桥梁结构碳纤维加固技术与应用
（一）前言
中国桥梁工程的发展已具有相当规模，公路交通量不断增加，行车密度及车辆载重越来越大，公路桥梁负荷日趋加重。分段加压张拉至设计张拉应力值的50%、70%、90%、100%，检测锚具行程位移是否满足理论伸长量的要求，按规范要求张拉端锚具行程位移与理论伸长量误差应不大于±6%。有一部分公路桥梁是中国20世纪80年代以前修建的，因其设计荷载标准偏低，普遍存在承载力不足的问题。而20世纪80年代以后修建的，其中已有不少桥梁暴露出缺陷，更有一些在远没有达到设计寿命时出现耐久性能严重退化的现象，影响其承载能力和使用寿命。因此，采用适当的加固和改造技术措施，恢复和提高桥梁的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命，以适应现代化交通运输的需要变得十分迫切。
（二）碳纤维材料特性
碳纤维增强塑料是碳纤维材料通过一定的制作工艺与特定的树脂材料复合而制成的，其力学特点是应力应变量完全线弹性，不存在屈服点或塑性区。3、尺寸尺寸：劣质的碳纤维布尺寸偏差较大，的碳纤维布长度偏差不超过1。碳纤维材料具有优异的物理力学性能。加固混凝土构件所用的碳纤维布，是由碳纤维长丝经编织而制成的柔软片材。碳纤维布在编织时，将大量的碳纤维长丝沿一个主方向均匀平铺，用的非主方向碳纤维丝将主方向碳纤维丝编织连接在一起，形成很薄的以主纤维方向受力的碳纤维布。碳纤维布的*拉强度标准值应大于3000mpa，弹性模量大于2.0×l05mpa.综合材料的物理、力学特性分析，要想大限度地发挥材料自身的优势，适宜将cfrp材料作为桥梁结构的受拉或预应力受弯构件，特别适用于纯受拉构件，工程实践也证明了这一点。目前，用于桥梁加固的碳纤维材料主要是承受拉应力，约束裂缝的开展。
（三）碳纤维加固补强的施工工艺
1、根据设计确定粘贴碳纤维的范围进行基底处理
(1)将砼构件表面的残缺、*损及碳化层部分清除干净，达到结构密实部位。检查外露钢筋是否有锈蚀，并进行必要的处理。对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分进行修补复原；
(2)裂缝修补。缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝；
(3)将构件表面凸出部分（模板的段差等）打磨平整，*后的段差尽量平顺。用磨光机把棱角磨成半径大于30mm的圆角；
(4)清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。
2、底层涂刷（底层涂料具有较强的渗透性，可渗入砼表面内）
(1)把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放人容器内，用搅拌器拌均匀，一次调和量应在可使用时间内用完为准；
(2)用滚筒刷均匀的涂刷底层涂料；
(3)底层涂料固化后，表面有凸起部分时要用砂纸磨光；
(4)注意在气温小于5℃，相对湿度大于85，砼表面含水率在8%以上，有结露可能而无可靠保证措施时，均不得施工。
3、环氧结构胶对构件表面残缺的修补
(1)构件表面凹陷部位应用环氧结构胶填平，*至表面平整；
(2)内角（段差、起拱等）要用环氧结构胶填补使之平顺。
4、贴碳纤维
(1)为了防止碳纤维受损，在碳纤维运输、储存、裁切和粘贴过程中，严禁受弯折；
(2)碳纤维接头必须搭接10cm以上，横向不需搭接；
(3)按规定比例掺配树脂主剂和固化剂，用滚筒刷均匀地涂刷黏结树脂，称为下涂；
(4)贴碳纤维时，在碳纤维片和树脂之间尽量不要有空气，可用罗拉沿着纤维方向在碳纤维上对此滚压，使树脂渗入碳纤维中。
5、养护
粘贴碳纤维片后，需自然养护24h达到初期固化，并保证固化期间不受干扰。
6、涂装
根据需要可在树脂固化后加固补强构件表面，涂刷耐火涂层和色彩。
（四）碳纤维加固处理要点
在进行结构加固处理前，先对梁板采取有效地卸载和支顶措施，然后按以下施工工序进行加固施工。
1、*损面混凝土表面处理：清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层。
2、按设计要求对*损面钢筋处理后用环氧树脂裂缝胶进行灌缝或封闭处理，并保证钢筋保护层厚度不小于15mm.利用打磨机将其表面打磨平整，并用钢刷将其表面的粉尘、油污等不洁物清除干净，使构件加固表面平整、干燥无粉尘。使用预应力加固技术后的碳纤维布相较于普通碳布，强度方面更为优越。另外，如碳纤维需沿基纤维方向绕构件转角处粘贴时，建筑加固施工，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm.
