碳纤维布范文第1篇

2、底胶涂布。(1）加强混凝土与纤维布或修补胶之间的粘结性，底胶能够浸入混凝土，增加混凝土的表面强度。(2）施工环境温度应不低于5℃，湿度应不高于85%，混凝土表面含水量应在10%以下的干燥状况。(3）一次配胶量不宜过多，一般情况配制好后在45- 60min内用完；胶的搅拌时间不宜过长，以3min为宜。(4)涂胶采用滚轮毛刷均匀涂敷，涂敷量由底胶的品种和混凝土表面状况而定，底胶的浓度较低，一般用量标准为0.25一0.3kg/m2；底胶应涂敷1-2道，如混凝土碳化严重，浸透量大时，需增加涂敷次数。

3、修补胶修补混凝土。(1)保证施工面平整，对混凝土面凹凸、孔洞及高差修整。(2)底胶指干后立即修补，如时隔10日以上，使用修补胶前须用砂纸打磨做表面处理；如遇蜂窝麻面，在混凝土表面应全面涂敷修补胶。

4、浸渍胶涂底。(1)必须使浸渍胶充分浸透，采用专用滚轮单向滚压纤维布，起拱部位和角落部分容易产生空气滞留，使用专用带齿除泡滚筒除去滞留空气。(2)固化时间，每次胶的混合量应以在施工时间内要涂布面积计算，搅拌必须充分，应特别注意混合容器的底角部分难搅拌处。(3)涂敷应均匀，涂敷胶量以浸透纤维布为标准，胶不宜多，多余胶用专用设备挤压出来，涂敷量视混凝土表面状况和纤维布规格不同而不同，一般一层用量为0.5-0.7kg/rm2。

5、粘贴纤维布。(1)施工注意事项：必须确定受力方向，纤维粘贴方向与受力方向一致，不能弄错；纤维布一定要铺设平整，不能褶皱，不能弯曲；浸渍胶必须用专用滚压轮滚压浸透，并排除气泡。(2)裁剪尺寸须包含纵横向重叠部分，剪裁下的碳纤维不能折叠，粘贴前必须卷滚在半径R≥80mm的圆滚上，免折损；裁剪好的纤维布，若当天用不完，应放置在无尘、干燥、无日光直射处密封保管。(3)纤维布必须沿定位线粘贴，多层粘贴应逐层进行，必须待第一层固化后再粘第二层，不得一次粘贴多层纤维布；在一处粘贴多块纤维布，应先粘中心的一块，然后向两边扩展；碳纤维布在外凸角粘贴时，不要让纤维布受折损伤；在内凹角粘贴时，采用半径相同的橡皮滚轮，挤压凹角，以免扯离力使凹角处纤维址起；滚压时沿受力方向滚压不要往返用力。(4)纤维搭接长度。在纤维方向一般规定为100mm；与纤维垂直方向两块之间无须搭接；在粘贴的纤维布面积中间，若有开口设备、铁板等阻挡时，纤维布的剪裁应事先计划，并对这些削弱的部位做好补强准备。(5)养护。纤维布粘上后，用塑料布覆盖24h以上进行养护。平均温度10℃以下，初期固化时间约2d;平均温度10～20℃，初期固化时间约1-2d；平均温度在20℃以上时，初期固化时间约1d。

6、浸渍胶上涂。(1)目的：表层保护，或为下一层纤维布的粘结作准备。(2)上涂后到固化前，检查纤维布有无浮起、鼓胀或剥落，若有应立刻修整。(3)浮起、鼓胀部分，在未固化前，用脱泡滚朝纤维方向推碾，将气泡排出去；若浮起、鼓胀已经固化，可采取开排气孔，用注射器灌胶充填。

7、表面涂饰。(1)目的：避免树脂胶白化现象。表面浸渍胶受紫外线、臭氧影响会产生老化和白化。(2)有耐火要求时，需用石棉灰浆或水泥砂浆抹面（可在浸渍胶固化前，在纤维布表面粘豆砂石子糙化）。(3)需要缓冲车辆等冲撞碳纤维表面时，可设置砂浆防护层或挂网浇筑一层高强混凝土处理，使防护层和纤维布得到充分的附着强度。(4)如有彩色美化装饰要求时，可用彩色胶或彩色涂料。

