2020年12月20日，在加固維修舊橋方面，我國(guó)已經(jīng)積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)，其方法主要有加大截面加固、預(yù)應(yīng)力加固以及噴射混凝土加固等方法，碳纖維加固技術(shù)是一種全新的橋梁加固維修技術(shù)，比之于傳統(tǒng)的加固方法具有著非常大的優(yōu)勢(shì)。本文我們主要談?wù)剺蛄禾祭w維加固技術(shù)，建筑加固重要性，各位有興趣的朋友們一起來(lái)學(xué)習(xí)了解一下吧。
1、 碳纖維加固橋梁的優(yōu)點(diǎn)
作為一種被研發(fā)的新型加固材料，碳纖維的形成過(guò)程是高溫碳化聚丙烯之后的結(jié)果。在補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)方面，自身的性質(zhì)使碳纖維的
補(bǔ)果非常顯著。按照不同的形狀可將碳纖維分為：短纖維、片材以及棒材三類(lèi)；在力學(xué)性能上的劃分又可以將碳纖維分為：中等彈模
量纖維、高彈性模量纖維以及高強(qiáng)度纖維等。碳纖維對(duì)橋梁的補(bǔ)強(qiáng)原理是，在混凝土上，通過(guò)使用高強(qiáng)度的粘合劑，將碳纖維棒材和碳纖
維布粘到上面，最終使補(bǔ)強(qiáng)的目的通過(guò)它們共同作用的手段實(shí)現(xiàn)。高彈性模量和高強(qiáng)度是碳纖維材料所具備的特點(diǎn)，因此其他的加固材料
無(wú)法具有碳纖維對(duì)橋梁進(jìn)行加固時(shí)的一些優(yōu)點(diǎn)。首先是碳纖維的高效高強(qiáng)特點(diǎn)。物理學(xué)中高彈性模量和高強(qiáng)度的優(yōu)異性能，使橋梁構(gòu)件的
承載力在通過(guò)碳纖維材料進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，得到了充分的提高，進(jìn)而使橋梁得到了充分的加固。其次，由于與酸堿鹽等物質(zhì)不易發(fā)生化學(xué)
反應(yīng)，碳纖維材料具有的耐腐蝕性。碳纖維材料所獨(dú)具的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)就是極其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，持久性和耐腐蝕性是經(jīng)過(guò)碳纖維材料
加固補(bǔ)強(qiáng)后建筑物新具有的特點(diǎn)。再次，構(gòu)件的體積和自重不會(huì)因?yàn)樘祭w維材料的加固補(bǔ)強(qiáng)而增加。建筑物的質(zhì)量在經(jīng)過(guò)質(zhì)量很輕的碳纖
維加固后不會(huì)有明顯增加，自身的承載力也不會(huì)被減弱，同時(shí)建筑物的使用空間也不會(huì)受到影響。同時(shí)，碳纖維材料對(duì)橋梁的加固補(bǔ)強(qiáng)施
工更為便利。由于質(zhì)量較輕的特點(diǎn)，碳纖維材料的施工過(guò)程完全不需要大型機(jī)械，具有較高的工作效率、較小的占用空間及簡(jiǎn)單方便的操
作程序。最后，碳纖維材料具有極好的耐寒耐熱性，在-55℃~84℃之間復(fù)合材料不會(huì)降低其強(qiáng)度，混凝土補(bǔ)強(qiáng)試件經(jīng)歷51℃~-19℃，經(jīng)
過(guò)3小時(shí)內(nèi)循環(huán)浸漬10次，不會(huì)降低其抗彎曲強(qiáng)度；耐酸、耐堿性，3個(gè)月浸漬在10%硫酸液或300個(gè)小時(shí)浸泡在41℃的氫氧化鈣飽和鹽
水中，其強(qiáng)度均不會(huì)降低；極強(qiáng)的耐水性，搭接強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度即使在72℃的水中浸漬30天仍不會(huì)降低。
2、 碳纖維加固橋梁的技術(shù)要點(diǎn)
首先需要明確碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)橋梁時(shí)的應(yīng)用范圍。具體體現(xiàn)在：橋梁受壓構(gòu)件的加強(qiáng)、截面承剪的加強(qiáng)、加強(qiáng)斜截面承載力、補(bǔ)強(qiáng)剪
力構(gòu)件正截面承載力以及橋梁承受彎矩承載力的補(bǔ)強(qiáng)等。進(jìn)行加固施工時(shí)的技術(shù)要點(diǎn)有一下幾點(diǎn)：第一要充分做好施工前的準(zhǔn)備工作，對(duì)
建筑物的計(jì)算分析研究要在加固開(kāi)始前進(jìn)行，比如相應(yīng)設(shè)備的配備、構(gòu)件特點(diǎn)以及加固層數(shù)等，以保證順利進(jìn)行加固工作；第二，為使加
固效果得到保證，相關(guān)的處理對(duì)于加固部位而言是必要的。比如打磨消光混凝土部位；當(dāng)施工環(huán)境較為潮濕時(shí)，應(yīng)將加固部位表面的灰塵
