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碳纖維布加固橋梁受力分析
碳纖維布新材料的發現是土木工程發展新的推動力，碳纖維布加固法也被視為梁式橋加固補強、提高承載能力，尤其是當高度受限制時的優選加固方法，其施工工藝亦較簡單。今天，我們就來探討一下碳纖維布加固橋梁受力的特點。
1.將抗拉性能優良的碳纖維布用粘結材料粘貼到梁體底面或箱梁內壁上,使其與原結構布置的鋼筋一道共同承受拉力,以提高舊橋的承載能力。與其他加固方法相比，碳纖維布保證在設計荷載范圍內與原結構共同受力,且改變原有結構的應力分布程度小。
2.沿橋梁的主拉應力方向(或與裂縫正交方向)粘貼碳纖維布,兩端分別設置錨固端,可約束混凝土表面裂縫，防止裂縫擴大,提高構件抗彎剛度、減少構件撓度、改善梁體受力狀態。
3.應根據實際情況合理使用碳纖維布加固鋼筋混凝土梁式橋,因碳纖維布在加固混凝土構件時,在提高受彎承載力的同時還影響受彎構件的破壞形態。當碳纖維布用量過多時,構件的破壞形態由碳纖維被拉斷引起的破壞轉變為混凝土被突然壓碎破壞。還因碳纖維為完全彈性材料,它與鋼筋共同工作會減弱鋼筋塑性性能,碳纖維布用量過多,構件延性將有所降低。
4.碳纖維布加固后橋梁結構物后破壞形式變化為突然性(拉斷或剝離等脆性破壞),其承載力極限狀態應按碳纖維抗拉強度的2/3進行抗彎承載力計算,不能按普通鋼筋混凝土考慮。
5.碳纖維布可提高混凝土梁抗剪承載力,其作用機理類似箍筋,同時還能明顯改善構件的變形性能,增強構件的變形能力。

我們知道碳纖維布分為單向布和雙向布，用在建筑加固上的為單向布，那么，單向碳纖維布是如何成型的？
將大量的破纖維長絲沿一個主方向(通常是經向)均勻平鋪,用較少的破纖維絲將主方向上的碳纖維絲編織在一起,形成較薄的、以主方向上纖維受力的碳纖維織物。碳纖維單向織物的織造方法有多種,常見的有3種,即機織單向織物、無緯單向織物和整編單向織物。
機織單向織物是用徳國織機織造的,一般為徑向單向織物。無緯單向織物,即一般認為的單向織物,例如UD織物實際是一種預浸片材,是用特殊設備將碳纖維垂直交又鋪放為西層或多層,再用樹脂粘合,或者復合成一層薄膜、離型紙、纖維網格等。縫編單向織物是用徳國的縫編設備將纖維紗線按一個方向排列,用聚酯紗線縫編而成的織物。
單向碳纖維布經常被用來對混凝土、鋼或其它材料構件進行修復、加固和翻新。其抗拉強度可以達到3500MPa以上,為普通建筑用鋼材的十幾倍,而比重為1.8kg/m3,僅為鋼材比重的四分之一。
簡單一句話概括就是,碳纖維材料是一種高強輕質的高性能材料。
在加固鋼筋混凝土技術所涉及的材料主要有兩種:一是碳纖維布,二是粘貼材料，如悍馬碳纖維布，悍馬碳纖維膠。這門技術是將碳纖維布粘貼在鋼筋混凝土構件受拉表面,使強度非常高的破纖維布和結構構件有機結合形成整體,共同受力,從而達到修補裂縫或提高構件承裁力的目的。常用規格是12k 200g/m2和12k 300g/m2。
據了解碳纖維布加固技術在90年代在我國建筑工程和橋梁隧道工程領域中開始被應用，在早期其加固費用昂貴，碳纖維布加固技術的發展被限制，隨著我國科技實力的不斷發展，碳纖維布加固的造價不斷降低，使的碳纖維布加固技術日益成熟，其應用領域不斷增大，讓碳纖維材料在工程應用領域中得到了全面推廣。
