纖維增強(qiáng)聚合物是一種高強(qiáng)材料，最早應(yīng)用于航空航天等高科技領(lǐng)域。近年來(lái)在土木工程領(lǐng)域中的研究與應(yīng)用得到了迅速發(fā)展。較之傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)加固方法，纖維加固技術(shù)是一種新型高效的加固修復(fù)技術(shù)，它具有高強(qiáng)、高效、施工便捷、使用面廣等優(yōu)點(diǎn)。這項(xiàng)加固技術(shù)是利用改性環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)膠結(jié)材料將纖維片材粘貼于混凝土表面，從而達(dá)到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)及改善受力性能的目的。

其中采取加固的方法提高橋梁承載力、抗彎能力、抗剪能力、荷載等級(jí)等是最經(jīng)濟(jì)、最簡(jiǎn)單和最適用的措施，依據(jù)不同的橋梁現(xiàn)狀和加固要求可以采取不同的方法。

幾種橋梁加固常見(jiàn)方法

1、加大截面加固法

加大截面法，也稱(chēng)為外包混凝土加固法，是用增大混凝土結(jié)構(gòu)物的截面面積和配筋進(jìn)行加固的一種方法。這種加固方法要求被加固的橋梁下部結(jié)構(gòu)能夠承受更多的自重，能夠提供更高的承載力。通常情況下，以加厚橋面板或加大主梁的梁肋寬度為主。

2、預(yù)應(yīng)力加固法

預(yù)應(yīng)力加固法是采用外加預(yù)應(yīng)力的鋼拉桿對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法，適用于要求提高承載力、剛度和抗裂性及加固后所占用空間小的橋梁。可分為預(yù)應(yīng)力拉桿加固和預(yù)應(yīng)力撐桿加固，其中預(yù)應(yīng)力拉桿加固主要用于受彎構(gòu)件，以梁身為錨固體，通過(guò)預(yù)應(yīng)力張拉對(duì)梁的受拉區(qū)域施加外力，以抵消結(jié)構(gòu)本身的自重，減少車(chē)輛荷載作用下的應(yīng)力，能夠減少梁體出現(xiàn)過(guò)多的裂縫，以及減小裂縫寬度。預(yù)應(yīng)力撐桿加固主要用于橋梁下部結(jié)構(gòu)的軸心受壓墩柱，但在實(shí)踐中橋梁墩柱加固也很少采用這種方法。

3、外部粘鋼加固法

外部粘鋼加固法是一種采用化學(xué)粘結(jié)劑將鋼板直接粘貼在混凝土構(gòu)件表面，使之與構(gòu)件形成受力整體，以提高承載力、增大延展性、剛度和滿(mǎn)足正常使用要求的加固方法。

4、粘貼FRP加固法

粘貼FRP加固法是采用高強(qiáng)度或高彈性模量的纖維復(fù)合材料，用專(zhuān)門(mén)配置的粘貼樹(shù)脂或浸漬樹(shù)脂粘貼在橋梁混凝土構(gòu)件表面，使之與原構(gòu)件形成整體共同受力的加固方法。

目前，結(jié)構(gòu)工程中常用的FRP材料有玻璃纖維（GFRP）、碳纖維（CFRP）和芳綸纖維（AFRP）3種，其中以碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）應(yīng)用居多。




碳纖維加固施工現(xiàn)場(chǎng)

碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）

碳纖維布纖維方向分為單向和雙向2種，其中以單向布應(yīng)用為主。碳纖維布具有高的強(qiáng)度重量比和剛度重量比率、良好的抗疲勞性及高的耐久性、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)低等特點(diǎn)。

當(dāng)被加固的橋梁結(jié)構(gòu)處于特殊環(huán)境時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況選用其他防護(hù)材料。目前，粘貼碳纖維布加固方法往往輔以裂縫灌漿、封閉等方法。

與其他加固方法相比，碳纖維布加固技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：高強(qiáng)高效，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)；基本不改變?cè)Y(jié)構(gòu)外觀，不會(huì)對(duì)原結(jié)構(gòu)造成損害；運(yùn)輸儲(chǔ)存、施工更方便、快捷，容易保證施工質(zhì)量而且后期維護(hù)費(fèi)用低；其化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在耐候性、腐蝕性以及抗疲勞性能等方面更加突出。但應(yīng)用此法對(duì)橋梁進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)充分考慮纖維的方向布置，合理的材料連接方式、連接尺寸、連接位置粘結(jié)材料的性能指標(biāo)。尤其是施工過(guò)程的質(zhì)量控制，一定要按正常的施工程序進(jìn)行，否則會(huì)影響橋梁加固效果。

碳纖維加固特點(diǎn)

強(qiáng)度高

與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)相比，碳纖維布加固法具有很明顯的優(yōu)越性：碳纖維材料具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能，其抗拉強(qiáng)度高于普通鋼材的10倍，極適合于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)；其輕質(zhì)柔軟，適用面廣，施工便捷，尤其是可在不中斷交通時(shí)進(jìn)行加固施工；加固厚度小，可不增加原結(jié)構(gòu)的恒載，特別適用于建筑高度受限制情況下加固補(bǔ)強(qiáng)；同時(shí)還具有良好的耐久性及耐腐蝕性等。

不增加恒載及斷面尺寸

碳纖維布每平米自重僅為200～300g，設(shè)計(jì)厚度為0.111—0.167毫米，加上環(huán)氧樹(shù)脂系列的粘結(jié)材料的自重也很輕，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)重量及橋下凈空的影響微乎甚微，可忽略不計(jì)。同時(shí)，碳纖維布可以多層粘貼。根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)加固的要求，碳纖維布可以在一個(gè)部位重疊粘貼，充分滿(mǎn)足補(bǔ)強(qiáng)的要求。這一優(yōu)點(diǎn)更是傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)方式所難以比擬的。

施工簡(jiǎn)便

碳纖維布柔軟，對(duì)被補(bǔ)強(qiáng)物沒(méi)有形狀要求，無(wú)需預(yù)制材料、大型施工機(jī)械和現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，工期短。

對(duì)原結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生新的損傷

碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)系采用碳纖維膠粘結(jié)材料進(jìn)行粘貼，不需要設(shè)置錨固及開(kāi)鑿混凝土等，因而不會(huì)對(duì)已經(jīng)損傷的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生新的破壞，更可避免鉆孔時(shí)與結(jié)構(gòu)內(nèi)原有鋼筋和預(yù)應(yīng)力素發(fā)生沖突而引起新的問(wèn)題。

能有效地封閉混凝土的裂縫

碳纖維布(片)粘貼在混凝土的表面，不僅封閉了混凝土的裂縫，其高強(qiáng)高模量的特性還約束了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的生成與擴(kuò)展，改變了裂縫的形態(tài)，使寬而深的裂縫變成分散的細(xì)微裂縫，從而提高了混凝土構(gòu)件的整體剛度。

碳纖維布具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性

碳纖維布是一種復(fù)合材料，幾乎無(wú)腐蝕性和磁性以及具有較好的耐熱性，不僅能經(jīng)得起水泥堿性的侵蝕，而且當(dāng)應(yīng)用于經(jīng)常受鹽害侵蝕等腐蝕性環(huán)境時(shí)，其壽命也較長(zhǎng)（200年）。因而碳纖維布加固法，在不利環(huán)境下較其它方法更顯出其優(yōu)異性。

不影響結(jié)構(gòu)的外觀

碳纖維布的厚度很薄，粘貼固化后其表面還可以涂刷一層與原有結(jié)構(gòu)外觀顏色一致的涂料，而不影響結(jié)構(gòu)的外觀。

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