在对陆地土木工程的结构进行加固的时候，经常会使用到混凝土结构的碳纤维加固技术，特别是对于水位经常变动、氯离子含量较高的码头来说，对其进行加固时主要就是使用这个技术来进行施工的。基于此本文对码头改造过程在碳纤维加固技术的运用展开讨论。
关键词：码头 改造工程 碳纤维 加固技术
1.案例简介
某加固码头为东西走向的突堤式高桩码头，突堤的南北两岸都可以用来停靠船只，其中，北侧停泊位的水深为15m左右，一般只停泊6万吨以下的船只，南面的停泊位的水深为20m，可以停泊20万吨的货船。3根斜桩和3根直桩共同构成了码头的排架。钢管桩的壁厚为12mm，直径为0.496m，使用混凝土来对钢管桩泥面以上的部门进行灌装。纵梁没有设计伸缩缝，在横梁上方接近纵梁的地方，有两条码头上的装船机的主轨道。
2.碳纤维加固技术的工艺原理
碳纤维加固技术指的是先把抗拉抗压强度比较高的碳纤维材料利用环氧树脂浸成复合材料，然后再使用环氧树脂粘结剂顺着受拉方向把复合增强材料粘贴在需要加固的建筑上，使得建筑和粘贴材料共同承受压力，从而达到提高结构抗剪、抗裂的能力，提升建筑物的刚度、延展性和抗裂性。当前，在陆地土建的建筑结构加固过程中已经广泛使用此加固工艺了。不过碳纤维加固技术在对码头混凝土建筑的加固过程中，只可以在不是重要受力的地方进行加固修复。
3.案例码头破损情况
3.1 混凝土长方形纵梁的破损概况
通过对码头进行实地查勘以及查看“码头结构裂缝的检验报告”知道，在码头的南、北2条纵梁的两侧有很多的裂缝存在。整个纵梁共有裂缝205条。其中独立裂缝180条，非独立裂缝25条，包含剥离面在内的复合裂缝10条，分岔裂缝90条、混凝土退化复合裂缝32条，垂直裂缝84条，垂直剪切裂缝12条，另外还包括一些水平裂缝。根据检验报告中的相关数据，对裂缝的高度、深度、宽度等进行详细的分析。
3.1.1 纵梁裂缝的高度和宽度
南纵梁的裂缝高度为21～42cm之间，且裂缝为弯曲复合剪切、裂缝弯曲、横梁局部挤压裂缝，还有个别裂缝有丢失混凝土骨料的情况出现。北纵梁外侧裂缝的宽度为0.9～1.4mm，高度为0.9～1.2mm.主要是弯曲裂缝。还有部分裂缝因为对其进行了二次加固导致裹握力不足和混凝土退化的情况出现，甚至部分钢筋已经出现了生锈的情况。
3.1.2 纵梁缝隙的深度和分布情况
南纵梁外侧裂缝中有17条深度大于110mm，其中最大的裂缝深度为358mm，共有垂直裂缝9条，剩下的裂缝都属于混凝土退化裂缝。在南纵梁内侧共有21条裂缝的深度大于110mm，其中最大的裂缝深度为370mm。剩下的裂缝都属于垂直裂缝。在北纵梁的外侧共有10条裂缝的深度大于110mm，其中最大的裂缝深度为271mm，共有垂直裂缝3条，剩余裂缝均属于分岔裂缝。在北纵梁内侧共有14条裂缝的深度大于110mm，其中最大的裂缝深度为287mm，垂直剪切复合裂缝3条，垂直裂缝8条，分岔裂缝 5条。
通过上面的调查结果可以知道，北纵梁的毁坏程度要低于南纵梁。同时也可以知道南北纵梁的抗剪切能力和水平抗弯能力有很大的不足之处。要对其进行特殊化的加固。
3.2 接岸段长方形梁的损坏状况
