工程材料的進步及新材料的發(fā)現(xiàn)是土木工程發(fā)展的前提和動力。碳纖維材料的出現(xiàn)及其應(yīng)用，使土木工程加固與補強技術(shù)研究更上一個臺階。碳纖維布（板）加固法亦被視為梁式橋加固補強、提高承載能力，尤其是當(dāng)高度受限制時的首選加固方法，其施工工藝亦較簡單。

加固受力特點分析

(1)碳纖維布有單向碳纖維布、單向碳纖維交織布、雙向碳纖維交織布及單向碳纖維層壓材料等多種，可根據(jù)需加固結(jié)構(gòu)的不同的部位和受力特性與方向等，選擇相應(yīng)的碳纖維布進行加固。

(2)將抗拉性能優(yōu)良的碳纖維布用粘結(jié)材料粘貼到梁體底面或箱梁內(nèi)壁上，使其與原結(jié)構(gòu)布置的鋼筋一道共同承受拉力，以提高舊橋的承載能力。與其他加固方法相比，碳纖維布保證在設(shè)計荷載范圍內(nèi)與原結(jié)構(gòu)共同受力，且改變原有結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布程度最小。

(3)沿橋梁的主拉應(yīng)力方向（或與裂縫正交方向）粘貼碳纖維布，兩端分別設(shè)置錨固端，可約束混凝土表面裂縫防止裂縫擴大，提高構(gòu)件抗彎剛度，減少構(gòu)件撓度，改善梁體受力狀態(tài)。

(4)應(yīng)根據(jù)實際情況合理使用碳纖維布加固鋼筋混凝土梁式橋，因碳纖維布在加固混凝土構(gòu)件時，在提高受彎承載力的同時還影響受彎構(gòu)件的破壞形態(tài)。當(dāng)碳纖維布用量過多時，構(gòu)件的破壞形態(tài)由碳纖維被拉斷引起的破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榛炷帘煌蝗粔核槠茐?。還因碳纖維為完全彈性材料，它與鋼筋共同工作會減弱鋼筋塑性性能，碳纖維布用量過多，構(gòu)件延性將有所降低。

（5）碳纖維布加固后橋梁結(jié)構(gòu)物最后破壞形式變化為突然性（拉斷或剝離等脆性破壞），其承載力極限狀態(tài)按碳纖維抗拉強度的2/3進行抗彎承載力計算，不能按普通鋼筋混凝土考慮。

（6）碳纖維布可提高混凝土梁抗剪承載力，其作用機理類似箍筋，同時還能明顯改善構(gòu)件的變形性能，增強構(gòu)件的變形能力。

碳纖維布加固設(shè)計計算要點

（1）采用碳纖維布加固橋梁，目前一般的計算方法是將碳纖維布按照一定的標(biāo)準(zhǔn)（例如強度或允許應(yīng)力）近似換算成一定用量的鋼筋，然后按照傳統(tǒng)的鋼筋混凝土受力分析模型進行理論分析。雖然是近似計算方法，但理論分析結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)吻合得很好，因此在一般情況下是適用的。

(2)碳纖維布加固用量，可按下式估算：

式中：為碳纖維布用量面積；為抵抗不足彎矩所需的鋼筋面積；為鋼筋的抗拉設(shè)計強度；為碳纖維布的抗拉設(shè)計強度。

(3)除按上式估算的碳纖維布加固用量（面積）外，還必須考慮必要的錨固長度和搭接長度所需面積，以及必要的邊、角廢料等裁剪損耗等。

隨著我國公路事業(yè)的發(fā)展和時間的推移，大量的鋼筋混凝土橋梁將步入老化期；碳纖維用于混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù)補強雖然時間不長，但發(fā)展很快，其主要原因在于碳纖維片加固存在施工簡潔、不增加結(jié)構(gòu)自重、適應(yīng)性強等較多優(yōu)點。碳纖維增強復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)也將逐漸受到重視并廣泛應(yīng)用和發(fā)展。

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