淺議粘貼碳纖維布加固法在橋梁結(jié)構(gòu)上應(yīng)用

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1、淺議粘貼碳纖維布加固法在橋梁結(jié)構(gòu)上應(yīng)用　　【摘要】隨著公路交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，公路交通量和大噸位的車輛不斷的增加，現(xiàn)有橋梁有相當(dāng)一部分由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低造成歷史遺留問(wèn)題，以及一部分橋梁在使用運(yùn)營(yíng)過(guò)程中發(fā)生病害或損傷等，難以滿足當(dāng)前規(guī)范使用的需求，因此需要通過(guò)對(duì)原有的橋梁進(jìn)行合理有效的加固，來(lái)提高通過(guò)能力和荷載標(biāo)準(zhǔn)，確保行車安全，本文針對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)粘貼碳纖維布的加固方法進(jìn)行探討。【關(guān)鍵詞】橋梁；碳纖維布；加固中圖分類號(hào)：TU997文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A一、碳纖維布的特點(diǎn):1、材料質(zhì)輕高強(qiáng)：抗拉強(qiáng)度3200～3800MPa，為同截面鋼材的10倍以上

2、，比重2.0~3.0g/cm3，單層厚度0.15～0.2mm，用粘結(jié)劑將它與結(jié)構(gòu)物粘貼后形成一體，厚度僅為2mm左右，基本上不增加構(gòu)件截面，而結(jié)構(gòu)物自重的增加幾乎可以忽略，能可靠地保證與原鋼筋混凝土構(gòu)件共同工作，獲得優(yōu)異的補(bǔ)強(qiáng)效果；適用面廣，廣泛適用于建筑物橋梁隧道等各種結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)形狀的加固修復(fù)和抗震加固及節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)加固。102、施工便捷：占用場(chǎng)地少，不需大型機(jī)具，沒(méi)有濕作業(yè)，無(wú)需動(dòng)火，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，施工工效高。3、高耐久性：不會(huì)生銹，非常適合高酸、堿、鹽及大氣腐蝕環(huán)境中使用，還具有抗疲勞強(qiáng)度高，耐磨損、抗老化等優(yōu)點(diǎn)。二、加固原理：

3、加固原理：將碳纖維布，采用高性能的碳纖維配套樹脂浸漬膠粘結(jié)于混凝土構(gòu)件的表面，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。下面對(duì)碳纖維復(fù)合材料和粘結(jié)材料進(jìn)行重點(diǎn)介紹：1、碳纖維復(fù)合材料碳纖維復(fù)合材料通常有纖維合基體組成。加固砼結(jié)構(gòu)用的纖維材料目前主要有三種:玻璃纖維、碳纖維和芳綸纖維。碳纖維復(fù)合材料的力學(xué)特點(diǎn)是其應(yīng)力應(yīng)變量完全線彈性，不存在屈服點(diǎn)或塑性區(qū)。由于碳纖維材料具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異物理力學(xué)性能，以及現(xiàn)場(chǎng)施工便捷，所以是舊橋加固補(bǔ)強(qiáng)的理想材料。加固砼構(gòu)件所用的碳纖維布，是由碳纖維長(zhǎng)絲經(jīng)變制而成制成的

4、柔軟片材。目前可用于舊橋結(jié)構(gòu)加固的碳纖維有單向碳纖維布、單向碳纖維交織布、雙向碳纖維交織布及單項(xiàng)壓層材料等，可根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)部位和受力特性與方向等，選擇相應(yīng)的碳纖維布進(jìn)行加固。2、粘結(jié)材料10粘結(jié)材料是性能保證碳纖維布與砼共同工作的關(guān)鍵，也是兩者之間傳力途徑的薄弱環(huán)節(jié)。因此，粘結(jié)材料應(yīng)有足夠的剛度與強(qiáng)度保證碳纖維與混凝土間剪力的傳遞，同時(shí)應(yīng)有足夠的韌性，不會(huì)因混凝土開裂導(dǎo)致脆性粘結(jié)破壞。此外，由于舊橋加固均在野外，所以粘結(jié)材料還應(yīng)能在一般氣候條件下固化，且固化時(shí)間合適（一般保證有3h左右），具有適宜的流動(dòng)性和粘度，固化收縮率小。粘結(jié)材料是既

