路桥科技
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李 鹏
璟（河南信工程监理有限公司，河南 洛阳 471000）
摘要：近年来，我国大力发展基础设施建设，各地公路、桥梁建设如雨后春笋般蓬勃发展，作为连接道路不可跨越地段的唯一方式，桥梁的重要性不言而喻。为了保障桥梁稳固，本文提出采取预应力碳纤维布进行加固处理，以期全面提升工程质量。
关键词：预应力碳纤维布；桥梁加固；工程概况
1 预应力碳纤维布的优势 目前，桥梁加固方法很多，作为继加大混凝土截面、粘贴钢板加固法之后出现的又一种新型结构加固技术，预应力碳纤维布加固技术具有显著的优势，具体包括以下两点。 （1）“变被动为主动”。在加固时，普通碳纤维布可直接在加固构件表面粘贴，受力作用下，结构变形到一定程度后，碳纤维布才能承受荷载，而非与结构同时受力，仅可被动接受上部结构荷载，这种现象也被称为“应力滞后”。
在施加预应力之后，通过预应力的作用，可将碳纤维布张拉变形和加固构件形成一个整体，共同受力。这就相当于结构在二次受力前，碳纤维布已经具备抵抗变形应变的能力，能够提前充分发挥碳纤维布的高强性能，属于主动加固，加固效果更显著。 （2）有效减少及控制裂缝。预应力施加之后，碳纤维和加固构件共同形成一个整体，相当于将预拉力提前施加到梁底，促使加固构件向上弯曲变形构成反拱，此时加固后的构件能够抵消部分上部荷载，增加结构的使用承载能力，甚至可以起到减小或闭合结构上裂缝的作用，同时，还能制约新裂缝的出现，改善结构使用性能。
2 工程概况 某桥梁工程为装配式预应力钢筋混凝土空心板桥，通车运营多年后，在桥梁空心板梁底处出现了大量裂缝，主要为横向裂缝、纵向裂缝，部分裂缝伴有渗水、泛白情况。此外，在桥台台帽、桥墩位置出现了部分混凝土破损等病害，对桥梁安全性、耐久性影响很大。
3 加固方案 根据现场调查可见，本工程纵、横向裂缝较多，部分空心板铰缝严重脱落，存在单板受力情况，导致承载力储备折减严重。因此，在施工当中，不仅要封闭表面裂缝，还要增加桥梁承载力储备，根据工程实际情况，决定采取主动加固措施，即预应力碳纤维布加固技术。通过此项技术，可以有效提升桥梁承载力。具体加固方案如下。 3.1 空心板板底加固 通过计算分析，通过粘贴预应力碳纤维布的方式加固补强空心板梁底部，将张拉预拱度控制在1.0-0.25mm 之间，有效改善桥梁裂缝病害问题，提升桥梁承载力和安全储备。 将钢板横向增设到每跨1/4L、1/2L、3/4L 处，尺寸为150mm （宽）×3.0mm（厚），从而增强空心板横向联系。 3.2 空心板梁裂缝泛白处理 针对空心板梁裂缝泛白问题，可采取灌
胶法封闭表面，待封闭之后，涂抹聚合砂浆进行修复。 3.3 铰缝处理 针对板底部分铰缝破损问题，本工程决定采用聚合物砂浆修补。碳纤维布和胶粘剂是本工程的主要施工材料，纤维布及结构胶相关数据情况如下：碳纤维布抗拉强度为3000MPa，弹性模量为 2.4×105MPa，厚度为0.167mm，胶粘剂拉伸强度为30.5MPa，拉伸模量为3.6GPa，拉伸率为1.5%，对接接头拉伸强度为32.1MPa，拉伸剪切强度为15.6MPa
4 预应力碳纤维布加固施工工艺 4.1 施工准备 （1）梁体检查。施工前，先对梁体底板质量进行详细检查，比如，是否存在蜂窝、破损等。同时，保证梁内无积水，梁体干燥。若出现上述问题，可在底板打孔排水，保证梁体干燥。 （2）梁底板挠度测量。通过红外线测量梁底挠度，采取高频红
外线分段测量梁底，并做好详细记录工作。
（3）基层处理。通过角磨机打磨预应力碳纤维片材加固区域，并将其上灰尘清理干净。针对表面松散的混凝土材料，同样要清理干净，保证露出坚实的混凝土结构，针对基材表面不平整处，要利
用特种修补胶平。 （4）加固区域放样。按照图纸尺寸要求，对加固区域标注并放样，随后在梁底板标注好碳纤维布条带、锚具等位置，并放样。 4.2 梁底平 结合挠度测量结果，利用专用平胶进行梁底加固区域平，误差控制在5mm 以内。 4.3 锚栓打孔定位 按照图纸尺寸要求，采取钢筋探测仪进行锚栓打孔位置的确定。
