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預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固原理

1、預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固方法

預(yù)應(yīng)力纖維布加固系統(tǒng)由三部分組成：錨具、碳纖維布、碳纖維膠。其工作原理是將纖維布張拉至設(shè)計值，用粘結(jié)材料將其粘貼到混凝土板梁的受拉面，使其與混凝土結(jié)構(gòu)共同受力利用碳纖維材料良好的抗拉強(qiáng)度，達(dá)到增強(qiáng)構(gòu)件承載能力及強(qiáng)度的目的。

2、預(yù)應(yīng)力碳纖維布施工工藝

（1）施工準(zhǔn)備：在加固表面按照設(shè)計施工放樣，準(zhǔn)確確定預(yù)應(yīng)力碳纖維布和兩端錨具位置。放樣采取鋼尺定位，根據(jù)支座位子確定實際鉆孔以及混凝土清理位置。

（2）混凝土粘貼表面處理：橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)長期直接暴露在頭一定濕度的空氣中，在粘貼碳纖維布加固施工中，需打鑿掉脆化疏松層，提高粘結(jié)力。對混凝土粘貼面的脆化疏松層，應(yīng)采用硬質(zhì)金剛石磨輪打磨掉且完全露出新面，并用鋼絲刷清楚輸送浮層。為了保證預(yù)應(yīng)力碳纖維布與混凝土之間的設(shè)計間隙，實現(xiàn)碳纖維布受力張拉時平直均衡無阻礙，對混凝土高凸面應(yīng)采用金剛石打磨片打磨，對混凝土低凹面應(yīng)采用環(huán)氧修補(bǔ)膠修補(bǔ)。構(gòu)件受剪加固時，應(yīng)用碳纖維布加固時應(yīng)使碳纖維的纖維方向與混凝土中主拉應(yīng)力方向一致。假如粘貼時混凝土濕度較大，對混凝土粘貼面尚須進(jìn)行人工干燥處理。

（3）鉆植膠錨螺栓：施工放線次啊要鋼筋探測儀標(biāo)定螺栓鉆孔位置，假如遇到鋼筋需移位，應(yīng)通知技術(shù)人員記錄編號，并安排現(xiàn)場修整支座板安裝孔。采用電錘鉆孔時應(yīng)保證鉆孔中心線與混凝土梁面垂直，鉆孔中心位置偏差不超過3mm。芳綸碳纖維板1、芳綸纖維板是以芳綸纖維為增強(qiáng)材料，以環(huán)氧樹脂為基體材料，并滲入適量輔助劑，經(jīng)拉擠工藝和加熱固化處理形成的一種新型復(fù)合材料。采用化學(xué)膠管或植筋膠植入螺栓時，應(yīng)保證孔內(nèi)膠液飽滿且螺栓垂直于梁面。

（4）安裝錨具支座與預(yù)應(yīng)力碳纖維布：將錨固板安裝至張拉板上，調(diào)整張拉鋼板，使碳纖維布的縱向軸線通過錨具中線，以保證碳纖維布截面內(nèi)力分布均勻。待調(diào)整好平整度后，將碳纖維布的兩端固定在錨固板上，取下另一段的錨固板，放置在干凈的塑料布上，以便于在梁上涂刷浸漬膠。粘貼碳纖維布的位置與設(shè)計要求的位置中心偏差不應(yīng)大于10毫米，長度負(fù)偏差不應(yīng)大于15毫米。將配置好的浸漬膠均勻涂刷在構(gòu)件的粘貼面，應(yīng)保證涂刷厚度均勻。

