碳纖維被稱為新材料之王，應(yīng)用非常廣泛。在我國，既有鐵路上大量采用了鋼筋混凝土梁。隨著使用年限增長、車輛軸重增大、運(yùn)營速度提高和運(yùn)量的快速增加，鋼筋混凝土梁尤其是低高度板梁的病害日益突出，如梁體鋼筋應(yīng)力增大、應(yīng)力幅值超限、撓度偏大、梁底開裂嚴(yán)重、裂縫寬度超限等，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力下降、耐久性降低。

通常對鋼筋混凝土梁采用的加固方法有增大截面法、粘貼鋼板法、改變結(jié)構(gòu)受力體系法以及施加體外預(yù)應(yīng)力法等。在諸多加固方法中，體外預(yù)應(yīng)力加固法作為一種主動加固法，通過張拉布置于結(jié)構(gòu)本體之外的預(yù)應(yīng)力筋對結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生負(fù)向彎矩，從而有效、主動地改善結(jié)構(gòu)受力性能，提高結(jié)構(gòu)極限承載能力。但因作為加固體系主要受力構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力筋，如鋼絞線、鋼筋（棒）、鋼絲繩等，通常置于加固構(gòu)件外側(cè)，容易受到環(huán)境影響而腐蝕破壞；致使一種能夠有效替代預(yù)應(yīng)力筋的體外束材料———碳纖維應(yīng)運(yùn)而生，并以其質(zhì)量輕、抗拉強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐久性能好等優(yōu)點(diǎn)備受親睞。

在梁體結(jié)構(gòu)表面粘貼碳纖維布或片材的加固方法在工程應(yīng)用中較為常見，但粘貼的碳纖維材料產(chǎn)生的抵抗彎矩較小，不能消除結(jié)構(gòu)初始變形和減小初始裂縫，碳纖維的高強(qiáng)性能也只有在鋼筋屈服后才能得到利用。大量試驗證明，將預(yù)應(yīng)力技術(shù)和碳纖維板材相結(jié)合，采用體外預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)能有效解決這些問題。但采用碳纖維板加固鐵路鋼筋混凝土梁的應(yīng)用實(shí)例較少，加固效果有待進(jìn)一步研究。

簡支梁屬靜定結(jié)構(gòu)，

采用體外預(yù)應(yīng)力加固后變?yōu)閹嵝岳瓧U的一次超靜定混合體系，但加固過程并未改變結(jié)構(gòu)的支撐和約束體系，故加固后的結(jié)構(gòu)體系仍為簡支靜定結(jié)構(gòu)。橋梁加固一般在原橋位進(jìn)行，施加預(yù)應(yīng)力時梁體仍承受恒載（自重、二期恒載）作用，預(yù)應(yīng)力施加完成后，梁體在恒載及預(yù)加力共同作用下處于平衡狀態(tài)。

采用體外預(yù)應(yīng)力加固的鋼筋混凝土梁，因選取的預(yù)應(yīng)力度不同，在設(shè)計荷載作用下屬于不同類型的結(jié)構(gòu)。若所選預(yù)應(yīng)力度較大，在設(shè)計荷載作用下梁體下緣不出現(xiàn)拉應(yīng)力或不開裂，結(jié)構(gòu)屬于全預(yù)應(yīng)力或部分預(yù)應(yīng)力混凝土A類構(gòu)件；若所選預(yù)應(yīng)力度較小，梁體下緣出現(xiàn)裂縫，則結(jié)構(gòu)屬于部分預(yù)應(yīng)力混凝土B類構(gòu)件。對于重載鐵路的低高度鋼筋混凝土梁，為適應(yīng)重載運(yùn)輸?shù)囊?，通過在梁體下緣張拉、錨固預(yù)應(yīng)力碳纖維板對其進(jìn)行加固，將鋼筋混凝土梁變?yōu)椴糠诸A(yù)應(yīng)力混凝土B類梁，從而達(dá)到降低恒載應(yīng)力、改善活載應(yīng)力的目的。

碳纖維板材抗拉強(qiáng)度高，抗彎折強(qiáng)度較低，直線配束更利于碳纖維板的受力；低高度板梁梁高較矮，預(yù)應(yīng)力體系布置在梁體底面，可最大限度地提高加固效率；碳纖維板錨固點(diǎn)與支座間需預(yù)留一定距離作為張拉空間。

文章標(biāo)題：預(yù)應(yīng)力碳纖維板的應(yīng)用
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