3、涂刷底层树脂：用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面，待树脂表面指触干燥时即进行下一道工序施工。
4、找平处理：表面凹陷部位用找平材料填补平整，建筑加固报价，且不应有菱角。
5、粘贴碳纤维片材：将配制好的浸渍树脂均匀涂抹于所要粘贴的部位，并用橡胶滚筒沿纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布。与此同时，碳纤维布加固在工程中已经有了很多的应用，卡本碳纤维布在上海*所加固工程以及清华附属中学等加固改造工程中得到了大范围使用。多层粘贴重复上述步骤，待纤维表面接触干燥时即可进行下一层的粘贴。如超过60min，则应等12h后，再行涂刷粘结剂粘贴下一层。
6、在后一层的碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。
7、必要时进行表面防护及外观处理。
（五）注意事项
1、碳纤维片材选择注意事项
碳纤维片材的编织均匀性，将直接影响加固质量。(3)将构件表面凸出部分（模板的段差等）打磨平整，*后的段差尽量平顺。碳纤维束只有分布排列均匀，加工成复合材料后才能起到整体均匀受力的作用，若材质的均匀性不好，则构件受力后到之纤维片拒不受力不均，使碳纤维补强的效果不能充分发挥出来。因此，选择均匀性较好的碳纤维片材，是加固质量的关键。
2、碳纤维（片材）粘贴注意事项
①在表面处理和粘贴碳纤维片材前，应按加固设计部位放线定位。
②按设计要求的尺寸裁剪碳纤维片材，裁剪后的织物宽度不宜小于150mm且不应小于100mm.
③将碳纤维片材表面擦拭干净至无粉尘。如需粘贴两层时，对底层碳纤维片材两面均应擦拭干净。
④擦拭干净的碳纤维片材应立即涂刷粘结树脂，胶层应呈凸起状，平均厚度不小于2mm.
⑤将涂有粘结树脂的碳纤维片材用手轻压贴于需粘贴的位置。用橡胶滚筒顺纤维片材方向均匀平稳压实，使树脂从两边溢出，保证密实无空洞。当平行粘贴碳纤维时，两片之间孔隙应不小于5mm.
⑥需粘贴两层碳纤维片材时，可连续粘贴。如不能连续粘贴，则再开始前应对底层碳纤维片材重新做好清洁工作。
⑦施工宜在5℃以上环境温度条件下进行，并应符合配套树脂的施工使用温度。当环境温度低于5℃时，应使用适用于低温的配套树脂或采用升温处理措施。
⑧施工时应考虑环境湿度对树脂固化的不利影响，其粘贴部位混凝土的含水率不应大于4％。
⑨树脂配制时应按产品使用说明规定的配比称量置于容器中，用搅拌器均匀搅拌至色泽均匀。搅拌用容器内不得有油污及杂质。宜根据现场实际温度决定树脂的每次拌合量，并严格控制使用时间。
⑩为了保证粘贴的质量，不同季节、不同温度条件下，应使用不同型号的粘贴树脂，这样才能对树脂施工的可操作时间和固化时间进行有效控制。
（六）对碳纤维加固补强技术的展望
碳纤维用于砼结构的*补强虽然时间不长，但发展很快，其主要原因在于碳纤维片加固存在较多优点：
1、施工简便迅速，无需模板、夹具、支撑等；
2、不增加结构重量，碳纤维片重量200g/m2～300g/m2，设计厚度0.111mm～0.167mm，加上环氧树脂的重量也很轻，对结构自重影响可忽略不计；
3、能适应各种结构外形的补强；
4、可以多层粘贴。可根据设计要求，在一个部位重叠粘贴。
（七）结束语
随着我国高等级公路的迅速发展，高速公路桥梁通车里程也在不断增长，桥梁由于各种原因造成承载力降低、混凝土强度降低或需要提高*震能力和修补桥梁裂缝，都可以应用碳纤维布补强技术。
