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摘要：改革开放以来，我国的经济实力和综合国国力逐渐提升，城市化的进程不断加快，交通网络快速发达，公路桥梁的建设不断增加，对桥梁养护、维修、加固的要求也逐渐提升。我国科学技术的快速提升，新的加固效果也运用到了公路与桥梁当中，减少了公路与桥梁运行的风险。本文详细的介绍了加固新技术—预应力碳纤维板技术的相关内容以及它的优点，探讨了相关技术的施工工艺和施工过程中应该注意的事项，得出了预应力碳纤维板技术对于提升公路和桥梁的承载力、抗压力等方面有着显著的作用，这对我国进一步完善公路桥梁的建设有着重大的贡献。
关键词：预应力碳纤维板；公路桥梁加固
1、什么是预应力碳纤维板
在目前的桥梁与公路加固的领域，大部分使用的是碳纤维板粘贴工艺，这种工艺属于被动加固，自身不具备加预应力，而预应力碳纤维板技术在原有的加固基础上进行的改进，与传统的粘贴工艺相比，预应力碳纤维板技术能够充分的发挥碳纤维的高度特性，碳纤维具有强度高、模量高、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳等多种特性，是新兴的高技术产品，在许多先进的复合材料的制备上，都采取了预应力碳纤维板。除此之外，工程建筑等方面，也加入了碳纤维板。当混泥土和钢筋一起工作时，混凝土的结构或产生变化，真的的强度难以发挥，会造成资源的浪费，而预应力碳纤维板锚固体系不仅解决了这个问题，而且还让碳纤维板锚固体系的应变滞后度得到很大的改善。除此之外，碳纤维板的抗拉强度比钢筋高出10倍，甚至更多。预应力碳纤维板技术在碳纤维板承载高负荷重量之前，就处于一个较高能力的适应水平，提前支配了一定的强度性，让碳纤维板高强度的性能发挥得更加充分。除此之外，平衡结构更能增强结构的刚度，这大大缓解裂缝开展，并减小了裂缝的宽度，更好地提升公路桥梁的承载能力。但是该技术在还是有着某些缺点，因为属于新兴的材料物质，在理论方面的研究不够深入，容易受到外界温度的影响。除此之外，此材料的成本较高，并且对施工员的技术要求较高。需要细致的操作，避免碳纤维受到破坏。
2、预应力碳纤维板的加固特点和适用范围
2.1 加固特点
预应力碳纤维板的加固技术与传统的加固技术相比，有着独特的优势。预应力碳纤维板的加固以主动加固为主，在使用预应力碳纤维板进行加固时可以使它的特性得到提前发挥，减少二次受力的阻力，加固效果更为显著。
碳纤维的变形一般是因为初始变形和超负荷的重量所引起的，而能够改善这两种变形的胶粘剂又分布在构成这两种变形物质的两边和中间地带，使得胶粘剂的剪切更加的均匀，能够有效的避免破坏。
对于桥梁的加固，可根据桥梁所在地区的实际环境，选择可以加固桥梁表面的高强聚合物，这种物质不仅能有效的防止有害物质的渗透，还能附着在原有的旧混泥土表面，达到美化陈旧外观、防腐防潮的目的，一举两得。
2.2 适用范围
对预应力碳纤维板技术来说，可对承载能力较低的的抗弯构件进行加固，因为绕度过大而使桥梁结构适应性降低的桥体进行预拱度的增强。若因为桥梁的承载力较低而产生了结构性的裂缝，也可以通过施加预应力来改善桥梁承载力的大小，防止意外情况的发生。除此之外，预应力碳纤维板加固法还可以用在改善公路桥梁的墩底等。
3、材料特性及施工技术要点
3.1碳纤维板材料特性
碳纤维板一般采用优质碳纤维丝，在与树脂浸泡后，在固定的模具内固化形成。如图 1 所示。
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抗拉强度、抗蠕变性能非常强，除此之外，它也有着超强的韧性，可以像绳子一样进行盘卷，长度较长，为工程的施工提供了很大的便利。也是因为它的耐腐蚀程度高，耐盐、碱等物质，也不需要过多的维护。但它也存在缺点，它密度极低，为钢铁的1/5。
3.2 张拉锚固装置
碳纤维板预应力张拉装置设计精巧、高效、快捷、张拉受力合理、安装方便，如图 2 所示，独特的波纹齿形，充分的摩擦锁固力，满足最大张拉应力要求。安装时，采用结构胶粘接锚固装置于梁板恰当位置，根据现场桥梁构件尺寸设计锚固装置。
