(重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074)

一、引言

改革开放以后，我国的公路桥梁建设事业得到了迅速发展，截止到2014年底，我国公路桥梁达75.72万座，随着我国社会经济的发展，如今对交通运输数量有了迫切的需求，桥梁承受的荷载量也迅速增加，已经有很多之前修建的桥梁不能满足现如今的要求[1]。

二、桥梁加固原则

(一)经济合理，避免对原有结构损伤。对桥梁评估分析时，需要建立经济分析模型，通过分析比较，如果桥梁可通过加固、维修可以保证加固后的桥梁能安全运营，且经济耗费不大时，才可对桥梁进行加固方案的提出。对于大桥、特大桥，当我们遇到承重构件强度不够，需要对其进行补充强度时，提出的设计方案要不少于两个，方案选择时，需要根据经济耗费合理、对原有结构损伤小的原则，选择出合适的加固方案。加固设计及施工应在兼顾经济性的前提下，尽量不更改原有的结构形式，保留有价值的构件，避免不必要的更换和拆除。

(二)安全性原则。对桥梁加固的目的就是为了能够满足桥梁的正常使用功能，确保车辆或行人的安全，当选择加固方案时应该择优选择安全性更好的加固方案。

(三)整体性原则。进行桥梁加固时，应该要特别注意新加部分与原有部分的结合部位，要采取相应措施，使这两部分密实，并且牢固的结合在一起，使两者成为一个整体，共同承受外来荷载。选用材料种类和性能时，也要遵循整体性原则，应尽量与原结构的材料一致，保持结构良好的整体效果。

(四)美观性原则。在对加固方案进行评估时，应根据桥梁的所处位置以及需求选择合适的加固方案。如对桥梁外观损伤较大的加装钢筋方法，像这种对外观损伤大的加固方法不适用与城市桥梁的加固，当我们在进行方案评选时要注意这样的情况。

(五)承载力验算合格原则。当需要对某一座桥梁加固时，我们要结合加固桥梁的现场实际情况，利用现场实验等方法获得承受荷载的取值，然后根据选取的加固方法对加固桥梁进行承载力验算，当验算合格时加固方案才可以应用于实际桥梁的加固中。

三、粘贴碳纤维片加固法

(一)技术特点。粘贴碳纤维片加固法有以下优点：(1)施工简便。施工时不需要大型设备，而且基本上不会影响路面交通。(2)具有极佳的耐腐蚀性。可以长时间抗拒各种酸、碱、盐的腐蚀而使加固的结构物不致损坏。(3)纤维片具有轻、薄的特点，加固后增加的桥梁恒载和厚度可以忽略不计。(4)适用面广。(5)能有效制约裂纹扩展。纤维片粘贴在加固构件的表面，对裂纹扩展具有有效制约作用[2]。(6)对加固构件的作用时间长。

(二)适用范围

粘贴碳纤维片加固法并不是一种主动性的加固方法而是一种被动性的加固方法，该方法适用于混凝土梁、板桥的抗弯加固，可提高加固后桥梁的抗弯承载力；该方法对于出现配筋率较低或是钢筋锈蚀严重的桥梁，效果相比于其它的加固方法更为明显。

(三)施工过程。施工准备→混凝土表面处理→裂缝修补→涂刷底胶→配制浸渍胶→粘贴碳纤维片→表面防护[3]

(四)工序质量控制与加固工程质量检验方法。当技术员进行工序质量控制时，要以目视检查和锤击检查为主，仔细观察是否严格按照施工步骤进行施工，要重点检查有缺陷修补的部位和构件表面处理的部位。

材料在运输、储藏中不得受到挤压，以防止粘贴碳纤维片受损，更不可以直接日晒和雨淋，粘贴材料应在阴凉密闭的环境中储存。

各工序的施工质量，应由工长负责指导、监督。每一工序完成后，操作小组及时自检，确认合格后，提请技术员检查认可方能进行下道工序，否则必须返工至合格为止。

贴片前、后，还要请业主代表或是监理人员检查，作贴片数量与质量的签认。

各工序施工质量应严格按照相关规定进行施工[4]。

(五)注意事项。(1)对于遇到受压不足的构件时，在众多的加固方法中，要优先采用粘贴碳纤维片加固法中的环向围束法。(2)采用该方法对受拉不足的构件加固，当需要计算轴心受拉构件的承载力时，可以不考虑混凝土的抗拉作用，仅需要考虑钢筋及粘贴纤维的抗拉作用即可。同时为了充分的利用碳纤维的力学性能，纤维方向要沿着构件的受拉方向布置。(3)对矩形截面柱加固时，要注意在缠绕碳纤维材料之前，矩形截面的棱角需要圆化打磨，圆化打磨的目的是为了防止棱角处出现应力集中地现象，进而防止因应力集中而导致整个截面柱的破坏。对矩形截面的边长有一定的适用范围，如果边长差异过大，那么就不能采用粘贴碳纤维片加固法对矩形截面柱进行加固。

四、讨论

当在搜索资料和文献时发现，采用粘贴碳纤维片加固方法桥梁时，经常会采用环向围束法加固桥梁而不是仅仅在梁底采用，我们知道碳纤维具有很强的抗拉性能，作用于梁底再合适不过，可以很好的抵消掉梁底的拉力，可是对于梁顶以及梁侧而言，需要的不是抗拉性能而是抗压和抗剪性能，而仅从上述介绍我们并不知道碳纤维是否具有较好的抗压和抗剪的力学性能，倘若碳纤维没有较好的抗压和抗剪的力学性能，那么作用在梁侧以及梁顶的材料岂不是在浪费，针对这个问题，我们需要进行更加深入的探讨。

通过查找相关论文发现碳纤维复合材料生成的结构具有较高抗压强度，当结构一端发生失效破坏后仍能承受较大荷载。对于抗剪性能而言，粘贴碳纤维片抗剪增强与箍筋抗剪的效果类似，当梁破坏时碳纤维片会起鼓、脱粘或出现撕裂现象且伴有响声，说明加固结构破坏前会有征兆，改善了加固结构受剪破坏的突然性。综合上述两点可知，用碳纤维片加固后的结构具有较好的抗压和抗剪的力学性能，用四周环绕碳纤维片加固桥梁的方法并不会浪费材料[5]。

五、结论

随着公路桥梁的发展，旧桥加固的需求会越来越大，当面对众多的加固方法时，要根据加固原则评选出最合适的一种加固方法。粘贴碳纤维片加固方法作为一种新兴工艺，将会逐渐取代传统的粘钢筋混凝土补强工艺，因其经济成本低、加固效果明显，可大大提高桥梁的使用寿命，而受到广泛的青睐和关注。