初探碳纤维布在桥梁加固中的应用

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1、初探碳纤维布在桥梁加固中的应用摘要：近年来，随着我国经济的发展，许多桥梁逐渐不能满足现代发展要求，大批桥梁进行了翻建或改建，然而，考虑到经济效益等因素，全部翻建也不现实，因此，桥梁加固就应运而生了，对现有状况稍好的桥梁进行加固，可以延长桥梁的使用寿命，减少经济投入。本文就碳纤维布在桥梁加固中的使用情况，进行初步探讨。关键词：碳纤维布桥梁加固计算要点质量控制中图分类号：K928文献标识码：A常见的桥梁加固方法有增加截面、粘贴钢板、粘贴碳纤维布、体外加固等，碳纤维布作为一种加固技术，以其良好的力学性能、施

2、工方便、周期短等特点，被越来越多的采用。1、材料特点碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的，是一种力学性能优异的新材料，在我国近年来发展迅速，碳纤维复合材料已经在各个领域得到广泛的应用，主要有航空航天、汽车、新能源开发、结构加固、休闲用品等。6碳纤维布是碳纤维复合材料（CFRP）的一种，其加固原理是采用高性能粘结剂将碳纤维布粘贴在结构构件表面，提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性，达到对结构进行加固的目的。2、碳纤维布加固的优点1）材料

3、优点碳纤维布是一种复合材料，几乎无腐蚀性和磁性，具有较好的耐热性，使用寿命较长；碳纤维布抗拉强度高，是普通钢材的10倍左右；重量轻，密度只有普通钢材的1/4；基本不增加结构自重及截面尺寸。2）施工优点碳纤维布柔性好，易于裁剪，适用范围广，可根据结构尺寸进行随便变化；施工方便、节省空间，不需要现场固定设施；碳纤维布直接粘贴于需要加固结构表面，对原结构没有损坏，不影响结构的外观。其耐腐性好，适用于经常受盐害侵蚀等腐蚀性的环境。3、计算要点目前，采用碳纤维布加固桥梁的计算采用估算的方法，将碳纤维布近似换算成

4、一定用量的钢筋，然后根据原结构的受力情况、尺寸及配筋、现场条件等，结合设计人员的工程经验，对结构进行受力分析和理论计算，有条件的工程可根据专业检测部门的检测结果进行计算。估算公式：Afe=As(Ry/Rcf)式中：Afe――碳纤维布有效截面（面积）；As――为抵抗不足弯矩所需的钢筋面积；6Ry――钢筋的抗拉设计强度；Rcf――碳纤维布抗拉设计强度。而实际采用的截面，在计算的有效面积基础上需要考虑一定的折减系数km，计算公式：Af=Afe/km式中：Af――碳纤维布实际截面（面积）；km――折减系数。计

5、算公式：式中：――碳纤维布弹性模量设计值（MPa）；和――碳纤维布层数和单层厚度。碳纤维布主要力学性能指标以及单位宽度的截面面积和计算厚度参考相关规范。4、质量控制碳纤维布加固桥梁的施工工序：施工准备――结构表面处理――刷粘结剂――粘贴碳纤维布――养护及其他涂料等。针对不同的工序，质量控制可分为施工前、施工中、施工后控制。1）施工前控制6施工前控制主要在施工准备阶段，根据施工图纸进行现场定位，对设计采用的碳纤维布以及粘结剂进行采购及存储。需要注意的是所有进场材料，包括碳纤维材料和粘结剂，必须符合质量标

6、准，并具有出厂产品合格证，符合工程加固补强设计要求。同时，碳纤维布在运输、储存中不得受挤压，以免碳纤维受损，也不得直接日晒和雨淋，胶结材料应阴凉密闭储存。2）施工中控制施工中控制主要在结构表面处理、刷粘结剂以及粘贴碳纤维布阶段。施工中控制是碳纤维布桥梁加固工艺质量控制的重要环节。需要注意的是：a）结构表面处理：将结构表面破损的部分清除干净，裂缝等修补符合规范要求。b）涂刷粘结剂：粘结剂根据厂家配合比和工艺要求进行调配，均匀涂刷于需要粘结的砼表面，应涂刷均匀、不得漏涂，严禁在不适合气温条件下施工，添加溶

7、剂稀释后的涂料应在规定时间内用完。c）粘贴碳纤维布：粘贴碳纤维材料之前，首先应确认粘贴表面干燥、无粉尘。碳纤维布应按设计要求尺寸裁切，根据施工图纸要求迅速粘贴到位。用滚筒沿碳纤维布受力方向多次滚压挤出气泡，使得碳纤维布与结构表面紧密粘结。3）施工后控制施工后控制主要在养护以及检验和验收阶段。需要注意的是：a）养护及其他涂料：碳纤维片粘贴后自然养护24小时，达到初期固化，外层涂料可结合结构物外观确定是否涂刷。6b）检验和验收：对碳纤维材料规格，粘贴位置、长度、宽度、纤维方向、层数符合图纸及规范要求进行检

8、验，检查碳纤维布有无空洞或气泡，如果存在这些现象，应进行修补。5、工程实例崇明岛某桥梁，管理人员发现梁板底部有异常裂缝，根据检测中心的《桥梁承载能力监测评定报告》，报告中指出该桥桥梁跨中截面受拉钢筋应变校验系数大于规范规定的限制值，应进行加固。经过计算，采用两层碳纤维布进行加固，碳纤维布的宽度同梁宽，主要力学性能指标见下表：在同等受力情况下，碳纤维布加固方法比其他加固方法施工容易，而且不增加结构自重以及截面尺寸，保持了结构原状。6、结束语碳纤维布作为一种