碳纖維布加固混凝土柱：
采用碳纖維布對混凝土進行加固，其原理是利用了碳纖維的高抗拉強度和對混凝土的約束作用，使得混凝土處于三向受壓狀態，從而提高混凝土柱的極限承載力和壓縮能力。
碳纖維布加固混凝土梁：
根據實驗研究成果，碳纖維布加固梁的破壞形式有以下幾種：
1、界限破壞，當碳纖維和鋼筋的配置率適當，在受壓混凝土達到極限應變的時候，受拉區纖維剛好達到極限強度，此時材料的強度得到充分發揮，截面的延性也達值；
2、適筋破壞，鋼筋受拉屈服，受壓區混凝土被壓壞，碳纖維未達到極限應變；
3、少筋破壞，受拉鋼筋先達到屈服，然后碳纖維片材超過極限拉應變，并達到極限狀態而被拉壞，而此時受壓區混凝土尚未破壞；
4、超筋破壞，加固量過大，受拉鋼筋屈服前，受壓區混凝土被壓壞；
5、粘接破壞，在達到正截面極限承載力前，碳纖維片材與混凝土產生剝離破壞。
與此同時，碳纖維布加固在工程中已經有了很多的應用，卡本碳纖維布在上海證券交易所加固工程以及清華附屬中學等加固改造工程中得到了大范圍使用。在這些工程中它們所有的一個共同病害就是混凝土結構出現裂縫，為了防止裂縫處鋼筋與空氣接觸產生氧化，從而導致銹蝕，應對裂縫進行修補。對裂縫進行修補過后，在采用碳纖維布進行加固，大致過程如下：
1、首先按照圖紙要求進行定位放線；
2、采用硬毛刷對混凝土表面進行清理并將轉角處打磨成圓弧狀；
3、按設計要求裁剪碳纖維布；
4、涂抹底膠，粘貼碳纖維布，并沿著單向多次刮壓，涂刷面膠，并對碳纖維布進行防護；
5、待膠固化后，對粘貼碳纖維布進行驗收。
總而言之，碳纖維布加固技術與傳統的增大截面加固法、粘鋼加固法等相比，碳纖維布加固法具有抗拉強度高，耐腐蝕性好、自重輕、施工便捷等優點，為結構安全保駕護航。與此同時，碳纖維布加固除了對開裂的梁板進行加固處理之外，還可在戶型改造工程、房屋加層工程、地下室改造工程以及古建筑的修復工程中應用。

碳纖維布加固的特點
1、引言碳纖維布加固法是一種新型的結構加固技術，它是利用樹脂類膠結材料將碳纖維布粘貼于混凝土表面，并與結構形成整體受力體系，增強被加固結構的抗彎或抗剪能力，從而達到對結構補強加固及改善結構受力性能的目的。
碳纖維布加固補強法，始于二十世紀八十年代美、日等國家，目前是國際土木工程領域開發研究的一個熱點。我國是在1997年才正式開始對碳纖維類加固技術進行研究的，并在1998年開始了實際的工程應用。
2、碳纖維加固特點
強度高,與傳統的混凝土結構加固技術相比，碳纖維布加固法具有很明顯的優越性：碳纖維材料具有優異的物理力學性能，其抗拉強度高于普通鋼材的10倍，極適合于鋼筋混凝土結構的加固補強；其輕質柔軟，適用面廣，施工便捷，尤其是可在不中斷交通時進行加固施工；加固厚度小，可不增加原結構的恒載，特別適用于建筑高度受限制情況下加固補強；同時還具有良好的耐久性及耐腐蝕性等。
不增加恒載及斷面尺寸碳纖維布的自重僅為200～300克／平方米，設計厚度為0.111—0.167mm，加上環氧樹脂系列的粘結材料的自重也很輕，對整個結構重量及橋下凈空的影響微乎甚微，可忽略不計。同時，碳纖維布可以多層粘貼。根據補強的要求，碳纖維布可以在一個部位重疊粘貼，充分滿足補強的要求。這一優點更是傳統補強方式所難以比擬的。
施工簡便
