碳纖維在橋梁工程中的應(yīng)用
碳纖維作為一種性能優(yōu)異的新型高性能材料,目前在航空航天、國防軍工、汽車工業(yè)、電子工業(yè)、機械化工、民用體育等眾多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。在橋梁建筑工程領(lǐng)域,碳纖維應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩方面:一是在橋梁加工設(shè)計時采用碳纖維及其復(fù)合材料,提高水泥、瀝青鋪裝路面耐久性、耐腐蝕性等;而是對于已有橋梁建筑結(jié)構(gòu),采用碳纖維材料進行結(jié)構(gòu)補強。
目前橋梁結(jié)構(gòu)大多采用混凝土橋、金屬鋼結(jié)構(gòu)橋以及鋼-混凝土結(jié)合橋,由于受到自然環(huán)境以及過橋機械載荷長期影響,會發(fā)生板梁開裂、內(nèi)部金屬腐蝕等系列問題,從而對安全帶來嚴重隱患。
碳纖維在橋梁工程領(lǐng)域主要應(yīng)用如下圖所示:

?????? 碳纖維鋼筋:是面向新建橋梁的結(jié)構(gòu)材料,具有高耐腐蝕性,因此可以帶來更長的使用壽命和更高的結(jié)構(gòu)強度,并可降低材料費用。
碳纖維鋼索:吊橋、斜拉索橋使用的鋼索高耐腐蝕性,高強度、高剛性,以及大幅降低重量,可以帶來更長使用壽命。
碳纖維積層板及斷裂處連接:通過使用碳纖維積層板進行結(jié)構(gòu)補強,對應(yīng)交通流量增大帶來的負荷和損傷、劣化的修補。
碳纖維補強布:通過碳纖維編織布及UD進行結(jié)構(gòu)補強和提高抗震性,提高負重能力,繼而減少龜裂和傾斜。
碳纖維水泥:水泥中加入碳纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進行強化和修補,提高負重能力繼而減少龜裂,提高耐腐蝕性。
碳纖維基層板及斷裂處連接:通過使用碳纖維積層板進行結(jié)構(gòu)補強,減少變形及龜裂。
碳纖維網(wǎng)格:提高水泥、瀝青鋪裝路面的耐久性,可以對應(yīng)高強度路面,機場滑行道以及薄型鋪裝路面等特殊需求。
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