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预应力碳纤维布加固原理

1、预应力碳纤维布加固方法

预应力纤维布加固系统由三部分组成：锚具、碳纤维布、碳纤维胶。其工作原理是将纤维布张拉至设计值，用粘结材料将其粘贴到混凝土板梁的受拉面，使其与混凝土结构共同受力利用碳纤维材料-的抗拉强度，达到增强构件承载能力及强度的目的。

2、预应力碳纤维布施工工艺

1施工准备：在加固表面按照设计施工放样，准确确定预应力碳纤维布和两端锚具位置。放样采取钢尺定位，根据支座位子确定实际钻孔以及混凝土清理位置。

2混凝土粘贴表面处理：桥梁钢筋混凝土结构长期直接暴露在头一定湿度的空气中，在粘贴碳纤维布加固施工中，需打凿掉脆化疏松层，提高粘结力。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-退化的现象，影响其承载能力和使用寿命。对混凝土粘贴面的脆化疏松层，应采用硬质金刚石磨轮打磨掉且完全露出新面，并用钢丝刷清楚输送浮层。为了-预应力碳纤维布与混凝土之间的设计间隙，实现碳纤维布受力张拉时平直均衡无阻碍，对混凝土高凸面应采用金刚石打磨片打磨，对混凝土低凹面应采用环氧修补胶修补。假如粘贴时混凝土湿度较大，对混凝土粘贴面尚须进行人工干燥处理。

3钻植胶锚螺栓：施工放线次啊要钢筋探测仪标定螺栓钻孔位置，假如遇到钢筋需移位，应通知-记录编号，并安排现场修整支座板安装孔。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-，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。采用电锤钻孔时应-钻孔中心线与混凝土梁面垂直，钻孔中心位置偏差不超过3mm。采用化学胶管或植筋胶植入螺栓时，应-孔内胶液饱满且螺栓垂直于梁面。

4安装锚具支座与预应力碳纤维布：将锚固板安装至张拉板上，调整张拉钢板，使碳纤维布的纵向轴线通过锚具中线，以-碳纤维布截面内力分布均匀。2混凝土粘贴表面处理：桥梁钢筋混凝土结构长期直接暴露在头一定湿度的空气中，在粘贴碳纤维布加固施工中，需打凿掉脆化疏松层，提高粘结力。待调整好平整度后，将碳纤维布的两端固定在锚固板上，取下另一段的锚固板，放置在干净的塑料布上，以便于在梁上涂刷浸渍胶。将配置好的浸渍胶均匀涂刷在构件的粘贴面，应-涂刷厚度均匀。

5张拉预应力碳纤维布与压紧条安装：将锚固板安装在构件的另一端的张拉板上，轴承压在锚固板上，安装千斤顶并调整处于水平位置，加压张拉至设计张拉应力值的15%，刻录锚具张拉移动起始线。也就是说如果mb与m0差值较小，碳纤维抗弯加固的作用是有限的，粘贴更多的碳纤维也不能提高抗弯能力，而只能导致规范不允许的超筋截面。加压张拉至设计张拉应力值的30%，检测锚行程位移是否对应预张拉时的刻录线。分段加压张拉至设计张拉应力值的50%、70%、90%、，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%。加压或减压时，千斤顶行程速度应控制在20mm/分钟以内，严禁快速冲、放千斤顶行程。所有张拉都应在碳布胶适用期内完成。当张拉应力值和张拉端锚具行程位移满足要求后，将拉杆上面的锁固螺栓扭紧-，使锚固端的碳纤维布与混凝土梁表面紧密结合，停顿5分钟没有其他异常情况后在碳纤维布表面再刷一层浸渍胶，使碳纤维布完全被树脂浸润，并用刷子沿纤维方向挤压，除去碳纤维下面的水泡。随后在锚固区域粘贴附加锚固u型箍或压条，压紧条安装时需与混凝土面保持1cm左右的缝隙以防止剥离破坏，之后拆除千斤顶和锚具张拉支架。

6固化养护与拆卸夹具：应碳纤维布在施工环境温度和材料特性合理控制固化时间，当施工环境温度低于25℃时，固化时间相对延长。环氧树脂玻璃纤维复合筋性能1、玻璃纤维特性剥离纤维是以剥离为原料经高温溶质、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的。在浸渍胶凝固后，检查碳纤维布的粘贴，在构件上覆盖一层塑料薄膜，养护后松开张拉机具，裁除多余的碳纤维布，将张拉机具卸除。