5、能將連續(xù)纖維狀的碳纖維結(jié)合在一起，同時(shí)又能與混凝土表面粘合的系列粘結(jié)材料。它主要包括三類材料：底層涂料、整平材料和浸漬樹脂。底層涂料（底涂膠）在處理好的混凝土表面上，涂一層很薄的底層膠，既可以浸入混凝土表面，強(qiáng)化混凝土表面強(qiáng)度，又可以改進(jìn)膠結(jié)性能，從而使混凝土與碳纖維布之間的粘結(jié)性得以提高。因此要求底涂料膠必須具有很低的粘度，以及與混凝土間良好的粘結(jié)性能，以便于涂刷在混凝土表面后，膠粘劑能滲入混凝土結(jié)構(gòu)中。為保證性能，應(yīng)盡量避免使用溶劑型膠。整平材料（找平膠）碳纖維布只有與所加固補(bǔ)強(qiáng)的混凝土表面緊密接觸，才能產(chǎn)生良好的補(bǔ)強(qiáng)效果。但混凝土表面

6、的銳利突起物、錯(cuò)位和轉(zhuǎn)角部位等都可能使碳纖維布產(chǎn)生損傷，并引強(qiáng)度降低?；炷恋牡讓油苛现劣|干燥后，必須用找平膠進(jìn)行找平，同時(shí)將矩形斷面直角打磨后補(bǔ)成圓弧狀。10找平膠應(yīng)具有優(yōu)良的力學(xué)性能，以及良好的施工性能與觸變性能。在施工過(guò)程中，找平膠應(yīng)易于操作，且不隨時(shí)間的延長(zhǎng)出現(xiàn)明顯的變形，同時(shí)應(yīng)防止膠的滴掛。一般的普通環(huán)氧樹脂的粘結(jié)強(qiáng)度和強(qiáng)韌性都達(dá)不到找平膠的要求，不應(yīng)調(diào)配使用。浸漬樹脂（粘結(jié)主膠）浸漬樹脂在粘結(jié)材料中起著至關(guān)重要的作用，它連接底膠與碳纖維布。它的粘度應(yīng)控制在一定的范圍，有利于浸漬樹脂順利地將碳纖維布粘附于混凝土表面，經(jīng)過(guò)碾壓，使浸

7、漬樹脂很容易浸透碳纖維布，形成一個(gè)復(fù)合性整體，共同抵抗外力作用。浸漬樹脂不僅應(yīng)具有良好的滲透性以利于浸透碳纖維布，同時(shí)還應(yīng)具有一定的初粘力，防止粘結(jié)的碳纖維布塌落而形成空洞或空隙。并且本身應(yīng)具有良好的觸變性，易于施工且不會(huì)發(fā)生明顯的滴淌現(xiàn)象。另外，膠粘劑與碳纖維的相如性和粘結(jié)力必須極好，才能滿足纖維布和混凝土形成預(yù)定的復(fù)合材料。防護(hù)材料(罩面膠)罩面膠是為了施工表面美觀和保護(hù)碳纖維布。只要求材料能涂覆在碳纖維布表面，并不脫層，不掉落，能長(zhǎng)期在冷熱干燥的空氣中穩(wěn)定，防止復(fù)合材料被紫外線直接照射。膠與膠的相容性10用碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)的施工過(guò)程中

8、，膠是一層一層疊加上去復(fù)合而成的，與砼直接接觸的只有底涂膠、找平膠，而粘結(jié)主膠、找平膠、碳纖維布和罩面膠相連；因此不同膠之間的相容性粘結(jié)性應(yīng)予以充分的考慮。三、加固受力特點(diǎn)分析：