碳纖維在橋梁加固中的應(yīng)用

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工程中經(jīng)常需要進(jìn)行橋梁加固維修,為了增強(qiáng)橋梁的荷載能力,傳統(tǒng)上往往采用增加鋼筋和混凝土的用量,將墩柱或蓋梁加粗。這種加固方法不僅受到橋梁所處地理位置的限制,施工很不方便,而且會(huì)破壞橋梁原來(lái)的整體美感,加固后的橋梁與原來(lái)的設(shè)計(jì)往往顯得不協(xié)調(diào)。
    施工中采用的碳纖維是用抗拉強(qiáng)度極高的碳纖維絲“拉拔”成型,并經(jīng)環(huán)氧樹(shù)脂預(yù)浸而成的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)復(fù)合材料。使用時(shí)利用粘結(jié)樹(shù)脂作為粘結(jié)劑,沿受力方向或垂直于裂縫方向粘貼在受損的橋梁構(gòu)件表面,從而有效地增大了橋梁的抗拉或抗剪能力,提高了橋梁的強(qiáng)度、剛度和抗裂性,控制了裂縫的繼續(xù)發(fā)展。采用碳纖維材料對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理,施工速度明顯加快,且不受施工條件的限制,基本不改變構(gòu)件斷面尺寸和形狀,保持了橋梁美觀的外型。
    這種碳纖維材料的特點(diǎn)是每層厚度不到1毫米,一般在橋梁墩柱蓋梁上貼一兩層就能實(shí)現(xiàn)加固目的,重量幾乎可以忽略不計(jì)。雖然碳纖維材料如此輕薄,但它的抗拉強(qiáng)度卻達(dá)到了鋼材的7至10倍,其彈性模量與鋼材相近,經(jīng)粘貼與結(jié)構(gòu)形成一體后,能可靠地與鋼筋混凝土共同工作,有優(yōu)異的補(bǔ)強(qiáng)效果。碳纖維材料還有抗腐蝕能力,可以有效保護(hù)構(gòu)件的混凝土和鋼筋不受酸、堿、鹽等介質(zhì)的腐蝕。在長(zhǎng)期承受紫外線照射,以及零下54度嚴(yán)寒或82度高溫的極端條件下,使用碳纖維補(bǔ)強(qiáng)的橋梁構(gòu)件強(qiáng)度均不會(huì)降低。