碳纤维在桥梁结构加固中的应用分析

1、碳纤维在桥梁结构加固中的应用分析0引言随着我国改革开放和国民经济建设的飞快进展，车流量不断增强，面向随之增强的重型车辆，老式城市桥梁的承载能力捉襟见肘，拆除重建费用高对地方财政负担过大。据统计，我国现有的桥梁中有40%以上需要分期分批举行检测评估和加固修理。我国不断完美城市交通基础建设，这为桥梁加固带来了空前的进展机遇。由此可见，加大对桥梁结构的修理加固的投入是大路交通行业进展到一定程度后的必定趋势。我国也将再今后的大路交通建设当中对桥梁的修理加固投入更多的资金。桥梁加固这一领域将来的进展道路会越来越宽广。1碳纤维的材料特性碳纤维材料是人造高新材料，它具有优异的力学性能及稳定性。这种材料适用于

2、混凝土结构的修理加固。碳纤维它是一种纤维状的碳材料。它是在经过几千度的高温下经特别工艺制造出来的高科技材料产品。碳纤维材料具有耐老化、强度高、轻量质、抗腐蚀、物理性能极其稳定等优点。它的拉伸强度可以达到钢材的7-10倍，但是它的比重仅为钢材的25%不到。碳纤维材料成品呈黑色细丝状，它的丝状直径仅有7m，但是极易折断，不能单独使用。惟独把碳纤维浸渍树脂后，采用特别工艺将其制成纤维定向罗列的复合材料后才干应用。一般成品片材又分为碳纤维布和碳纤维板。碳纤维布的任意性优于碳纤维板。碳纤维材料按照生产工艺方式和原材料的不同，可以分为沥青基碳纤维和聚丙烯腈基碳纤维。沥青基碳纤维是把煤焦油或石油沥青抽丝后经

3、高温烧结而形成的纤维材料，属于高弹性模量型材料。聚丙烯腈基碳纤维是把聚丙烯腈基纤维在惰性气体中高温加热所获得的纤维材料，属高强度型材料。我们应按照工程实际抉择合适的碳纤维材料，以达到最好的施工效益。2碳纤维材料加固的优越性2.1化学稳定性碳纤维材料的化学稳定性能优异。该材料具有很强的抗酸性、抗碱性、抗盐性、抗紫外线和防水等功能。同时它也具有良好的适应温度稳定性。2.2物理力学性能碳纤维材料的物理力学性能优异。该材料的优异的物理力学性能使它可以有效应用于结构物的抗弯、抗剪、抗压、抗疲惫、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的补强工程，并且可以取得优异的加固补强效果。2.3轻质、高强碳纤维材料的质量轻、强度

4、高，用它加固的结构体可通过装点后，不留加固痕迹，不影响结构体外观。2.4施工工艺容易粘贴碳纤维材料加固混凝土技术的施工工序十分容易、便捷。当它在加固施工时不需要启用大型工程器械，仅需要采用小型电动工具操作。所以它在施工时工种少，用工少，工期短，进度快等优点。3碳纤维加固的施工方法需要加固的混凝土结构基面要求：碳纤维布加固混凝土结构技术是依靠碳纤维布与结构表面的粘贴有效率，所以要求基面的混凝土强度等级不得低于C15。同时要求被加固混凝土结构具有良好的庇护层，并且基面要求平整。碳纤维布的粘贴：碳纤维布加固混凝土构件时，要求采用薄布多层的粘贴方法，从而确保与粘结材料充分浸润。对于受弯构件，最好在受拉

5、区沿轴向粘贴碳纤维布举行加固，并且在主纤维方向的断面端部附近举行须要的锚固处理措施。碳纤维布的搭接与截断：粘贴碳纤维布加固混凝土时，最好不要沿主纤维方向的搭接，特殊是用于受拉构件和弯拉构件受拉区的加固。工程中选用的碳纤维布及其配套粘结材料，务必有厂家所供应的材料检验证实和合格证。4碳纤维加固的质量控制4.1粘贴结材料的协作比控制粘贴用胶结材料的协作比务必严格控制，它是粘贴加固质量和效果能否得到保证的关键环节，在配料时要求严格按使用协作比备料，在有条件的地方最好先举行粘结实验，将协作比不能达到加固设计对胶结材料的使用要求时，不允许应用于施工。4.2施工温度控制环氧树脂在低温条件下固化比较缓慢，一

6、般直抉择在15o-28o的温度条件下举行施工。倘若碰到在气温较低时施工，务必实行加温养护措施，譬如用紫外线灯烘烤。4.3应保持成型所需要的压力混凝土梁板加固时，大多数都是在梁的底面举行，由下而上举行粘贴。倘若成型时施加的压力不足，就会造成与混凝土之间粘合不够紧密，导致补强层材料发生脱落，会影响加固的效果。4.4粘贴控制涂胶要求涂抹匀称，为避开形成空洞或脱胶，要使劲将产生的气泡挤出刮平，否则将会影响到混凝土结构的加固效果，导致某些部位粘结不好，造成在混凝土结构使用过程中这些部位消失应力集中的现象，引起混凝土结构的破坏。5碳纤维加固的实例5.1项目概况塘沥中桥地处东莞市凤岗镇塘沥村旁，位于东莞市S

7、250大路上。该桥上部结构为钢筋混凝土简支T梁，跨径组合为316m，桥宽31m。原桥设计活载标准为为汽车-15级，挂车-80，人群荷载3.0kN/m，因为交通进展需要，将设计活载提高为汽车-20级，挂车-100，人群荷载3.0kN/m。5.2原桥结构承载能力验算由此可见，该桥在提高车辆荷载等级以后，承载能力由富饶6.5%变到不足-6.6%，承载能力不足将影响行车平安，该桥梁需要举行加固修理提高承载能力。5.3T梁加固措施在全桥T梁在腹板底部外包粘贴碳纤维布加固。5.4加固后承载能力验算本次采用碳纤维布加固方法有效的提高T梁承载能力，满意桥梁提载的要求。6结论与建议因为桥梁设计过程中受远期计划、施工等因素的影响，目前国内很多现有