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發布時間：2021-09-08 14:51

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預應力碳纖維布加固原理

1、預應力碳纖維布加固方法

預應力纖維布加固系統由三部分組成：錨具、碳纖維布、碳纖維膠。其工作原理是將纖維布張拉至設計值，用粘結材料將其粘貼到混凝土板梁的受拉面，使其與混凝土結構共同受力利用碳纖維材料良好的抗拉強度，達到增強構件承載能力及強度的目的。

2、預應力碳纖維布施工工藝

（1）施工準備：在加固表面按照設計施工放樣，準確確定預應力碳纖維布和兩端錨具位置。放樣采取鋼尺定位，根據支座位子確定實際鉆孔以及混凝土清理位置。

（2）混凝土粘貼表面處理：橋梁鋼筋混凝土結構長期直接暴露在頭一定濕度的空氣中，在粘貼碳纖維布加固施工中，需打鑿掉脆化疏松層，提高粘結力。（4）安裝錨具支座與預應力碳纖維布：將錨固板安裝至張拉板上，調整張拉鋼板，使碳纖維布的縱向軸線通過錨具中線，以保證碳纖維布截面內力分布均勻。對混凝土粘貼面的脆化疏松層，應采用硬質金剛石磨輪打磨掉且完全露出新面，并用鋼絲刷清楚輸送浮層。為了保證預應力碳纖維布與混凝土之間的設計間隙，實現碳纖維布受力張拉時平直均衡無阻礙，對混凝土高凸面應采用金剛石打磨片打磨，對混凝土低凹面應采用環氧修補膠修補。假如粘貼時混凝土濕度較大，對混凝土粘貼面尚須進行人工干燥處理。

（3）鉆植膠錨螺栓：施工放線次啊要鋼筋探測儀標定螺栓鉆孔位置，假如遇到鋼筋需移位，應通知技術人員記錄編號，并安排現場修整支座板安裝孔。6、涂裝根據需要可在樹脂固化后加固補強構件表面，涂刷耐火涂層和色彩。采用電錘鉆孔時應保證鉆孔中心線與混凝土梁面垂直，鉆孔中心位置偏差不超過3mm。采用化學膠管或植筋膠植入螺栓時，應保證孔內膠液飽滿且螺栓垂直于梁面。

（4）安裝錨具支座與預應力碳纖維布：將錨固板安裝至張拉板上，調整張拉鋼板，使碳纖維布的縱向軸線通過錨具中線，以保證碳纖維布截面內力分布均勻。安裝時應輕拿輕放，盡量不要使碳纖維板受到碰撞，以免損壞碳纖維板。待調整好平整度后，將碳纖維布的兩端固定在錨固板上，取下另一段的錨固板，放置在干凈的塑料布上，以便于在梁上涂刷浸漬膠。將配置好的浸漬膠均勻涂刷在構件的粘貼面，應保證涂刷厚度均勻。

（5）張拉預應力碳纖維布與壓緊條安裝：將錨固板安裝在構件的另一端的張拉板上，軸承壓在錨固板上，安裝千斤頂并調整處于水平位置，加壓張拉至設計張拉應力值的15%，刻錄錨具張拉移動起始線。加壓張拉至設計張拉應力值的30%，檢測錨行程位移是否對應預張拉時的刻錄線。但實際加固施工中為了方便施工，一般采用纖維方向與構件縱軸垂直的方法進行加固處理。分段加壓張拉至設計張拉應力值的50%、70%、90%、，檢測錨具行程位移是否滿足理論伸長量的要求，按規范要求張拉端錨具行程位移與理論伸長量誤差應不大于±6%。加壓或減壓時，千斤頂行程速度應控制在20mm/分鐘以內，嚴禁快速沖、放千斤頂行程。所有張拉都應在碳布膠適用期內完成。當張拉應力值和張拉端錨具行程位移滿足要求后，將拉桿上面的鎖固螺栓扭緊到位，使錨固端的碳纖維布與混凝土梁表面緊密結合，停頓5分鐘沒有其他異常情況后在碳纖維布表面再刷一層浸漬膠，使碳纖維布完全被樹脂浸潤，并用刷子沿纖維方向擠壓，除去碳纖維下面的水泡。隨后在錨固區域粘貼附加錨固U型箍或壓條，壓緊條安裝時需與混凝土面保持1cm左右的縫隙以防止剝離破壞，之后拆除千斤頂和錨具張拉支架。

（6）固化養護與拆卸夾具：應碳纖維布在施工環境溫度和材料特性合理控制固化時間，當施工環境溫度低于25℃時，固化時間相對延長。多層粘貼時，待碳纖維布表面膠液達到指干立即進行下一層施工，若延誤一小時，必須等12小時后在施工。在浸漬膠凝固后，檢查碳纖維布的粘貼質量，在構件上覆蓋一層塑料薄膜，養護后松開張拉機具，裁除多余的碳纖維布，將張拉機具卸除。

碳纖維板加固的優勢

碳纖維板受力效果好

《混凝土結構加固設計規范》明確規定一級碳纖維布和碳纖維板在重要構件中的抗拉強度設計值分別為1600MPa、1150MPa，我們以10cm寬300g碳布和1.2厚碳板為例來說：

10cm碳布計算的拉力為1600*100*0.167（300g碳布厚度）=26720N。

10cm碳板計算的拉力為1150*100*1.2=138000N。

從計算結果我們可以看出粘貼一層相同寬度1.2mm厚的碳板是粘貼一層300g碳布所能承受拉力的5倍多。

強度利用率良好

上面我們提到一級碳布在重要構件中抗拉強度設計值為1600MPa，一級碳板在重要構件中抗拉強度為1150MPa，而一級碳纖維布的極限抗拉強度和一級碳板的極限抗拉強度分別為3400MPa、2400MPa。