碳纤维布在旧桥加固中的应用技术  曾先生
摘  要：本文分析了碳纤维布在加固混凝土桥梁结构受弯性能中的受力特点，并根据近几年来在上海地区的工程实践，总结了粘贴碳纤维布加固的施工工艺要求和质量控制。
关键词：碳纤维布；桥梁加固；施工工艺
引言
粘贴碳纤维布加固混凝土结构技术是一项新型、简便、有效的混凝土桥梁加固技术。该技术充分应用了碳纤维增强复合材料（carbon fiber reinforced polymer，简称cfrp）所特有的高比强度、高比模量、耐腐蚀、抗疲劳及施工简便等许多优点，为混凝土桥梁加固技术注入了新的活力。碳纤维布加固修补结构技术是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以达到对结构加固补强的目的。
1 碳纤维布加固的优点
与传统的粘钢法等其他加固工艺相比，采用碳纤维布加固旧桥具有以下几个方面的优点：
①不增加结构恒载及断面尺寸：碳纤维布的自重一般仅为150~450g/m2，设计厚度为0.111~0.167mm，对整个结构重量及桥下净空的影响微乎其微，可忽略不计。
②可适应不同结构的外表尺寸，成型方便：特别对于斜、弯、坡及异型结构的加固，若采用传统的粘钢法等加固措施，施工难度大，而采用碳纤维布加固法，因碳纤维布的随型性极强，可以随结构外形变化任意施工。
③对原结构不会产生新的损伤：碳纤维加固补强系采用配套树脂等粘结材料，不需要设置锚固螺栓和开凿混凝土等，因而不会对已经损伤的结构产生新的破坏。
④碳纤维布具有优良的耐化学腐蚀性：由于加固只使用碳纤维布和配套树脂，因而具有耐酸、碱、盐和大气环境腐蚀等性能。
2 碳纤维布加固的材料要求
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。加固混凝土构件时，按构件的不同受力特点用粘结材料将碳纤维布有序地缠绕粘贴于构件表面，实现对构件变形的约束并因此提高构件的极限强度和承载能力。
在旧桥加固的应用过程中，碳纤维布的抗拉强度一般不宜小于3000mpa，弹性模量不小于2.1x105 mpa。根据碳纤维布的品质不同，其厚度一般在0.11~0.43mm之间，幅宽在20~100cm，卷材长度为50~100m。对于桥梁加固工程而言，单层碳纤维布单位面积碳纤维质量不宜低于150g/m2，一般不超过450 g/m2，若施工质量有可靠保证的前提下，单层碳纤维布单位面积碳纤维质量可提高到600 g/m2。
粘结材料是保证碳纤维布与混凝土共同工作的关键，粘结材料需要有足够的刚度和强度，同时也要有足够的韧性。
粘结材料一般是由主剂和固化剂配制而成，通常分为适合于冬天及夏天使用的冬用型和夏用型两种类型。主剂和固化剂按照工艺要求与规定的比例混合均匀，以形成所需要的底层树脂、找平树脂、粘结树脂。底层树脂、找平树脂的正拉粘结强度一般不得小于2.5mpa和被加固混凝土的抗拉强度标准值。粘结树脂在粘结材料中起着至关重要的作用，因此其性能指标要求一般按照表1内的数据来进行控制。
表1    粘结树脂性能指标要求