点击图片查看大图摘要：在介绍几种常用的桥梁加固方法的基础上，详细介绍了碳纤维加固混凝土桥梁
技术，并对碳纤维材料在工程领域的应用前景进行了展望。
混凝土桥梁自诞生之日起，在从素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、部分预应力混凝土到预应力钢筋混凝土的130余年发展历程中，则一直在与混凝土开裂作斗争。随着国民经济的快速发展，交通运输量大幅度提高，行车密度及车辆载重量越来越大。除按《公路工程技术标准(试行)》和《公路工程技术标准》(JTJ 1-1981)设计建造的桥梁，尚能基本满足近期交通要求外，在此之前，特别是20世纪50年代后期及60年代的一些桥梁大都发生荷载吨位不足，甚至干线公路桥梁重车无法通过的情况时有发生。同时，一些新建桥梁由于其施工工艺、方法、材料，以及对结构形式认识不足等因素的影响，很快也成为了病桥，甚至危桥。截至2000年底，危桥共占公路桥梁的3．4％。重新建造这些桥梁，不仅需要大量的资金，而且建设周期长；同时还迫使车辆绕行，交通不畅，从而造成严重的社会经济损失，制约国民经济的发展。因此，对有缺陷的桥梁进行加固补强，使其恢复正常运行，是桥梁工程中的重要课题。
1 桥梁中常见的加固技术
1．1 增大混凝土桥梁截面
该方法主要是通过增大受力截面，提高桥梁的承载能力，拓宽桥梁的使用范围。增大混凝土截面一般采用2种方式：一种是加厚桥面板，即增加补强层，达到增大主梁有效高度和抗压截面强度，提高桥梁整体性；二是加大主梁或梁肋等承重构件的高度和宽度，提高梁的高度和抗弯强度。该加固法主要适用于对桥梁空间要求不高的梁桥和拱桥。
1．2 粘贴钢板加固法
该方法是使用化学粘贴剂将钢板直接粘贴在混凝土构件的受拉边缘，使其共同工作，从而提高结构的刚度和承载能力。粘贴钢板加固法的应用始于20世纪60年代末。随着其应用研究的不断深入，其缺点逐渐暴露出来，主要是：粘贴钢板使结构自重有不同程度的增加，钢板易发生化学腐蚀，而且加固效果初期并不明显。
1．3 体外施加预应力
该方法是以梁身为锚固体，通过张拉受拉区力筋产生预应力以抵消部分自重应力，起到卸载的作用，从而能够较大幅度地提高结构的承载能力。其优点是不增加桥梁自重、能够提高结构的刚度和抗裂性、在加固施工过程中可不中断交通。但是施加体外预应力对原结构破坏较大，而且在张拉过程中钢筋易松弛、易失效。该方法适用于要求原结构的承载能力有较大幅度提高的桥梁。
1．4 改变结构体系加固法
该方法是通过改变原结构的受力状况和受力体系以改善桥梁性能，提高承载能力。一般可通过简支梁下增设支架或桥墩，把简支梁与简支梁加以连续变为连续梁；在桥下增设钢加劲梁以及铰接变固接等。该方法加固效果好，但在施工前要进行周密细致的计算分析以确定体系转换的方法和具体的施工过程。
2 桥梁加固的新方法一碳纤维加固法
2．1 碳纤维的物理力学性质
碳纤维质轻(1．7—1．9g／cm )，高强(3～4GPa)，高弹模(220—440 GPa)，导电性良好(10—2~10—3 Q·era)，线膨胀系数为零，是一种性能极为优良的复合材料组分。由其组成的碳纤维增强塑料(CarboFiber Reinforced Plastics，简称CFRP)，被广泛的应用在土木工程领域。
CFRP片材是碳纤维板和碳纤维布的统称，具有极佳的耐腐蚀和耐候性能。根据国外的研究成果，在弱酸环境中，经过l万次的冻融循环，干湿交替，一定光照时间，70度热水中浸泡30 d等作用下，碳纤维的耐久性能、抗腐蚀性能，耐老化性能均无降低，疲劳强度仍能保留8O％。
2．2 碳纤维加固设计方法的指导思想