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玄武岩纤维板在桥梁加固中的应用
1、环氧树脂玄武岩纤维板加固原理
玄武岩纤维预浸热固性环氧树脂后，在模具内固化并通过连续拉挤成型成为环氧树脂玄武岩纤维板，玄武岩纤维提供了板材所需要的高强度，树脂提供了较好的耐腐蚀性能。7、粘贴碳纤维板系统在张拉完成后，紧固张拉端螺母，卸掉千斤顶，通过自反力装置将压板顶至梁底，使碳纤维板与梁底紧密贴合，拧紧压板螺母，完成碳纤维板的粘贴。加固过程中，使用粘钢胶沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，包括梁、柱、悬挑梁、板等需要加固和变更的工程，使玄武岩纤维板与加固基体形成一个新的复合体，即使环氧树脂玄武岩纤维板与原有钢筋混凝土结构共同受力*结构的*裂或*剪能力，提高桥梁结构的强度、刚度、*裂性和延伸性。
2、环氧树脂玄武岩纤维板在桥梁加固应用概况
环氧树脂玄武岩纤维板的低密度、高强度、耐久性好、耐酸碱化学腐蚀性能强、*压*剪强度大这些优异性能都决定了环氧树脂玄武岩纤维板将在桥梁结构的加固补强中得到广泛应用。4、加固用碳纤维板系统的安装加固用碳纤维板系统通过高强螺杆及弧形转向块与锚具底座相连接，弧形转向块能使碳纤维板受力在同一直线上。玄武岩纤维板坐补强桥梁混凝土结构时，不需要增加螺栓和柳钉固定，对原混凝土结构扰动较小，相较于置换混凝土加固法、化学灌浆施工等加固方法，环氧树脂玄武岩纤维板工艺简单方便。相较于其他的加固方式，利用环氧树脂玄武岩纤维板加固有显而易见的优势，并作为一种新兴技术，得到愈来愈多的青睐与肯定。三、浅析碳纤维布加固*坏原理及施工工艺据了解碳纤维布加固技术在90年代在我国建筑工程和桥梁隧道工程领域中开始被应用，在早期其加固费用昂贵，碳纤维布加固技术的发展被限制，随着我国科技实力的不断发展，碳纤维布加固的造价不断降低，使的碳纤维布加固技术日益成熟，其应用领域不断*，让碳纤维材料在工程应用领域中得到了推广。
碳纤维布加固混凝土柱：
采用碳纤维布对混凝土进行加固，其原理是利用了碳纤维的高*拉强度和对混凝土的约束作用，使得混凝土处于三向受压状态，从而提高混凝土柱的*限承载力和压缩能力。
碳纤维布加固混凝土梁：
根据实验研究成果，碳纤维布加固梁的*坏形式有以下几种：
1、界限*坏，当碳纤维和钢筋的配置率适当，在受压混凝土达到*限应变的时候，受拉区纤维刚好达到*限强度，此时材料的强度得到充分发挥，截面的延性也达大值；
2、适筋*坏，钢筋受拉屈服，受压区混凝土被压坏，碳纤维未达到*限应变；
3、少筋*坏，受拉钢筋先达到屈服，广州加固，然后碳纤维片材超过*限拉应变，并达到*限状态而被拉坏，而此时受压区混凝土尚未*坏；
4、超筋*坏，加固量过大，房屋加固公司，受拉钢筋屈服前，受压区混凝土被压坏；
5、粘接*坏，在达到正截面*限承载力前，碳纤维片材与混凝土产生剥离*坏。
与此同时，碳纤维布加固在工程中已经有了很多的应用，卡本碳纤维布在上海*所加固工程以及清华附属中学等加固改造工程中得到了大范围使用。对于配有底胶应按说明进行涂刷和养护，不得擅自免去涂刷底胶工序。在这些工程中它们所有的一个共同病害就是混凝土结构出现裂缝，为了防止裂缝处钢筋与空气接触产生氧化，从而导致锈蚀，应对裂缝进行修补。对裂缝进行修补过后，在采用碳纤维布进行加固，大致过程如下：
1、首先按照图纸要求进行定位放线；
2、采用硬毛刷对混凝土表面进行清理并将转角处打磨成圆弧状；
