目前已在国内的桥涵加固领域中得到广泛应用， 具有重要的社会意义. 采用碳纤维加固桥涵裂缝目前已经成为了一种众所周知的， 并且简便轻捷的一种优选方案。
参考文献
[1]邓宇.碳纤维布加固钢筋钢纤维混凝土梁的试验研究[D].郑州大学，2010.