桥梁维修加固中对于碳纤维的应用
碳纤维质轻高强、耐腐蚀、抗老化，有着优异的力学性能。用其加固补强混凝土结构施工简单便捷，在桥梁维修加固中得到广泛的应用。
一、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，碳纤维加固柱，用极少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2.1×l05MPa.综合材料的物理、力学特性分析，要想度地发挥材料自身的优势，适宜将C（RP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。
二、在桥梁加固工程的应用
1、工程概况
G325广南线那蒙大桥旧桥为T形钢筋混凝土梁桥，大桥全长240.40m，桥面宽为12.50m，该桥上构为10*22.20m（钢筋混凝土T梁）+10.00m（空心板梁），支座为板式橡胶支座。下部结构采用双柱式墩，重力式桥台和双柱式桥墩。伸缩缝为异型钢伸缩缝，栏杆为钢筋混凝土栏杆。
（1）病害特征：T型梁腹板底面横向裂缝、腹板侧面竖向裂缝、斜向裂缝；底部钢筋锈蚀，混凝土保护层开裂剥落。
（2）病害成因剖析：T梁裂缝主要由外荷载引起的结构性（受力裂缝）。底部钢筋锈蚀，混凝土保护层开裂剥落主要是由于砼施工质量造成的，砼破坏处显示砼粗集料为卵石且质量欠佳导致砼与钢筋粘结不够密实。因为有存在上述缘由的可能，加之大桥地处海洋性气候中，愈发加快了病害的程度。
（3）维修的必要性。因为大桥地处滨海，属海洋性气候，空气中具有腐蚀性的盐分较重，大气中的腐蚀介质随水分一同顺显露钢筋进入而使主筋外表的钝化层保护效果损失，构成主筋大面积锈蚀。钢筋的锈蚀产物的体积比原金属体积增大2～4倍，由此而发生的铁锈胀大对钢筋外的混凝土保护层的辐射压力远远大于混凝土的抗拉极限强度，使混凝土保护层沿着锈蚀的钢筋构成顺筋裂缝，这种顺筋裂缝进一步成为腐蚀介质进入到主筋的通道，加快了主筋的腐蚀。
另一方面，钢筋在顺筋裂缝中的锈蚀速度往往要比显露状况更快，当混凝土外表的裂缝伸展到一定程度，主筋外的混凝土保护层则开端脱落，隧道碳纤维加固，最终使T梁布局损失承载功能。
为了保证大桥使用寿命不受到影响，有必要对现已锈蚀的显露钢筋进行除锈并防腐处治；同时，对厚度不够的混凝土维护层选用化学防腐的办法进行防护，以保证构件的正常承载。
碳纤维加固技术原来分析及要求特点
（一）特点
1．高强高效，适用面广，质量易保证。
2．施工便捷，工效高，没有湿作业，不需现场固定设施，施工占用场地少。
3．耐腐蚀及耐久性能极佳。
4．加固修补后，基本不增加原结构自重及原构件尺寸。
（二）适用范围
1．适用于各种结构类型，各种结构部位的加固修补，如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体，壳体等结构。
2．基层混凝土的强度要求不低于C15。
3．施工环境温度在5～35℃范围内，相对湿度不大于70％。
（三）工艺原理
加固机理是将碳纤维布采用高性能的环氧类粘接剂粘结于混凝土构件的表面，利用碳纤维材料良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。
（四）工艺流程及操作要点
1．工艺流程。卸荷→基底处理→涂底胶→找平→粘贴→保护。
2．操作要点。
（1）卸荷。加固前对于承受二次荷载的构件不需卸荷，不承受二次荷载的构件必需卸荷，卸荷方式如下：
①对老建筑采用拆除原有的吊顶、顶板装饰层、墙面装饰、地面面层、设备等方法，以达到卸静荷的目的。
②对一些不能卸静荷的构件，可采用千斤顶顶升的方式卸荷；
③卸活荷载。
（2）基底处理。
①混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等部位应予以凿除，对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复。
②裂缝部分如有必要应首先进行封闭或灌浆处理。
③用混凝土角磨机、 砂纸等工具除去混凝土表面的浮浆。油污等杂质，秀山碳纤维加固，构件基面的混凝上要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状（R≥10mm）。
④用吹风机将混凝上表面清理干净并保持干燥。
（3）涂底胶（使用材料为FP）。
①按主剂：固化剂＝2：l 的比例将主剂与固化剂先后置于容器中，电动搅拌器均匀搅拌，根据环境温度决定用量并严格控制使用时间，一般情况下1h 内用完。
②用滚筒刷均匀涂抹于混凝上表面，等胶固化后（以指触干燥为准），再进行下一步施工。一般情况下固化时间为2～3d.（4）用整平材料找平（使用材料型号为FE）。
①混凝土表面凹陷部位要用FE
填平，碳纤维加固施工，尽量减少高度差。
②转角的处理也应用FE 将其修补为光滑的圆弧。 h
（5）粘贴碳纤维布（使用材料型号为FR）。
①按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布，除非特殊要求，碳纤维布长度一般应在3m之内。
②调配粘贴材料FR 胶（使用方法同底胶FP），然后均匀涂抹于所要粘贴的部位，在搭接处、混凝土拐角等部位要多涂抹一些。
③粘贴碳纤维布，在确定所贴部位无误后剥去离析纸，用特制的滚子反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使FR 胶充分浸透碳纤维布。多层粘贴应重复上述步骤，待纤维布表面指触干燥方可进行下一层的粘贴。
④在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹FR 胶。碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm。
碳纤维搭接示意图
（6）保护。加固后的碳纤维表面应采取抹灰或喷防火涂料进行保护。
（五）材料
碳纤维材料（CFRP）加固修补结构所用材料主要为碳纤维材料与粘贴用树脂。材料及性能指标见表
结构加固修补用碳纤维材料（CFRP）主要性能指标
贴CFRP 用树脂主要技术性能指标
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