3、按设计要求裁剪碳纤维布；
4、涂抹底胶，粘贴碳纤维布，并沿着单向多次刮压，涂刷面胶，并对碳纤维布进行防护；
5、待胶固化后，对粘贴碳纤维布进行验收。
总而言之，碳纤维布加固技术与传统的*截面加固法、粘钢加固法等相比，碳纤维布加固法具有*拉强度高，耐腐蚀性好、自重轻、施工便捷等优点，为结构安全保驾护航。玄武岩纤维板在桥梁加固中的应用1、环氧树脂玄武岩纤维板加固原理玄武岩纤维预浸热固性环氧树脂后，在模具内固化并通过连续拉挤成型成为环氧树脂玄武岩纤维板，玄武岩纤维提供了板材所需要的高强度，树脂提供了较好的耐腐蚀性能。与此同时，碳纤维布加固除了对开裂的梁板进行加固处理之外，还可在户型改造工程、房屋加层工程、地下室改造工程以及古建筑的*工程中应用。
*截面加固法
*截面法用于提高柱的*压能力。加固柱应根据柱的类型、截面形式、所处位置及受力情况等的不同，采取相应的加固构造方式。任何一种加固方法都不是,碳纤维加固与粘钢加固是在原构件基础上进行的，原结构的截面尺寸、配筋、混凝土强度等级限制了发挥作用的程度。新增纵向受力钢筋应由计算确定，但直径不应小于14mm。钢筋在加固楼层范围内应通长布置。纵筋布置以不与梁相交为宜，若相交则应采用植筋技术锚固于梁中，且应满足植筋的相关要求。纵向受力钢筋上下两端都应有可靠的锚固。纵筋下端应伸入基础，满足锚固要求。上端应穿过楼板与上层柱连接或者在屋面板处封顶锚固。新增箍筋应使新旧两部分整体工作，箍筋直径宜与原箍筋相同，且不应小于8mm。箍筋在规定的范围内应加密，其间距和加密区范围应满足相关规范。新增混凝土强度等级应比原柱提高*，且不应低于c25。
外粘型钢加固法
外粘型钢加固法用于大幅提高柱截面承载力和*震能力。短切玄武岩纤维在腐蚀性介质中具有较高耐腐蚀性和化学稳定性，在饱和的碱性溶液和水泥等碱性介质中还能保持更高的*碱液腐蚀性能，单丝断裂强度保留率大于75%。该方法应根据柱的类型、截面形式、所处位置以及受力情况等的不同，采用相应的加固构造方式。柱的纵向受力角钢应由计算确定，但不应小于l75*5。角钢在加固楼层范围内应通长布置。纵向角钢应有可靠锚固，角钢下端应锚固于基础，中间应穿过各楼层板，上端应伸至加固层的上一层楼板底或锚固于屋面顶板上。沿柱轴线方向应隔一定距离用扁钢制作箍板或者缀板与角钢进行焊接。箍板截面积、间距以及角钢胶缝间距与梁加固一致。
碳纤维布加固法
碳纤维布加固是砌体结构采用纤维增强材料粘贴加固，是一种比较新型的加固方法，作用是纤维材料在加固结构中承担拉应力，改善构件的受力状态，限制裂缝的产生和发展。
碳纤维布加固技术是利用结构胶将碳纤维布粘贴在混凝土表面，形成复合结构，cfrp通过与混凝土之间协同工作，对构件或结构起到加固及改善受力性能的作用。
通过碳纤维布加固，能有效改善结构状态（减少变形、降低原有结构应力、减少裂缝）
广州加固-房屋加固工程-建筑加固施工由深圳前景建筑工程有限公司提供。用预应力加固技术的碳纤维板能使板材内部的碳纤维在承担结构传递荷载应力之前处于较高的应力水平，预先支配了一定程度上的强度，进而实现高强性能的发挥。“加固工程,加固补强,钢结构,房屋改造,结构加固,建筑加固”选择深圳前景建筑工程有限公司，公司位于：深圳市龙岗区平湖街道平安大道华南城铁东物流区11栋505-507，多年来，前景结构加固坚持为客户提供好的服务，联系人：牛志军。欢迎广大新老客户来电，来函，亲临指导，洽谈业务。前景结构加固期待成为您的长期合作伙伴！同时本公司还是从事碳纤维结构加固，碳纤维基础加固，碳纤维加固补强的服务商，欢迎来电咨询。