预应力碳纤维布在钢筋混凝土梁加固中的应用.pdf

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1、广东建材2013年第7期施工技术预应力碳纤维布在钢筋混凝土梁加固中的应用李春雄(博罗县地方公路管理站516100)摘要：本文简要介绍了预应力碳纤维布加固钢筋混土梁的三种技术：反拱技术、利用张拉设备直接张拉技术、利用碳纤维布与混凝土梁之间的相互作用施加预应力技术，以及影响预应力的因素。并通过工程实例简要介绍了预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的施工工艺。关键词：预应力；碳纤维布；反拱技术；加固1引言在结构的使用期限内，各种荷载的作用都将产生相应的变形，如梁和板的跨中挠度、简支端的转角、柱和墙的侧向位移等。构件的变形过大，就可能会产生改变结构的内力或承载力，妨

2、碍结构物的使用安全。碳纤维增强塑料(CFRP)作为一种新材料在结构加固领域得到广泛应用，但是普通的粘贴加固方法无法发挥CFRP的高强特性。预应力碳纤维布加固技术可有效地发挥CFRP的高强特性，抑制裂缝和变形的发展，改善构件在使用阶段的受力性能。2预应力碳纤维布加固技术【1、2、3】预应力碳纤维布加固方法，就是把预应力技术应用到碳纤维布加固中，有效改善加固梁的使用性能，主要有如下三种方法。2．1反拱技术先将纤维布材粘贴到梁底，然后利用千斤顶在梁跨中位置使其产生反拱，待纤维粘贴树脂达到强度后，撤去千斤顶，梁在自身重量及弹性恢复的过程中，纤维被拉伸，这种梁与

3、纤维之间的剪应力使结构处于预应力状态，施工工艺如图1所示。：乒号千闩口碱扛===乌口图1预应力方法(I)2．2利用张拉设备直接张拉对于碳纤维布，可通过张拉机械张拉后，保持张拉力将纤维布粘贴到梁的底面，待环氧树脂凝固硬化后再逐步释放预应力，并做好端部锚固，预应力施工过程如图2所示。：二=互三至互二二j＼一C噼靠(。t)坝张}i∽R})布·[=巫亟巫]-Lctt,P女s(I))粘吡^计乔护＼＼—一cF"

4、}i((、)释放c}k{j，端图2预应力方法(n)2．3利用碳纤维布与混凝土梁之间的相互作用施加预应力如图3所示，利用辊轴将预施加应力的碳纤维布做成回路的

5、形式，将碳纤维布的两个自由端与手扳葫芦及力传感器相连，利用手扳葫芦将碳纤维收紧，从而建立预应力。(1)tlt#t-ttt#【2)蚺撬(3)—控l(4)滚轴t(5)馥纤维布6)央^；(T)手扳葫芦；(8)撞协；(9】力千毒露基·图3预应力方法(Ⅲ)3影响预应力的因素【2、31与预应力混凝土结构中预应力筋的预应力损失一样，预应力纤维布加固混凝土结构在施工、使用过程中也存在着预应力损失，不同的施工方法对预应力损失的影响和计算是不同的。(1)张拉机械的变形。张拉机械在张拉碳纤维布时是一61—施工技术广东建材2013年第7期通过与碳纤维布相连的力传感器来控制所施

6、加预拉力的大小，而不是像一般预应力构件中由拉伸量来控制预张拉的程度，所以所用的张拉机械影响其所力传感器的大小(预拉力)。(2)被加固梁在预应力作用下的纵向压缩和竖向反拱。张拉过程中，由于夹具支座的作用会使梁产生反拱的变形，这种变形在荷载一变形计算中是需要考虑的。(3)碳纤维布与滚轴之间的摩擦力。碳纤维布与滚轴之间的摩擦力会使梁底碳纤维布中的实际拉力LL钡,U力计所示的拉力要小一些，在施工中要采取一些措施来减少摩擦力的影响。(4)混凝土的徐变。由于预应力加固构件只是部分预应力构件，由此而产生的对混凝土的预压应力较小，混凝土的徐变对预应力的影响可以忽略不计

7、。(5)当粘结剂固化后剪断多余碳纤维布(即放张)时，由于外加拉力去掉而引起的预应力改变。当粘结剂完全固化后，将两端多余碳纤维布剪断时，由于外力撤去，钢筋混凝土梁的受力有一个明显的变化，这一变化必将引起梁的变形，以求达到新的平衡。由于碳纤维布和梁已粘接在一起，两者将共同变形，从而必将引起碳纤维布的预应力变化。4工程加固实例4．1工程概况博罗县福田镇牙岗桥位于乡道Y538线上，桥全长83m，桥跨组合为6×13m，桥面宽12m。第1跨上部结构为普通钢筋混凝土简支板梁，第2～6跨上部结构为普通钢筋混凝土简支T梁，详见图4。-I扎}jJI。：。。m：出曲．世j．

8、J山L——j址———山L——_J盟———．uL上山．j¨晕"集2●鼍1●曩图4牙岗桥横截面图4．2桥梁病害情况经监测单位检测：该桥第2～6跨为13m普通钢筋混凝土简支T梁，两侧边梁腹板存在露筋并锈蚀的病害，T梁腹板见明显竖向、斜向开裂，并超过规范要求，需对简支T梁进行加固，处理抑制裂缝和变形的发展，改善构件在使用阶段的受力性能。4．3简支T梁加固设计采用碳纤维布对T梁进行预应力加固，T梁底粘贴通长13m、宽180mm、厚度为0．167mm的碳纤维布三层，通过张拉机械张拉后，保持张拉力将纤维布粘贴到梁的一62一底面，待环氧树脂凝固硬化后再逐步释放预应力，

9、并做好端部锚固。T梁腹板采用，200mm宽U型抗剪箍，间距300mm，待释放预应力后再粘贴。加