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。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-。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增大结构的抗裂或抗剪能力，提高桥梁结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。

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、抗压抗剪强度大这些优-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。玻璃纤维复合筋的低密度减轻了施工工程自身的重量，使运输、施工和安装过程方便。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-与肯定。三、浅析碳纤维布加固破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-，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，其应用领域不断增大，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抗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-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，碳纤维布加固梁的破坏形式有以下几种：

1、界限破坏，当碳纤维和钢筋的配置率适当，在受压混凝土达到-应变的时候，受拉区纤维刚好达到-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、适筋破坏，钢筋受拉屈服，受压区混凝土被压坏，碳纤维未达到-应变；

3、少筋破坏，受拉钢筋先达到屈服，然后碳纤维片材超过-拉应变，并达到-状态而被拉坏，而此时受压区混凝土尚未破坏；

4、超筋破坏，加固量过大，受拉钢筋屈服前，受压区混凝土被压坏；

5、粘接破坏，在达到正截面-承载力前，碳纤维片材与混凝土产生剥离破坏。

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。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。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增大截面加固法、粘钢加固法等相比，碳纤维布加固法具有抗拉强度高，耐腐蚀性好、自重轻、施工便捷等优点，为结构安全保驾-。混凝土与碳纤维之间的环氧树脂粘结层容易发生粘结破坏，粘贴cfrp片材的碳纤维加固有其限度，过量粘贴会导致界面无法传递足够的剪应力而使得cfrp的强度无法得到充分利用，并且在构件承受较大荷载时容易出现粘结破坏。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修复工程中应用。

加固纤维板材介绍

纤维加固技术是在上世纪八十年代兴起的新兴技术，由于纤维复合材料优异的机械性能和化学性能，已-工程界的-，并在工程加固中广泛应用。5ξb+fyas(h0-as)]假设构件加固前所能承受的弯矩为m0，用碳纤维加固所能补充的弯矩mj是可以事先计算出的，即mj=mb-m0。其中以玄武岩纤维、芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维四种纤维增强材料运用为广泛。然而各种纤维材料的力学性能参数各有差别，其可设计性和加工性也各不一样。

1、玄武岩纤维

玄武岩纤维是一种新型的矿物纤维，是由玄武岩原材料经高温熔线拉丝而制成的。高强度和模量较高，可与混凝土的相容，它的价格是在芳纶纤维和玻璃纤维之间。由于其原材料来自天然玄武岩，产品性能非常大，也已经以多种形式成为加固材料在工程中应用。

2、芳纶纤维

芳纶纤维具有高强度、高模量、低延伸率、电绝缘性好、抗冲击性好、柔软可加工性、施工简便的优良性能。由于采用不同配比、性能各异的树脂又具有较高粘结强度，能有效传递芳纶纤维板与混凝土两种材料间的应力，-不产生界面的粘结剥离。在许多方面和碳纤维是互补的，也是一种重要的纤维增强材料。芳纶纤维可单独使用，也可与碳纤维、玻璃纤维等混合使用。国外芳纶纤维的应用十分广泛，然而在我国，芳纶纤维作为结构加固材料在我国的应用仍处于起步阶段。

3、碳纤维

碳纤维作为加固材料，具有一定的固有缺陷，如抗冲击强度低、抗剪强度低、导电性强，会产生电磁干扰，应用范围有限。现场拉拔是检测碳布、钢板粘贴效果的一个重要步骤，检测合格可以说明现场的粘接效果是满足要求，这也能充分说明结构胶的粘接性能好坏。由于其具有高强度、高模量、结构简单等优良的力学性能，在建筑工程使用中仍得到了广泛的应用。中国每年碳纤维年消耗量占总产量的四分之一，碳纤维是增长快的、发展潜力的是纤维增强复合材料。

4、玻璃纤维

玻璃纤维包括高强度玻璃纤维和无碱玻璃纤维，玻璃纤维的延伸率以及抗拉强度低，价格便宜，但弹性模量查，耐碱性差，受盐腐蚀性差，施工操作差。因此应用范围受-较多，适用于加固要求低的场合。

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