通过对裂缝检验报告进行分析知道，有较多的水平裂缝出现在码头接岸段。其中东、西导梁受到的毁坏程度最大，很多钢筋已经从混凝土疏松的部分显露出来。在这次的改造过程中，对原来的横梁进行了拆除，另外设置了1.3m×1.8m的长方形梁4个。突堤码头和后方陆域和接岸段连接着。为了保证装船机在通过接岸段是的安全，在施工过程中，要对横梁中的缝隙进行消除，并对横梁进行加固。3.3确定需要加固的位置和方法
经过以上的详细研究分析，确定出了对接岸段的长方形桥梁和码头段的长方形纵梁为需要加固的部位。考虑到此码头的使用年限比较长，为了对建筑的真实荷载力有一个更加准确的把握，对梁的承载力和梁的配筋进行了详细的计算，得到下面的结果：纵梁断面的配筋没有办法达到国家钢筋混凝土的规定标准，在水平抗弯能力方面码头段纵梁不能满足规定要求。也就是说纵梁外侧1750mm段和内侧470mm段都无法达到配筋的规定标准，需要使用碳纤维加固的方法对其进行加固。
4 .码头的加固过程
4.1表面处理及修复
根据不同情况对缺陷处进行修复和处理：裂缝宽度>0.3mm时，采用压力灌注、封闭处理;将松动的混凝土表面浮层凿去。
要求清除表面的浮浆、油污、木屑等所有杂质，除去表面2～3mm厚的砂浆层，直至露出坚实的骨料。磨去面上突出5mm以上的“毛刺”。表面层打磨后应用强力鼓风机或吸尘器将表面灰尘彻底清除。
方形构件粘贴碳纤维布需要包裹时，碳纤维布遇阳角处，应打磨成半径为20mm以上的圆弧角。
4.2碳纤维布施工工艺
经过认真的研究确定出需要对接岸段纵梁的下部、码头纵梁全长的外侧1750mm、内侧470mm进行碳纤维加固，从而提高断面的水平抗弯能力。为了提高纵梁断面的抗扭曲和抗剪切水平，要制定出科学合理的工程办法来对其进行加固。对于破损比较严重的四个地方和码头上部的主要构件以及损害比较严重的横梁进行加固作业时，要在原有碳纤维加固方案的基础上对局部位置制定专门的加固计划。辅助材料要选用配套的修补胶、底胶、粘结剂。在使用碳纤维对结构进行加固的时候，纤维布的粘贴、处理结构基面、树脂找平、涂底层树脂、养护等方面的施工步骤要根据相关规定标准进行。
此工程码头从建成到现在已经使用45年了，而且曾经受到过比较严重的地震损害，码头上部很多地方的结构都受到了比较大的损害。而这次加固主要是为了延长码头的使用寿命。所以只是对抗压能力较低的位置进行加固修复。码头的最弱桩的强度决定了整个码头的使用年限、受到了剧烈的外力撞击、震感强烈的地址等因素，都会对码头的使用年限造成非常大的影响。所以，对此次码头在进行碳纤维加固修复后持续使用的时间初步定为11年，同时，每一年都需要对码头的桩基和结构参数进行检查。每4年需要请专业的质量评估单位对其进行评估。在对此码头使用年限满11年后，如果想要继续使用，就需要找专业评估机构对其进行评估，并认真的对评估报告进行分析，从而来确定该码头是否需要重新进行加固，从而来进一步的延长码头的使用年限。
5.结语
在对码头主题结构进行碳纤维加固方案设计的时候，需要考虑海水环境的适应能力，同时加固过程中使用的涂料、树脂、修补胶、底胶、补强加固材料、界面剂等都需要考虑其在海水中的使用耐久度。在设计时此年限可以初步设置为20年。为了防止加速码头上的钢构件不被腐蚀，避免对钢桩造成不必要的损害，在使用碳纤维进行加固时，对刚安装在突堤的护弦钢箱、钢桩桩帽、钢箱螺栓等都要注意躲避。同时在粘贴碳纤维布的时候，也应该躲开障碍物。要把施工、设计方案和检测工作紧紧的联系起来，一个严格的加固作业管理方案，是保证码头碳纤维加固牢固性的重要条件。