碳纖維布柔軟，對被補強物沒有形狀要求，無需預制材料、大型施工機械和現場固定設施，并且工期短。采用碳纖維布加固補強，對原結構不產生新的損傷碳纖維布加固補強系采用碳纖維膠粘結材料進行粘貼，不需要設置錨固及開鑿混凝土等，因而不會對已經損傷的結構產生新的破壞，更可避免鉆孔時與結構內原有鋼筋和預應力素發生沖突而引起新的問題。能有效地封閉混凝土的裂縫
碳纖維布(片)粘貼在混凝土的表面，不僅封閉了混凝土的裂縫，其高強高模量的特性還約束了混凝土結構裂縫的生成與擴展，改變了裂縫的形態，使寬而深的裂縫變成分散的細微裂縫，從而提高了混凝土構件的整體剛度。
碳纖維布具有優良的耐化學腐蝕性碳纖維布是一種復合材料，幾乎無腐蝕性和磁性以及具有較好的耐熱性，不僅能經得起水泥堿性的侵蝕，而且當應用于經常受鹽害侵蝕等腐蝕性環境時，其壽命也較長（200年）。因而碳纖維布加固法，在不利環境下較其它方法更顯出其優異性。
不影響結構的外觀碳纖維布的厚度很薄，粘貼固化后其表面還可以涂刷一層與原有結構外觀顏色一致的涂料，而不影響結構的外觀。

碳纖維加固相信大家都不會陌生，作為一種新型的加固方法，碳纖維布輕質高強，施工簡便的特性。在建筑加固行業中，碳纖維加固技術越來越火，
其在混凝土加固中，在混凝土梁、板、柱、橋墩等工程結構中都能看到碳纖維的身影。作為一種新型的加固方法，與傳統加固方法相比，原來還有這么多的優勢。
下面恒固就中肯的為大家介紹一下碳纖維布加固的優勢和局限性。
碳纖維布加固技術的優點
碳纖維布加固技術這幾年在建筑加固業內躥紅，正是由于它有以下優點。
1、采購成本低廉，也能從根本上降低工程造價；
2、因為產品質量輕，密度比較低，在重量上所占不大比重，碳纖維布方便簡潔，可以像布一樣被裁剪，從而提高施工的效率；
3、碳纖維布可以根據需求進行多層粘貼，但不可超過4層; 養護十分簡單，一般情況下只需要加固一次，后期建筑不會產生任何問題。
4、在使用的過程當中基本上不會讓原來的固件尺寸發生明顯的改變，同時又不會影響到原來產品尺寸大小的材料。
5、碳纖維布加固時不需要動用大型機器。
6、碳纖維布是綠色、環保型的材料，具有耐腐蝕、耐久、耐濕熱老化、耐儲存等性能。
碳纖維的優質性能，在鋼結構加固中得到了應用，而且它的應用很廣泛。碳纖維加固分為碳纖維布加固和碳纖維板加固，無論是布還是板加固也好，都能發揮出碳纖維材料的優勢。
碳纖維布加固優勢明顯，局限性也要知道。
碳纖維布加固的局限性
碳纖維布加固技術也一樣，有它的局限性。但是碳纖維復合材的性能還在不斷的提升中。
1、施工環境溫度在5～35℃范圍內，相對濕度不大于70%。
2、碳纖維的抗拉彈性模量相對其強度過低，其與鋼筋共同工作時，當鋼筋完全發揮強度時CFRP才發揮出不到20%的強度，從而在結構的適用荷載內無法充分利用碳纖維的強度。
3、目前碳纖維布市場魚龍混雜，普通難以辨別優劣，還需要專業人士區分。
4、目前的加固手段是將CFRP非常緊密地粘貼到試件的表面，當試件的表面有一定的曲率時，CFRP在受拉的同時還將受到一個由曲率引起的剝離應力。
5、粘貼碳纖維布的時候，如果收到的力超過了極限值會出現斷裂。
碳纖維布加固能這么火，就說明了它在很多方面已經勝過傳統加固方式。
在建筑加固時，要選擇合適的加固方法，選加固材料的時候要看它適不適合目前工程，還要看材料的質量如何，這些都是會影響到建筑加固的質量。