碳纤维加固设计满足平截面假定。其基本原理是：采用树脂将碳纤维粘贴在混凝土构件的受拉表面，使碳纤维与原结构形成新的受力体系，共同变形以承受荷载，提高结构的承载能力。
在设计过程中，对于钢筋轻度锈蚀的混凝土结构，计算承载力时，可认为钢筋与混凝土的自身强度与它们之间的粘结强度都没有降低，因此对于此类构件仅需进行预防性防腐蚀加固，以提高构件在不利环境下的耐腐蚀性。该类加固属于构造性加固，不必对所需的碳纤维数量进行计算。
对于钢筋重度锈蚀的混凝土结构，锈蚀使得受力钢筋截面面积减少，导致钢筋承载力降低，且钢筋与混凝土之间粘结力破坏引起结构整体强度降低。在进行碳纤维加固时，应针对结构锈蚀程度不同，计算纵向碳纤维数量，以提高抗弯承载力；计算横向碳纤维数量，以提高抗剪承载力。
2_3 碳纤维加固的施工工艺
(1)施工准备。施工前应对桥梁或其构件的特点进行充分的调查、研究，并对使用的材料、配套树脂、机具做好准备工作。同时按照设计图纸进行施工放样以确定碳纤维布的粘贴位置。
(2)原结构混凝土表面处理。对粘贴的混凝土表面进行打磨处理和修复，并使其充分干燥。如果在潮湿环境，应该对表面进行干燥处理。
(3)涂底层树脂。用滚筒刷均匀地将粘贴用环氧树脂涂抹在混凝土表面。涂抹底层树脂是为了保证碳纤维布和混凝土构件之间有足够的粘结，以确保其共同工作。
(4)粘贴碳纤维布。碳纤维布预先依设计尺寸裁好，长度在2 m以内，用浸润树脂把碳纤维布粘贴平顺，挤出其中的气泡，纤维片和树脂之间不能有空气 如果为多层，重复前面步骤。
(5)粘贴的碳纤维布的表面处理。待树脂固化后，可在碳纤维布的上面涂抹一层基于环氧基底的涂料或喷沙抹灰后涂刷常规涂料，以防止碳纤维发生老化。
2．4 碳纤维加固法的优点
(1)由于材料很薄，很轻，几乎不增加桥面载荷及断面尺寸，也不会减少桥下净空。
(2)可根据结构需要制成不同的形状和尺寸，易于成型。
(3)碳纤维与构件之间通过树脂粘结，不需要设置锚固螺栓或铆钉等，对原结构无新的损伤。
(4)可根据受力需要粘贴若干层，工艺简便，施工质量容易保证。碳纤维材料是柔性的，即使被加固的结构表面不平整也可通过修补措施保证100％的有效粘贴率；
(5)具有很好的耐腐蚀性和耐久性，可以有效地保护构件不受酸、碱、盐等介质的腐蚀。
2．5 碳纤维材料在桥梁工程中的应用
碳纤维可以用于修建桥梁。预应力混凝土桥梁中部分力筋可以用CFRP绞线，将其组成大型预应力束，用楔形系统锚固在梁上。德国在一座预应力混凝土高速跨线桥中使用了该方法；瑞士联邦材料实验室(EM PA)完成了碳纤维增强塑料(CFRP)拉索的室内静动力试验。随着CFRP绞线作为预应力筋和体外筋在桥梁上的应用实践，必将为其在超大跨桥梁中的使用打下基础。
日本是世界上最早采用碳纤维布进行桥梁加固的国家之一，相对于美国、德国、日本等国家，我国对碳纤维加固桥梁技术的研究起步较晚。
碳纤维材料可以粘贴在混凝土梁的顶板、底版上，用于提高梁的刚度；也可以粘贴在混凝土梁的腹板上，用于提高粱的抗剪强度。碳纤维材料不仅能够用于桥梁上部结构的加固，也可用于桥梁下部结构——墩台的加固，即在桥墩外面缠绕纤维，使桥墩的强度及受力状态得到明显改善，从而提高桥墩的承载能力。另外，也可把CFRP绞线作为预应力筋应用在预应力混凝土结构的桥梁中。
3 结语
碳纤维加固桥梁具有其他加固方法不可比拟的优势，并且随着对碳纤维材料性质的不断研究和理论的不断完善，碳纤维材料在桥梁工程以及其他领域的应用前景将十分广泛。
案例展示：
（图片介绍：由于设计的问题，导致梁占房间空间比较大，所以需要切割，切割后要进行碳纤维加固）
（图片介绍：混凝土的梁切割后，进行粘贴碳纤维加固，该工程是由上海鼎峰加固施工队完成。）
