预应力碳板在桥梁加固工程中的施工工艺及控制重点分析

陈建军

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳 550001)

1 工程概况

某桥梁工程始建于1999年12月，于2002年1月开始通车，桥梁总长约1.554 km，上部结构共分三段，第一段为5×30 mT梁，第二段为63 m+2×110 m+63 m连续刚构，第三段为5×30 mT梁。桥梁经长时间通车使用，连续刚构的底部产生损坏，为保证结构安全和行车安全，应立即予以加固，通过对不同加固措施的综合考虑，决定采用预应力碳板进行加固。先以该桥梁为例，对其加固过程中预应力碳板实际使用作如下深入分析。

2 施工工艺与控制重点

2.1 施工测放

放样严格按照设计图纸进行，找出碳板及其两端锚具具体为止。首先，使用钢尺进行定位，以支座具体位置为依据，找出设计位置。需要注意的是，碳板上的固定端与张拉端必须处于同一直线，若未处在同一直线，在后续张拉过程中碳板将产生扭曲或开裂，使施工质量受到极大的影响，造成材料损失。

2.2 混凝土凿除与表面预处理

通过放样准确找出固定端及张拉端锚具具体位置，然后对梁体表面的混凝土进行凿除，凿除深度按2.5 cm严格控制，使梁体表面保持水平，和锚具的表面紧密粘贴。另外，在粘贴碳板处，应使用角磨机持续打磨混凝土的表面，然后用干布将其擦拭干净，使粘贴面保持平整，并没有粉尘附着。

2.3 造孔植筋

螺栓安装方法为植筋法，造孔时，需使用和螺栓直径良好匹配的钻头，在碳板施工过程中，所用螺栓应为化学螺栓。

钻孔开始前，先将梁体上钢筋的具体位置探明，并做好相应的标记，如果钻孔和钢筋的位置有冲突，需对孔位进行适当调整。在钻孔过程中，孔应和梁体保持垂直，对于具体的钻孔深度，应以相关规范为依据确定。

钻孔完成后，在孔底部插入吹风机的喷嘴，持续向孔中吹入无油且干净的空气，并不断将喷嘴拉出，如此反复；然后在孔内插入毛刷，往返旋转多次，将钻孔清刷干净；再用吹风机进行吹孔。检查确认钻孔干净后，即可进行化学螺栓的植入。完成植入后，需要用手将螺栓扶住，当孔内胶体强度达到要求后，即可放手。

2.4 锚具安装

锚具和混凝土之间利用专门的粘贴胶进行粘贴，把配制好且检测合格的胶体均匀涂抹于清洁干净的混凝土表面，粘贴胶的涂抹应按照从上到下的顺序进行。抹胶时，应做到中间厚和两边薄，其中间部位的涂抹厚度应达到5 mm；涂抹好粘贴胶后，将锚具上的预留孔和螺栓对准，然后迅速将螺帽拧上，使混凝土和锚具之间的粘合保持紧密，用工具把挤出的胶体清理干净。

2.5 碳板安装

先在固定端进行碳板的安装，再于张拉端进行碳板及转向板的安装。碳板安装过程中，应由人工对张拉与固定两端碳板实际松紧程度进行调整，避免碳板其中一侧出现偏载而产生扭转的现状，若如此，可通过对挡板上螺母的适当调整来处理。

2.6 碳板张拉

先在安装好的碳板表面涂抹一层厚度在2～3 mm范围内的碳板专用胶。在正式张拉之前，要对碳板严格按照设计张拉力的10%实施整体预紧，再分别按照20%、60%和100%进行逐级张拉，在每一级张拉过程中，都应持荷5～10 min，并且要将张拉螺母完全锁紧，密切注意张拉和固定两端及原结构上是否产生异常状况。施工中，张拉必须在碳板表面粘接胶完全固化之前完成。对于张拉控制，需采用张拉力与伸长量双重控制的方法。除此之外，如果千斤顶的实际行程相对较短，则以伸长量为依据确定更换行程的数量与垫板的实际厚度。张拉时，做好对张拉端夹具具体位置的记录，并对计算值和实测值间存在的偏差进行对比。将预应力连续施加至100%，即实际张拉力达到100 KN以后，对碳板在张拉时产生的伸长量进行计算，同时持荷5 min。在张拉完成后，使用双螺帽对张拉螺杆进行固定，检查完成并确认无误后，即可将千斤顶卸除。

2.7 压紧条设置

在张拉到位以后，将千斤顶和张拉机具拆除，认真检查碳板上的粘贴胶是否在边缘的部位挤出，如果碳板和混凝土表面有间隙存在，则要使用粘贴胶及时填充，同时对边缘进行适当的整修，再钻孔设置压紧条与碰撞螺栓，根据实际的设计要求确定压紧条的适宜间隔距离。

2.8 锚头防腐处理

对于外露出的张拉与固定两端的夹角和锚具，应切实做好封端防护，另外，对于外露的碳板表面，应均匀涂抹一层环氧水泥胶液来有效防护。

2.9 检查验收

预应力碳板施工中，应重视并做好检查验收，只有通过检查验收并确认合格后，方可交工，未经检查验收和检查验收不合格的，均不可交工使用。在实际的检查验收过程中，应注意下列几点：

(1)因预应力碳板在桥梁工程领域属于新工艺技术，所以现阶段还没有形成统一规定，相应的工艺规范也不够成熟，所以在实际的施工过程中，应根据设计意图，结合相关标准制定一套严格的控制标准，并在具体的施工操作中予以严格执行。

(2)对于锚具钢构件，在加工过程中使用的材质、厚度，以及螺孔的具体位置和长度，是保证锚具达到设计要求的关键，因此必须在现场予以严格检查和验收，以保证满足设计提出的各项要求。

(3)根据工程的设计要求，结合预应力混凝土施工相关技术规范，对碳板进行张拉的过程中，必须采用伸长值和张拉力双重控制，因碳板是采用多层碳纤维布通过粘结制成的，所以它的弹性模量会有很大的差异，即差异系数很大，所以确定它的张拉伸长量可以有±6%的误差，在施工中要对此进行严格检验。

3 结束语

通过对该桥梁工程加固施工中预应力碳板的合理使用，经检查验收，施工成果达到了预期效果，加固的效果良好，而且这项加固工艺的操作比较简单，安全可靠、工艺简捷、质量可控，是属于体外施工且能提高梁体自身承载力的理想技术措施，值得大范围推广应用。