（5）張拉預(yù)應(yīng)力碳纖維布與壓緊條安裝：將錨固板安裝在構(gòu)件的另一端的張拉板上，軸承壓在錨固板上，安裝千斤頂并調(diào)整處于水平位置，加壓張拉至設(shè)計張拉應(yīng)力值的15%，刻錄錨具張拉移動起始線。加壓張拉至設(shè)計張拉應(yīng)力值的30%，檢測錨行程位移是否對應(yīng)預(yù)張拉時的刻錄線。分段加壓張拉至設(shè)計張拉應(yīng)力值的50%、70%、90%、，檢測錨具行程位移是否滿足理論伸長量的要求，按規(guī)范要求張拉端錨具行程位移與理論伸長量誤差應(yīng)不大于±6%。加壓或減壓時，千斤頂行程速度應(yīng)控制在20mm/分鐘以內(nèi)，嚴(yán)禁快速沖、放千斤頂行程。所有張拉都應(yīng)在碳布膠適用期內(nèi)完成。當(dāng)張拉應(yīng)力值和張拉端錨具行程位移滿足要求后，將拉桿上面的鎖固螺栓扭緊到位，使錨固端的碳纖維布與混凝土梁表面緊密結(jié)合，停頓5分鐘沒有其他異常情況后在碳纖維布表面再刷一層浸漬膠，使碳纖維布完全被樹脂浸潤，并用刷子沿纖維方向擠壓，除去碳纖維下面的水泡。隨后在錨固區(qū)域粘貼附加錨固U型箍或壓條，壓緊條安裝時需與混凝土面保持1cm左右的縫隙以防止剝離破壞，之后拆除千斤頂和錨具張拉支架。2、環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板在橋梁加固應(yīng)用概況環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板的低密度、高強(qiáng)度、耐久性好、耐酸堿化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)、抗壓抗剪強(qiáng)度大這些優(yōu)異性能都決定了環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板將在橋梁結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)中得到廣泛應(yīng)用。

（6）固化養(yǎng)護(hù)與拆卸夾具：應(yīng)碳纖維布在施工環(huán)境溫度和材料特性合理控制固化時間，當(dāng)施工環(huán)境溫度低于25℃時，固化時間相對延長。在浸漬膠凝固后，檢查碳纖維布的粘貼質(zhì)量，在構(gòu)件上覆蓋一層塑料薄膜，養(yǎng)護(hù)后松開張拉機(jī)具，裁除多余的碳纖維布，將張拉機(jī)具卸除。向左轉(zhuǎn)|向右轉(zhuǎn)首先了解下應(yīng)用碳纖維布加固與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)相比有哪些優(yōu)勢。

碳纖維板加固的優(yōu)勢

碳纖維板受力效果好

《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》明確規(guī)定一級碳纖維布和碳纖維板在重要構(gòu)件中的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值分別為1600MPa、1150MPa，我們以10cm寬300g碳布和1.2厚碳板為例來說：

10cm碳布計算的拉力為1600*100*0.167（300g碳布厚度）=26720N。

10cm碳板計算的拉力為1150*100*1.2=138000N。

從計算結(jié)果我們可以看出粘貼一層相同寬度1.2mm厚的碳板是粘貼一層300g碳布所能承受拉力的5倍多。

強(qiáng)度利用率良好

上面我們提到一級碳布在重要構(gòu)件中抗拉強(qiáng)度設(shè)計值為1600MPa，一級碳板在重要構(gòu)件中抗拉強(qiáng)度為1150MPa，而一級碳纖維布的極限抗拉強(qiáng)度和一級碳板的極限抗拉強(qiáng)度分別為3400MPa、2400MPa。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)我們可以分別計算出他們的強(qiáng)度利用率：

碳布強(qiáng)度利用率：

1600/3400=47.1%

碳板強(qiáng)度利用率：

1150/2400=47.9%

可見碳板相比于碳布的強(qiáng)度利用率不落于下風(fēng)。

粘貼碳板質(zhì)量更好控制

碳板是碳纖維原絲通過使用樹脂浸潤硬化形成碳纖維板材，本身材質(zhì)較硬，在抹膠時膠層控制好，粘貼時把壓力控制好，粘貼效果就不會出現(xiàn)問題。而碳纖維布粘貼過程中，會出現(xiàn)一系列例如翹邊、鼓包的通病。并且碳布粘貼相比于碳板粘貼基面要求要更高一些。

碳纖維布加固有哪些特點

1、碳纖維這種材質(zhì)天生優(yōu)點就是比較輕，所以這樣在加固施工中直接用手工就能完成粘貼加固工作，還有它在施工過程中操作起來特別簡單，既然操作簡單而且加固效果又好，所以碳纖維布加固方法被廣泛運用到加固工程中。

2、碳纖維布是一種特殊的合成材料，其有一特點就是很好避免潮濕帶來的侵蝕性，很多加固施工環(huán)境較為潮濕大部分不適用植筋加固，所以碳纖維布加固這一優(yōu)點可以很好的被利用到這種特殊情況。

3、碳纖維布加固的另一特點就是很強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度，不僅方便施工還能具有強(qiáng)的加固作用。