予以去除，處理過(guò)程以干燥為宜；第三，為了更加有效密切粘合混凝土構(gòu)件和碳纖維布，對(duì)底層刷涂樹(shù)脂的工作應(yīng)在碳纖維布粘貼時(shí)同步
進(jìn)行。應(yīng)均勻刷涂樹(shù)脂，粘結(jié)強(qiáng)度適中，使加固構(gòu)件能夠受到其共同作用；第四，施工時(shí)應(yīng)選用專(zhuān)門(mén)的粘貼工具進(jìn)行碳纖維布的粘貼操
作，由于粘貼效果會(huì)受到粘貼過(guò)程中出現(xiàn)的氣泡影響，為將其中的氣泡擠出，可平順粘貼碳纖維布或是抹平時(shí)用侵潤(rùn)過(guò)的樹(shù)脂，當(dāng)碳纖維
布需要多層粘貼時(shí)，上述操作多次重復(fù)之后，將聚醋薄膜覆蓋其上；第五，適當(dāng)?shù)奶幚砉ぷ髟谔祭w維布粘貼完成后進(jìn)行是必要的，當(dāng)樹(shù)脂
凝固后，可將防曬漆或是防火漆涂刷在碳纖維布的表面，使黏合的持久性增加，避免樹(shù)脂老化脫落。

2.1 碳纖維片材加固橋梁的方法
通過(guò)碳纖維片材的粘貼加固橋梁時(shí)，首先需要再需要加固的混凝土表面上涂刷較薄的底層涂料，這樣可以使膠接性能及混凝土表面強(qiáng)
度同時(shí)得到提高和強(qiáng)化，從而使碳纖維片與混凝土之間的粘結(jié)性得到提高。找平工作應(yīng)在底層涂料干燥后用找平材料進(jìn)行，良好的觸變性
能和施工性能是找平材料的特點(diǎn)，只有緊密接觸的混凝土表面與碳纖維材料，才能使補(bǔ)果達(dá)到預(yù)期。在處理后的混凝土表面粘貼碳纖
維材料時(shí)，粘合劑應(yīng)選用環(huán)氧樹(shù)脂，這樣可在一定范圍內(nèi)控制其粘度。之后沿順纖維方向使用專(zhuān)用滾筒進(jìn)行多次滾壓，使碳纖維布被浸漬
樹(shù)脂完全浸透，氣泡被擠除，注意碳纖維布在被滾壓時(shí)不得造成損傷。對(duì)粘貼質(zhì)量的檢查方法，可以通過(guò)對(duì)碳纖維片材表面進(jìn)行手壓，或
是用小錘輕輕敲擊等。彎折碳纖維片材的現(xiàn)象在施工時(shí)應(yīng)盡量避免。
2.2 碳纖維棒材加固橋梁的方法
由于自身所具備的特性，碳纖維棒材在加固橋梁時(shí)的作用主要體現(xiàn)為：補(bǔ)強(qiáng)正截面承載力時(shí)，比較適宜的采用方式是植筋方法，先適
當(dāng)處理抗彎能力無(wú)法滿(mǎn)足需求的正截面，之后進(jìn)行加固；補(bǔ)強(qiáng)截面承剪和斜截面抗彎時(shí)，同樣采用植筋方式進(jìn)行，在梁體內(nèi)和梁的側(cè)表面
應(yīng)力跡線(xiàn)一致處，鑿出溝槽，將碳纖維棒材放入其中，封閉材料為環(huán)氧樹(shù)脂混凝土。
3、 碳纖維加固設(shè)計(jì)的方法和原理
目前在碳纖維加固設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算方法，是按照一定的標(biāo)準(zhǔn)將碳纖維布近似換算成一定用量的鋼筋，然后理論分析的方式以傳統(tǒng)鋼筋混
凝土受力分析模型為基礎(chǔ)進(jìn)行。在設(shè)計(jì)中對(duì)鋼筋混凝土有如下的假設(shè)：第一是忽略不計(jì)受拉區(qū)混凝土的作用；第二在粱受彎時(shí)，碳纖維、
鋼筋及混凝土應(yīng)變符合平截面假定，即平面變形假設(shè)的條件應(yīng)被碳纖維加固混凝土受彎構(gòu)件截面的應(yīng)變所滿(mǎn)足，相同位置處混凝土與碳纖
維和鋼筋的應(yīng)變相同；若完全理想粘結(jié)加固所用布，即表示滑移現(xiàn)象沒(méi)有出現(xiàn)在碳纖維布與混凝土之間。在計(jì)算時(shí)需要注意的是：40%的
幅度應(yīng)為抗彎承載力在加固后的提高上限，且應(yīng)對(duì)構(gòu)件的受剪承載力進(jìn)行驗(yàn)算，以避免受彎破壞未發(fā)生時(shí)先出現(xiàn)受剪破壞的情況。
4、 結(jié)束語(yǔ)
比之于其他的橋梁加固技術(shù)，碳纖維材料加固橋梁技術(shù)具有不會(huì)對(duì)原結(jié)構(gòu)造成新的損傷、結(jié)構(gòu)自重幾乎不會(huì)增加、耐腐蝕性強(qiáng)、較好
的適應(yīng)性以及便于施工等諸多優(yōu)點(diǎn)，由于我國(guó)內(nèi)地的地震高發(fā)區(qū)較多，作為防震措施的一種，使抗震性能通過(guò)碳纖維材料在震前得到加
固，以及通過(guò)粘貼碳纖維片材在震后進(jìn)行加固均可以大力發(fā)展。由于耐疲勞、松弛度較低、較高的強(qiáng)度重量比以及較好的耐腐蝕性是碳纖
維棒材和絞線(xiàn)的特性，如果碳纖維材料錨固難的問(wèn)題得到進(jìn)一步的解決，包括碳纖維材料纜索在索夾處抗折和在鞍槽里抗滑的問(wèn)題同樣得
以解決，在碳纖維加固橋梁技術(shù)一定會(huì)更為廣泛地應(yīng)用到超大跨纜索橋梁上。總而言之，不斷發(fā)展和完善的碳纖維制造工藝和技術(shù)，將在
未來(lái)的加固橋梁技術(shù)中起到越來(lái)越重要的作用。