一、預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固系統(tǒng)簡(jiǎn)介

對(duì)需要加固的構(gòu)件，采用涂覆有環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠的碳纖維板進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，修復(fù)構(gòu)件的變形和閉合裂紋，而后將碳纖維板粘貼、錨固在構(gòu)件上，形成新的受力平衡，提高其承載能力。

適用范圍：

工民建大跨度結(jié)構(gòu)加固、板抗彎加固、控制裂縫加固，板梁、箱梁、T梁的抗彎加固，鋼筋混凝土橋梁控制裂縫等。

碳纖維板材特點(diǎn)

• 強(qiáng)度高：順纖維方向抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)大于普通鋼筋,比普通鋼筋高 7~10倍。

• 密度?。和冉孛嫦?其重量?jī)H為鋼材的1/7~1/5,強(qiáng)度與密度的比值較高（比鋼材高 10~15倍)。

• 抗腐蝕性能良好：由于采用的主要材料是非金屬材料,碳纖維電化學(xué)活性遠(yuǎn)小于鋼材,具有非常好的抗腐蝕性能。

• 具有不增加構(gòu)件的截面尺寸和自重，加固修復(fù)不留痕跡，防水、抗腐蝕、耐疲勞、耐久性能好，施工快捷等優(yōu)點(diǎn)，且因其質(zhì)地柔軟而適用于各種形狀尤其是斜、彎、坡及異型結(jié)構(gòu)橋梁的加固。

• 碳纖維板材是將樹(shù)脂、纖維絲按照一定的比例通過(guò)高溫固化擠壓而形成的，包括碳纖維板和碳纖維板條。碳纖維板與粘貼多層碳纖維布相比，粘貼碳纖維板的產(chǎn)品質(zhì)量更易保證，受力更均勻，強(qiáng)度發(fā)揮更充分。

二、預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

• 變被動(dòng)加固為主動(dòng)加固，可以使碳纖維板材高強(qiáng)特性得到提前發(fā)揮，在二次受力之前就有較大的應(yīng)變，從而有效減小甚至消除碳纖維板材應(yīng)變滯后的現(xiàn)象，達(dá)到更好的加固效果。

• 預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的反向彎矩，可抵消一部分初始荷載的影響，提高使用階段的承載力， 使構(gòu)件中原有裂縫寬度減小甚至閉合，并限制新裂縫的出現(xiàn),從而提高構(gòu)件的剛度，減小原構(gòu)件的撓度，改善使用階段的性能。

• 對(duì)碳纖維板施加預(yù)應(yīng)力，可大幅度提高鋼筋混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)更有效減少結(jié)構(gòu)的撓度變形，并能減少和封閉裂縫產(chǎn)生。

• 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸小，材料輕且薄，基本不增加原結(jié)構(gòu)自重，不影響原結(jié)構(gòu)的使用空間，加固后不留痕跡。

• 施工安裝方便，幾乎沒(méi)有濕作業(yè)，不需要大型施工機(jī)具，施工占用場(chǎng)地少。

• 具有良好的耐久性和耐腐蝕性。

三、預(yù)應(yīng)力碳板加固系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

• 靜載錨固性能：錨固效率系數(shù) ≥90% 。
  

• 疲勞性能：通過(guò)以碳纖維板抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的65%為應(yīng)力上限（應(yīng)力幅為應(yīng)力上限，應(yīng)力幅為100MPa ），循環(huán)荷載次數(shù)200萬(wàn)次的疲勞試驗(yàn) 。
  

• 錨栓的設(shè)計(jì)剪應(yīng)力不得大于錨栓材料抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的0.6倍。
  

四、工程案例

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

• 項(xiàng)目名稱：228國(guó)道青口河大橋橋梁病害維修加固工程

• 橋梁病害：橋梁上部結(jié)構(gòu)箱梁腹板、底板出現(xiàn)不同程度的裂縫。

• 病害產(chǎn)生的主要原因有：
  A.本橋箱梁底寬較寬，中跨跨中處底板厚度較薄，底板底面橫向鋼筋承載力低下，底板布置有較多波紋管，在中跨底板預(yù)應(yīng)力鋼束徑向力的作用下，底板橫向受到較大的正彎矩作用，在重載車(chē)輛作用下易產(chǎn)生裂縫。
  B.合龍段前后幾個(gè)節(jié)段底板預(yù)應(yīng)力管道較為密集，下方局部混凝土振搗不密實(shí)易產(chǎn)生收縮裂縫。針對(duì)變截面連續(xù)鋼構(gòu)箱梁底板縱向裂縫采用橫向預(yù)應(yīng)力碳板進(jìn)行加固。
  

加固方案

工藝流程

定位放線—混凝土表面處理—鉆孔植筋—安裝支座—涂抹碳板膠粘劑—安裝碳板和壓條—張拉預(yù)應(yīng)力碳板—噴涂表層防護(hù)涂料。

五、預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固的注意點(diǎn)

• 被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C25，且混凝土表面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度不得低于2.0MPa，且符合《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50367最新版相關(guān)規(guī)定要求。

• 預(yù)應(yīng)力筋-錨具組裝件應(yīng)通過(guò)200萬(wàn)次疲勞荷載試驗(yàn)，且符合《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》GB/T 14370最新版相關(guān)規(guī)定要求。

• 夾具的靜載錨固性能應(yīng)達(dá)到0.90，且符合《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器》GB/T 14370最新版相關(guān)規(guī)定要求。

• 當(dāng)被加固構(gòu)件的表面有防火要求時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB 50016最新版規(guī)定的耐火等級(jí)及耐火極限要求，對(duì)膠粘劑和碳纖維復(fù)合板進(jìn)行防護(hù)。

• 預(yù)應(yīng)力張拉過(guò)程中，必須保證張拉的應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)要求，可在千斤頂部設(shè)置應(yīng)力應(yīng)變儀以監(jiān)控張拉應(yīng)力。

• 施工過(guò)程中必須保證張拉端、固定端支座中心線與碳板支座中心線平行或重合，保證后期碳板張拉過(guò)程中碳板全截面受力，防止出現(xiàn)碳板部分截面受力的情況(一邊緊一邊松) 。