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3.3施工技术要点
在使用碳纤维板加固时，要充分了解原有混凝土表面的情况，根据实际的情况采取相应的措施进行混泥土表面的处理，在相应的位置上钻孔，来埋藏螺栓。钻好螺栓孔，用螺栓安装螺栓，定位好锚具的位置方向。孔与锚之间的表面缝隙用结构胶沿周边或边缘封闭。固化时间必须大于30分钟。碳纤维板必须使用专门的千斤顶来进行拉张，对张拉力和伸长度要进行双面的控制。在炭纤维板安装成功后，必须要确保所有的工序全部完成，才能开始张拉，在此过程中，必须要严格控制预拱度，还要做好压力检测的工作。在公路桥梁的施工中，为了保护好锚固装置，在张拉完成之后，要对锚具进行相应的保护。必须拆掉千斤顶、张拉板等部件，去除表面多余的杂质，并且对锚具进行安全密闭的封锚，安装防护带，避免锚具因为过多的接触外界的物质导致生锈和被破坏。
4、工程应用
4.1项目概况
使用此技术较为出名的是车家堡小桥，这座桥位于内蒙古自治区省际通道内，建于2005年，并于该年实现通车，该桥以钢筋混凝土为主要结构，采取了空心板结构，至2015年，该桥的空心板出现了一些列的问题，产生了大量的裂缝，并且渗入了大量的水分，混泥土遭到了不同程度额损害，严重影响了该桥的安全性。根据专业人员实地考察之后，决定采用预应力纤维板加固的技术，根据当地的实际情况，制定了合适的方案，对该桥进行了加固处理，得到了良好的效果。
4.2主要加固措施
经历了较强的外界因素，导致该桥出现了大量的裂缝，而裂缝的过多往往会导致负荷量的降低，进而影响交通问题。车家堡小桥在修补的过程中，除了应该对桥表面的裂缝进行修补外，更要增强其载重力。根据破损的情况，主要对空心板板底进行了加固处理，对于裂缝及渗入的大量水分，工程人员采取了利用灌胶技术，对裂缝的表面进行了封闭处理，然后再涂抹了聚合砂浆进行修复工作。以上的措施都较为完美了解决了车家堡小桥面临的问题，提高了车家堡小桥的使用寿命。
4.3作用效应分析
由于车家堡小桥的改建主要是在板梁补强、修补裂缝以及提高桥本身的耐久性上，所以板梁采用了预应力碳纤维板后张拉法进行加固，使得受力的部分一分为二，变成了两部分。并且根据相关的规章制度的要求，在建立模型之前，便建立了车家堡小桥的原本模型，用来分析在不同的条件下板梁混凝土在碳纤维板部位的应变值，分析完成之后才建立了车家堡小桥加固后的桥梁结构模型。
5、纵向预应力碳纤维带施工
在采用纵向预应力碳纤维加工时，有以下几点注意事项：一是应该确保桥梁的基面没有杂物和其他尖锐的物质。二是在碳纤维板黏结胶搅拌均匀后，必须在它凝固之前使用。三是在钢构件和张拉端构件中心线必须处于相互平行的状态，严格控制张拉力。四是碳纤维材料的导电性很强，要严禁与电源触碰。五是严格把控温度，使固定端粘钢板胶快速固化。六是在桥梁、公路施工完成前，在未通车的状态下，完成对碳纤维板的张拉工作的测量，并且需要逐级进行。
结论
采取预应力碳纤维板后张拉加固法，因为组织方便、工期较短、程序简单、等优势，可以使得不中断交通秩序就能快速的完成桥梁、公路的加固工作，同时也有比较好的经济效益。在老式的空心板桥梁建筑的修补中，预应力纤维非常适用，不仅能及时的修补桥梁的缝隙，完全封闭出现的缝隙，还能完美的加固桥梁，若采取高强物质砂浆薄层喷浆，不仅能提高耐久性，还能美化外观。这些对于桥梁公路的建设来说非常实用，更符合现代的绿色发展、可持续发展的战略，更够更好的为现代化交通建设服务，节约社会资源，实现资源的优化配置，带来更高的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]王彦忠. 碳纤维板施加预应力技术在桥梁加固中的应用[J]. 华东公路,2016(2):27-28.
[2]龙勇, 张宝静. 预应力碳纤维板加固受弯构件长期性能研究[J]. 中外公路,2012,32(3):212-215.