預應力碳纖維板加固是一種主動加固技術(shù)，是將預應力技術(shù)運用在碳纖維板，形成了高性能的預應力碳纖維板加固系統(tǒng)。

多數(shù)預應力碳板加固系統(tǒng)由預應力碳板、配套結(jié)構(gòu)膠、錨固單元三大部分組成。其原理本質(zhì)上是對碳板進行張拉，同時通過錨固單元和結(jié)構(gòu)膠粘劑完成預應力的傳遞，同結(jié)構(gòu)形成新的受力平衡。

優(yōu)勢：

與碳纖維粘貼加固技術(shù)（被動加固技術(shù)）相比：

1）預應力碳纖維板可以提前發(fā)揮碳纖維板的強度，大幅提高利用率。

2）加固效果好，較大幅度提高構(gòu)件開裂載荷和屈服載荷。

3）當使用中的混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂紋后，采用主動加固方法能使構(gòu)件中的裂紋閉合。

卡本預應力碳纖維板系統(tǒng)實際案例

一、公路橋梁裂縫修復

• 病害：

經(jīng)現(xiàn)場檢查，左、右幅橋各跨梁體腹板、底板及翼緣板均存在開裂現(xiàn)象，其中腹板豎向裂縫最大寬度為0.40mm，鋼筋中心裂縫最大寬度為0.3mm；板底橫向裂縫最大寬度為0.37mm；翼緣板裂縫最大寬度為1.0mm。

• 加固方案：

1）采用張拉預應力碳纖維板的方式對梁體的翼緣板進行加固。在翼緣板的內(nèi)側(cè)布置7條預應力碳板，其中4條通長碳板（46m長），3條非通長碳板（邊跨10.18m、中跨13.6m）。在翼緣板的外側(cè)布置5條預應力碳板，其中3條通長碳板（46m長），2條非通長碳板（邊跨10.18m、中跨13.6m）。

2）采用張拉預應力碳纖維板的方式對梁體的底板進行加固。底板布置27條預應力碳板，間距為30cm。預應力碳板長度為：邊跨10.18m，中跨13.6m。

• 監(jiān)測及效果：

豐益橋預應力碳纖維板張拉過程，對每條每條碳板的張拉力值和每跨的撓度變形值進行監(jiān)測。橋梁的撓度監(jiān)測每跨布置6個點，左右翼緣板跨中各1個，底板跨中2個，1/4跨、3/4跨各布置1個。

全橋碳板張拉完畢3天后，各跨的翼緣板及底板跨中撓度值減小2mm，橋梁梁板整體向上起拱。說明預應力碳板已經(jīng)很好地參與到結(jié)構(gòu)的受力中去。

二、公路橋梁火災搶修

• 病害：

一輛裝載37噸樹脂固化劑的貨車因輪胎起火并引燃貨物，大火導致橋梁左幅第二孔橋跨的T梁、橫隔板、蓋梁及橋墩墩柱等主要結(jié)構(gòu)受力部位發(fā)生嚴重燒傷，混凝土多處剝落、鋼筋外露。

• 加固方案：

1）采用碳纖維網(wǎng)格加固系統(tǒng)對過火受損區(qū)域進行整體加固；

2）采用鋼箍套配合無機灌漿料對受損最為嚴重的橋墩進行增大截面加固；

3）在每根梁底布置3條預應力碳纖維板，對三根T型梁進行抗彎加固；

4）采用粘鋼法對部分受損橫隔板進行加固補強。

三、工業(yè)廠房修復

• 病害：

梁柱為現(xiàn)澆框架構(gòu)件，板為預制預應力混凝土雙T板。

1）雙T板的T梁上分布較多裂縫（跨中10米范圍內(nèi)裂縫間距為1m，梁端10米范圍內(nèi)裂縫間距為1.5m），裂縫貫穿底板且向腹板上延伸30-35cm，裂縫寬度為1-2mm寬。

2）雙T板整體下沉，已開裂T梁跨中撓度30cm左右，未開裂T梁跨中撓度25cm左右。

• 加固方案：

1）針對110mm寬的T梁,采用50mm寬、3mm厚的碳板。

2）針對30m的跨度以及裂縫分布情況，采用25m長的碳板。

3）針對現(xiàn)場的病害預應力碳板的張拉值設(shè)計為1000MPa（15t）。

四、民建地下車庫修復

• 病害：

地下室的出口位置，因為地上覆土太多引起樓板下彎，導致樓板和梁都出現(xiàn)裂縫。

• 加固方案：

1) 對原混凝土板構(gòu)件的裂縫進行注膠、封縫處理。注膠采用改性環(huán)氧樹脂類修補材料。

2) 對坡道底部的框架梁采用碳纖維布進行加固.

3)汽車坡道采用外粘預應力碳纖維板加固:

3.1）原構(gòu)件混凝土應鑿除至混凝土基層，對混凝土缺陷部位應鑿除至堅實基層，鋼筋腐蝕應進行除銹處理。

3.2）所有穿原構(gòu)件孔洞均用機械鉆孔，應避免損傷原有鋼筋。

3.3）加固后所有外露鋼板表面掛Φ3鋼絲網(wǎng)片,抹聚合物砂漿保護層，其保護層厚度不小于30mm。

總結(jié)：

通過案例可以看出預應力碳纖維板加固系統(tǒng)對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件主動施加預應力，顯著提高結(jié)構(gòu)承載力，在公路橋梁和工民建領(lǐng)域都有廣泛的應用并取得較好效果。

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