一、引言

 碳纤维增强聚合物（CFRP）复合材料具有强度高、变形小、弹性模量适中、耐腐蚀性和耐久性强、质轻、抗疲劳性优异、使用基本不增加结构截面、施工简便、施工工期短、质量易保证、经济效益高、且能保证碳纤维与原结构共同作用。近年来在土木工程领域中的研究与应用得到了迅速发展。二十年代开始已大量运用于建筑结构的加固和补强、抗震加固等。

二、加固工程概况

湖州市某大桥主桥为61m预应力混凝土下承式桁架拱，引桥为165m梁板结构，桥面净宽 17.5m ，于1992年建成通车（大桥立面图）。随着当地经济的发展和乡村的变迁，交通流量急剧增加，该桥预应力混凝土下承式桁架拱桥梁和横梁大部分出现裂缝，桥面现浇混凝土造板破损严重，引桥板梁已出现了大量的破裂和孔洞。由于该桥处于江南潮湿地区，大桥构件的大量裂缝长期受潮湿空气的侵蚀，对桥梁

结构的承载能力，使用寿命和桥梁的安全将会产生严重的后果。为了确保桥梁的安全使用及桥下港道的运输通畅，课题组对该桥现状评估、极限荷载确定试验与研究的基础上进行了改建或加固方案的比选：

（1）拆除重建。但该桥位于公路和港道运输的交通要道，附近又是工业区和公安要区，陆岸交通流量大，拆除重建工期较长，工程费用过大且造成一定程度上无法避免的浪费。

（2）采用新型的碳纤维复合材料进行补强加固。主要利用它极强的抗拉强度（是普通II级钢筋抗拉强度的10倍以上），其弹性模量也与钢材相当。其自重轻，对原结构的厚度增加很小，加固的后的表面可进行各种装饰喷涂。施工时不需要特殊及大型机械设备，不需中断水陆交通。不需大的施工空间，施工周期短。经过以上各方案的比选，最终选用碳纤维材料进行加固，具体加固措施：

2.1上弦杆：两侧凹槽用C50锚喷砼（含Φ6钢筋网片）填平，在两侧及上缘粘贴一层A3钢板（厚8mm），吊点部位上缘加强一层，拱脚部位底缘加强一层。

2.2下弦杆：在底缘纵向粘贴一层（宽80mm三条）YTD-CFS-120型碳纤维板材＋一层YTD-CF-30型碳纤维布，端部U形粘贴一层YTD-CF-30型碳纤维布锚固。

2.3竖杆、斜杆：对整个杆件环向粘贴一层YTD-CF-30型碳纤维布。

2.4横梁：对裂缝宽度＜0.15mm的，先封闭裂缝，再在底缘纵向粘贴一层（宽80 mm二条）YTD-CFS-120型碳纤维板材＋一层YTD-CF-30型碳纤维布，然后在横梁两侧U型粘贴抗剪碳纤维布，横梁顶部植筋与桥面板钢筋连接。对裂缝宽度≥0.15mm的或砼严重破损，断裂的构件，原构件凿除，按部分预应力A类构件设计重新浇筑。

2.5主桥桥面板及桥面铺装：全部凿除重新浇筑，桥面板10cm厚C50砼，桥面铺装6cm厚C40钢纤维砼（钢纤维掺量不少于砼体积率1.5%）。

2.6引桥板梁：对于主桥相邻的两跨引桥14块13 m板梁，考虑这些板梁在汽车荷载的跳车冲击下损害严重，拟换除旧板，采用13m先张法板梁，梁高55cm，通过原盖梁顶垫高调整新板与旧板之间的高差；对引桥其它42块13m板梁，先对板底进行裂缝封闭处理，然后在每块板底缘粘贴一层YTD-CF-30型碳纤维布。

2.7引桥桥面铺装重新浇筑10～13.5cm（由铺装调整桥面横坡）。

2.8伸缩缝：全桥设置D60异型钢伸缩缝四道，共28m；引桥墩顶桥面均做桥面连续。

2.9限高设施；根据《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）第8.5.3条人行通道净空要求〔3〕，在桥梁两端设置钢筋砼限高设施：B×H=4.0m×2.2m，并设置相应警示标志牌。

2.10对栏杆破损部分及新换板梁处栏杆按原栏杆恢复。

三、主要分项工程的施工顺序、施工方法

1.混凝土结构裂缝封闭及裂缝灌胶施工工艺流程：

1.1 对宽度≤0.2mm的裂缝,用角磨机切割片在裂缝处开“V”型槽，用专用裂缝灌注胶在其表面进行反复涂抹，使胶料渗进裂缝内，达到对裂缝的封闭弥补。

1.2 对宽度＞0.2mm的裂缝,应采用恒压灌注法对裂缝进行灌注，以达到对裂缝的封闭弥补，灌注工艺及步骤如下：

（1）用裂缝放大镜正确观察裂缝宽度；

（2）基层处理：清除裂缝表面的灰尘、油污；

（3）确定注入口：一般按30～40cm距离设置一个“V”型注入口，注入口位置尽量设置在裂缝较宽、开口较畅的部位；

（4）封闭裂缝：除预留注入口之外，采用封口胶封住裂缝，留出注入口；

（5）安设塑料底座：用专用快干胶将底座粘于注入口上；

（6）安设灌浆器：将配备好的专用灌注胶注入软管中，把装有胶料的灌浆器旋紧于底座上；

（7）灌浆：松开灌浆器弹簧，确认注入状态，如胶料不足可补充再继续注入；

（8）注入完毕：待注入速度降低确认不再进胶后，可拆除灌浆器，用堵头将底座堵死；

（9）灌注胶固化后拆除底座及堵头，清理表面封缝胶。

2碳纤维布加固混凝土结构施工工艺流程：

2.1 混凝土结构表面处理

(1)用钢丝轮角磨机清

......