复合材料在建桥及修补加固桥梁方面的应用

张莹

摘 要： 复合材料是由纤维加强材料、树脂以及填充物和增加剂组成的合成材料。在合成材料中，纤维具有很高的强度和抗拉性，而树脂又具備了较强的抗压强度和粘合度，能够提升整个材料在建桥方面的承载能力。填充物可以有效降低生产成本降低材料收缩对工程质量的影响，而增加剂则可以改善复合型材料的力学性能和物理形成，在桥梁建设方面有着广泛的应用前景。本文主要结合实际情况，就复合材料在建桥以及修补和加固方面的应用情况进行了分析，希望通过本次研究对同行所有助益。

关键词：复合材料 建桥 桥梁加固 应用

中图分类号：U444 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）05-0318-01

桥梁建造、维护、修补以及升级改造是提升桥梁的使用寿命和桥梁工程建设施工的重要问题。而在这些工程施工建设中积极应用复合型材料能够显著提升桥梁的强度、耐腐蚀性和热膨胀率。目前复合型材料逐渐应用到桥梁建设、修补加固等领域之中，应用效果显著。本次主要结合作者多年来的工作经验，就复合型材料在桥梁建设以及修补加固等方面的应用情况进行了分析，希望通过本次研究对更好的提高桥梁施工质量有一定帮助。

一、复合材料在建桥方面的应用分析

1.应用桥梁密封

桥梁维护和监测是桥梁一个十分重要的组成部分，在桥梁检测过程中存在的主要问题是：必须容易维护，否则桥梁将会被关闭，影响到桥梁车辆通行，而对于跨度较大的桥梁来说，密封性的成本比较大。现阶段对于桥梁还没有比较完善的质量监测手段，使得一些使用时间比较长的桥梁损害比较严重。而在桥梁维护和监测过程中用用复合材料对桥梁进行密封，不仅可以显著降低桥梁维护和监测的人工和资金成本，而且还有利于对桥梁的性状进行优化，保证最小的气动荷载。

2.应用于桥面建设施工

在桥梁桥面施工建设过程中，增强钢筋由于雨雪引起的腐蚀现象是混凝土桥面性能退化的主要原因，桥面反复的结冰和解冻过程会进一步降低桥面的使用寿命。而在桥面施工过程中应用复合材料可以大大解决上述存在的问题。复合材料可以用于混凝土桥面的加固材料和模具材料，复合材料应用到桥面施工还可以大大缩短施工周期，可以显著提升桥面的耐久性，维护比较方便。目前，复合材料应用到桥面施工的结构主要有三种类型，一种是FRP位于平面的结构，一种可以改变形状的FRP增强棒料，还有一种是特制的拉挤工艺实现的FRP结构形式。这三种结构在国外的桥梁建设中都进行了广泛的实验，并且取得了很高的应用效果。此外，还有一种应用比较广泛的结构是带有模压钢板的混凝土复合材料桥面结构形式，在这个结构中模压钢板作为建筑结构的永久性模板并且作为固体水泥的拉伸增强体。

二、复合材料在桥梁修补加固方面的应用分析

1.施工工艺分析

复合材料在桥梁修补加固施工中的应用主要包含了以下几方面内容：首先，做好施工前的准备工作，明确好施工范围，做好需要修补和加固桥梁的清理工作，保证施工能够顺利进行；其次，做好混凝土基底处理。将其中存在的杂质、尘土全部清理出去，并做好分基底切割工作，确保施工质量；再次，基底清理完毕后，用实现制备好的材料对基底进行涂刷，这个过程一定要细致，然后将复合材料粘贴到涂料上，对桥梁的局部进行修补；第四，上述工作做好之后，需要让其自然养护24小时；最后，涂装。这个环节是整个修补和加固工作成败的关键，因此每道工序粘贴过程中都要保证紧密粘贴。在粘贴之前对原装结构表面进行处理十分关键，要尽可能的保证其表面平顺，减少粘贴后发生鼓包现象，对于鼓包这方面的检查一定要细致，按照国外国家的要求，对于鼓包直径大于10mm，小于300mm的每平米不能超过10个，如果超过或者鼓包直径超过30mm则视为不合格，需要进行修补。在修补过程中应该结合具体的工况采用合适的方法进行，可以向鼓包内注入树脂，或者用环切刀注入树脂。

2.应用案例分析

最早将复合材料应用到桥梁修补加固工程的国家是瑞典。上个世纪九十年代末期，在瑞典的伊巴赫桥加固时应用了复合材料。该桥总长度为228m，是多跨连续箱梁，存在损坏的桥梁长度为39m，原计划使用钢板对其加固，后来改为使用CFRP板进行加固。在施工过程中一共使用了两块1.75mm*50mm*5000mm的CFRP板和一块2mm*150mm*5000mm的CFRP板，总重量为6.2公斤，桥梁加固后满足承载需求。

3.复合材料在桥梁修补加固应用过程中需要注意的几点问题

首先，复合材料和混凝土材料之间的粘连度是影响桥梁承载能力的重要因素之一，因此，在桥梁修补加固中应用复合材料一定要想尽办法提高材料之间的粘合度。加强锚固是当前应该重点研究的领域；其次，复合材料抗剪强度比较低，延伸性不是很好，所以在应用过程中一定要密切注意材料受力不均匀的现象，采取必要措施分散材料的受力程度；其次，复合材料在空气老化速度比较快，因此，桥梁加固修补过程中应用复合材料一定要考虑到老化问题，在材料外观设置保护层是比较好做法；最后，我国桥梁加固修补应用复合材料没有完善的施工标准和制度，因此，就要求各个部门积极研究，建立统一的设计和施工规范。

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