20世纪70年代中期以来,一些欧洲国家开始将纤维增强复合材料(FRP)应用于土木工程建设,并在实际应用过程中发挥了较为理想的效果。这种材料具有很强的刚性和韧性,特别是在耐蚀性方面突破了传统工艺。将其应用于混凝土桥梁的结构施工中,显着地提高了桥梁结构的整体稳定性,其优点还体现在缩短了工期和降低了人工成本上。经过半个世纪的发展和完善,该技术也成为我国21世纪桥梁建设的重要方向之一。
1.碳纤维布加固施工技术
江西某混凝土桥梁工程总长度115 m,两端高18m,中间最高点25m。采用粘贴碳纤维片材的方法对桥梁结构进行加固,取得了较为理想的效果。
(1)表面处理技术
在碳纤维布加固施工技术应用中,表面处理技术是最重要的技术手段之一。由于混凝土结构表面有一层由游离石灰、风化层或剥离砂浆组成的退化层,可用磨床去除。同时,它必须应用于磨床和空气喷嘴。这样,清洗后的混凝土表面就可以完全干燥,使表面处理的整体效果更加理想。
(2)分段维修技术
在混凝土结构桥梁施工中,经常采用横断面修补技术.在应用这一技术时,必须对混凝土表面结构有充分的了解。在正常情况下,混凝土表层的不良成分主要包括蜂窝、孔隙和腐蚀残渣。正是由于这些不良结构的存在,桥梁结构经常出现钢筋泄漏现象。因此,要注意防腐处理.由于该材料在强度和密度上略大于混凝土材料,需要应用于环氧砂浆材料,因此其截面修补效果较为理想。
(3)底漆
在桥梁结构施工中,应注意温度的控制。正常情况下,施工温度应保持在5°C以下,才能正常进行施工。万一下雨,应暂时停止施工。在施工规程范围内,应确定正常温度,并要求有关施工技术人员对桥梁结构底层涂料进行合理选择,从而提高桥梁的防腐效果。确保施工现场始终处于空气流通状态,严禁烟花爆竹。在桥梁施工过程中,有关施工技术人员应注意佩戴相应的防护设备,如安全帽、橡胶手套、口罩等。
(4)碳纤维片材的粘贴
碳纤维片材粘结是碳纤维布加固施工技术中的重要环节。在此过程中,应使用剪刀根据预先设计的大小进行裁剪,以确保当前贴片的整体适合性。在切削加工过程中,应注意合理控制切割尺寸和长度。一般认为是控制在2m以内,这样才能保证最终的碳纤维片材的配合。为了有效防止碳纤维片材在贮存过程中受到破坏,必须准确控制切割次数,以保证其满足实际需求,避免大量过剩。当混凝土桥面铺装底漆使用时间超过一周时,应用磨床打磨,以保证桥面整体平整度。在桥梁结构底漆上采用刷辊均匀涂覆环氧树脂是必要的。这样可以有效地控制施工桥面的不平整度。在涂装过程中,应注意涂布角较厚。在纤维纵向留出约10厘米的空间。纤维板粘贴工作完成后,应放置30分钟。如果纤维在此过程中爆裂,应及时使用滑轮进行处理。
2.碳纤维布加固桥梁的应用前景研究
粘贴碳纤维布加固技术仍然是一种新型的加固技术。其适用范围仍在进一步扩大。同时,碳纤维片材粘结加固法也成为一种理想的快速桥梁加固方法,特别适合于公路桥梁的施工,能有效地提高桥梁结构的整体稳定性。对于碳纤维材料,由于其重量轻、施工操作简单等优点,在现场粘结施工中往往不需要大量的设备来辅助,在我国的应用前景十分广阔。一些西方发达国家对碳纤维桥梁加固技术的研究远远超过我国。因此,在我国探索和发展这一领域时,可以积极借鉴西方国家的研究经验,结合我国现阶段公路桥梁的实际情况。我国碳纤维布加固技术应尽快在行业内建立系统的指导方针。并注重在混凝土公路桥梁结构上粘贴碳纤维布新技术的不断创新,以达到加固的目的,从而促进我国原有公路桥梁加固养护工作水平的不断提高。
3结束语
总之,经过长期的实际操作,碳纤维增强复合材料在公路桥梁结构施工中的应用已发挥了较理想的效果。其优点也十分明显,不仅现场施工操作更加方便,与传统加固施工方案相比,其造价控制效果也非常理想。同时,碳纤维桥梁加固技术的应用周期相对较短,对运输系统和周边环境的影响也明显降低。目前,单纤维加固技术在我国桥梁工程中的应用范围不断扩大,市场应用前景也十分广阔,可应用于各类道路桥梁工程。为我国公路桥梁建设提供了丰富的借鉴经验,也促进了公路桥梁建设事业的健康稳定发展。