定位时，在10mm 以内控制两端锚具的轴线偏差，一般情况下，锚栓打孔位置纵向偏差需控制5cm 以下，打孔时，可采用电锤等工具。 4.4 锚固区域开槽 在锚固板和张拉板安装部位，按照设计要求，采用混凝土切割机确定锚固区域，并切割成矩形。切割区域内部混凝土，则可采用切割机切割为马赛克状小方块，随后利用电镐凿除混凝土，凿除深
度约 1.6cm，打磨碳纤维条带接触槽口混凝土面，打磨为圆弧面，在此环节不得损坏碳纤维布。 4.5 安装锚栓 按照图纸设计，合理确定锚栓数量、型号、间距，在安装前，需调整锚栓垂直度，优先倾斜于逆受力方向。若条件不允许，仅能倾斜于顺受力方向，则相同一个锚具上设置数量不得大于2个，且
倾斜角度需控制在10%以内。安装时，严格按照设计要求，合理确定锚栓间距，保证安装质量。 4.6 下料组装 下料时，先对碳纤维布条带和锚具进行组装编号，保证各层碳纤维布和锚具紧密缠绕，并缠绕到锚板上，不得弯曲碳丝。在碳纤维布缠绕过程中，还要浸润锚具部位的碳纤维布，保证施工效果。 4.7 浸润胶粘剂
根据胶粘剂配合比，准确称量胶粘剂用量，通过搅拌设备均匀拌和，随后放置到浸胶专用设备，通过专用浸胶设备将组装好的碳纤维布一次性浸润，针对端头部位，在其1m 范围通过人工滚涂浸润，
保证各层碳纤维布之间的胶粘剂均匀、饱满，促使碳纤维布与碳纤维布、碳纤维布和混凝土之间均可紧紧粘结在一起，形成一个良好的整体。
4.8 张拉预应力 完成上述施工之后，通过张拉设备预张拉碳纤维布条带，确定最终张拉力为20%，保证各层碳纤维布均匀受力。待完成预张拉施
工之后，利用人工方式对碳纤维条带进行滚涂补胶，保证碳纤维布浸胶饱满。碳纤维布浸胶施工15小时之后，便可进行碳纤维胶强度检查，保证指触表干，待其具有一定强度后，即可正式张拉。通过张拉力，挤出多余的平胶，直至完全贴合。 4.9 涂抹砂浆 待张拉完碳纤维布之后，可将水泥钉设于主梁底面，30cm 为间距，并按规定要求挂设钢丝网片，本工程采用了3号钢丝网，规格为10×10mm。挂设完钢丝网片后，可涂抹高性能复合砂浆，厚度为
4cm，保证锚具及碳纤维布被高性能复合砂浆完全覆盖，保证颜与原混凝土基相似。 （下转第 164 页）
碳纤维布加固方法Road & Bridge Technology
164《华东科技》
第二，为确保水泥搅拌桩桩体垂直度与施工规定相符，可将一吊锤挂至主机之上，通过管控吊锤和钻杆之间的距离进行桩体垂直度控制。第三，本工程采用了“四喷四搅”施工法，在整个施工环节，必须做好
各个工序的质量控制。第一次钻进施工，为防止出现堵管情况，可带浆下钻，喷浆量不得高于总量的50%，禁止带水下钻。应采用低档完成第一次钻进和提升工序，复搅则可提升一个档位。每根桩的成桩时间应控制在40min 以上，喷浆压力不得小于0.4 MPa。第四，本工程采用了“叶缘喷浆”的搅拌头，在整个施工过程中，该类搅拌头喷浆口在搅拌叶片最外源处，浆液从叶片处向桩体中心呈环状移动时，伴随叶片的转动和切削，能够很均匀地向桩体土内洒布浆液，保证洒布的均匀性。第五，施工中要求严控喷浆、停浆时间，一旦开始钻进施工，就必须连续喷浆，不允许中断。同时，要特别注意，在没有喷浆的情况下，不得提升钻杆。第六，若施工中喷浆量不够，需整桩复拌，相比设计用量，复拌喷浆量应多一些。如遇特殊情况，比如停电、机械故障等，不得不中断喷浆时，要及时记录中断深度，并在12小时之内通过补喷的方式进行处理。补喷时，重叠段长度需控制在1m 以上，如在12小时以上，则需进行补桩处理。 5 结语
综上所述，自改革开放以来，我国公路事业迎来了高速发展时期，伴随公路项目规模的持续扩大，越来越多项目修建于不良地基之上，尤其是软土地基。软土地基物理力学性能较差，对路基稳定性和承载能力影响很大。为此，本文在全面了解软土特征的基础上，阐述了多种软基加固方法，并结合工程实例，采用了水泥搅拌桩法进行加固处理，由此得出，水泥搅拌桩加固效果良好，可有效提升路基承载能力。 参考文献：
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（上接第 158 页）
技术于软件，做好桥梁数据计算工作，最大限度优化桥梁设计可能出现的问题。
3.5 借助BIM 技术做好碰撞检查
为满足大众需求，桥梁设计复杂化程度日益增加。传统的二维桥梁设计方式，其局限性较大，很多桥梁设计工作人员，在二维设计工作中难以发现桥梁设计存在的具体问题，桥梁设计过程中存在的问题如不能得到及时解决，极易导致后续桥梁建设与设计方案出现较为严重冲突，致使桥梁设计出现不合理之处。在二维设计中要想进行碰撞检查其难度较大，因此，可以引入BIM 技术与软件，在BIM 技术帮助下在设计工作中，做好桥梁设计碰撞检查工作，进而采取针对性的检查方式，从桥梁设计源头解决可能出现的问题。例如，在桥梁设计工作中，可以围绕桥梁设计易碰撞点，在BIM 技术与软件帮助下，明确各构件可能出现的碰撞问题，以此为基础，做好碰撞指导工作，并在BIM 技术辅助下提供详细分析报告，提出可优化方式，在BIM 软件帮助下，优化桥梁设计方案，提升桥梁设计质量。 4 结语
为提升桥梁设计质量，解决以往二维桥梁设计工作存在的问题，在桥梁设计工作中，应合理应用BIM 技术，将BIM 技术与桥梁设计工作充分融合，在BIM 技术与软件帮助下综合多种因素，强化数字化管控，构建完善数据库，为桥梁设计工作提供可靠支持，最终提升国内桥梁设计水准。 参考文献：
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[4]刘均利，张聪，薛飞宇，刘亢，欧阳平.BIM技术在重庆曾家岩嘉陵江大桥设计中的应用[J].世界桥梁,2020(02):71-76. 作者简介：
韩绪（1987-），男，硕士研究生，桥梁工程师，从事桥梁设计工作。
（上接第 159 页） 5 结语
综上所述，经济的迅速发展，促使交通运输业取得了长足的发展。随着交通网的不断完善，重载车辆数量越来越多，使得路桥荷载压力倍增。当前，我国现有桥梁当中，超过30%已服役30年之久，危桥数量逐年增长。若不及时采取科学、有效的措施进行加固处理，将会严重影响桥梁工程质量。目前，常见的加固措施包括体外施加预应力加固法、增大混凝土梁截面法、粘贴钢板加固法及粘贴碳纤维片材加固法。本文以预应力碳纤维布粘贴加固技术为例，分析了本项技术在桥梁加固中的应用效果，以便后期推广和应用。 参考文献：
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（上接第 161 页） 4.3 渗水系数
按照沥青路面表层渗透再生修复技术指南等相关规定，要求渗水系数不得超过20ml/min。根据表1可知，施工前、后桥面铺装层的渗水系数均可达到规定要求。但是，施工前，测点6点渗水系数相对较大，若不及时处理，很容易出现面层沥青膜剥落等问题，随着时间的不断推移，渗水系数将逐步增大，进而面层病害频发，最终影响桥面通行质量。当桥面铺装层采用SPRR 技术养护之后，可有效封闭铺装层表面微裂缝，降低渗水系数，在上述6个测点当中，渗水系数均为0。说明采用SPRR 技术之后，桥面防水性能得到了有效改善，增强了桥面抵御外界雨水侵蚀的能力。 5 结语
综上所述，在行车荷载和自然因素长期作用下，桥面铺装层极易出现不同程度的病害，比如裂缝、松散等。于铺装层表面组织劳损现象而言，沥青路面SPRR 技术可起到恢复性再生修复的效果。通过该技术的应用，能够延缓桥面破损时间，改善铺装层使用性能，
达到延长桥梁使用寿命的目标。为此，在桥面铺装层养护中，开展沥青路面SPRR 技术研究具有重要意义。 参考文献：
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