碳纤维布范文第2篇

关键词：结构加固；碳纤维布；胶粘剂；粘贴；施工控制；

随着社会的快速发展，在建筑业中有越来越多建筑结构需要提高承载力及延长寿命，目前一种比较新型的结构加固技术，利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，采用碳纤维布加固的优点在于以下几点：1、碳纤维具有强度高，自重轻的优点，如高强度Ⅰ级单向织布，抗拉强度标准值≥3400MPa，是普通钢材的10倍，单位面积质量≤300g/，密度只有普通钢材的1/4。2、施工方便快捷，适用范围较广，施工工期较短，自重轻基本不增加结构自重及截面尺寸，便于裁剪，柔性较好，适合各种形状。3、易于操作，经济效益较高。

我国碳纤维加固的应用实践先于理论，相关的技术不十分成熟，当前只有GB50367-2006《混凝土结构加固设计规范》、CECS146：2003《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》推荐给工程设计、施工、检测、使用单位采用。为确保碳纤维布加固结构技术应用的工程质量，结合工程加固实际状况来介绍碳纤维布加固应用及施工控制技术。

1、工程概况及方案的选择设计

某公建综合大楼为20层框剪结构，框架梁柱采用HRB400级钢筋，由于四层的使用功能的改变，导致荷载增大使四层的局部梁将不能满足设计要求而需要加固。根据实际情况，设计了四种方案：1、采用钢筋混凝土将梁截面加高，但施工复杂进度较慢，且减少了空间尺寸。2、采用预应力加固梁截面，由于空间限制，所用的施工设备无法完成，且不经济。3、采用贴粘钢板或碳纤维加固，二者施工都方便易操作，施工工期短，但碳纤维抗拉强度比钢板高很多且耐腐蚀性好。经过方案论证和经济技术可行性比较，最终采用梁下碳纤维材料进行加固，梁的负弯矩处采用贴粘钢板加固。

梁的跨度为12m，b×h=400×750，HRB400级钢筋，梁底受拉钢筋面积ASo=2122mm2，，,受压A'So=982，混凝土强度等级为C35，梁底最大正弯矩为M=670KN.m，梁的抗剪能力满足设计要求，由于新楼还没有投入使用，上面无活荷载。

采用《混凝土结构设计规范》GB50367-2006第9.2.3条进行正截面抗弯加固计算：

M≤a1fcobx(h-x/2)+f 'yoA'so(h-a')-fyoAso(h-ho)

670×106≤1.0×16.7×400x(750-x/2)+360×982(750-35)-360×2122×(750-715)

所以x2-1500x+13295.3=0 解得 x=94.6 ≥2a'

因新建大楼无活荷载，不考虑二次受力影响，取Σfo=0

Φf=(0.8Σwh/x-Σw-Σfo)/Σf=（0.8×0.0033×750/94.6-0.0033-0)/0.01=1.76

当φf＞1.0时，取φf＝1.0

又有规范GB20367-2006第9.2.3-2式得：

α1fcobx=fyoAso+φfffAfe-f'yoA'so

1×16.7×400×94.6=360×2122+1.0×2300Afe-360×982

Afe=96.32

预估计采用0.167规格的碳纤维布，则应粘贴的碳纤维布，宽度为B=96.3/0.167=576.6＞400

取二层粘贴纤维布，根据规范GB20367-2006第 9.2.4-1、9.2.4-2有 Af=Afe/km

Km=（1.16-nfEftf）/308000=（1.16-2×2.3×105×0.167）/308000=0.91

因km≤0.9 取km=0.9Af=96.3/0.9=1072

实际宽度为Bcf=107/2×0.167=320

因此选用高强度Ⅰ级碳纤维布厚度0.1672层，宽350规格的碳纤维布即可满足要求。

构造要求：为了加强梁底碳纤维布的锚固及增加梁的抗剪能力，在梁端每侧粘贴250宽U型粘贴的粘贴高度应至板底面，并在上端粘贴纵向碳纤维布压条，宽度为100。

2、碳纤维布及加固用胶粘剂的控制

为了能保证结构加固工程的安全可靠性，首先确保所使用的碳纤维布、胶粘剂质量的可靠性。按照设计要求，选用碳纤维布和胶粘剂。进场时应提供国家质量监督机构提出的型式检验报告。根据施工单位与监理单位共同确认的抽样方案，进行现场见证取样，并进行送检。取样时应对外观质量进行检查，主要项目有：

①纤维排列均匀，不能有皱褶，小束应直顺，不得有零乱歪斜现象。

②尺寸偏差长度不准出现负偏差，宽度允许偏差在±0.5%。

③不得有断经缺纬脱纬现象。

根据设计方案的设计计算所使用的参数，主要有Ef( 碳纤维受拉弹性模量)、f f（碳纤维抗拉强度设计值）胶粘剂的粘结强度，结构胶粘剂主要承重结构构件粘结，长期承受设计应力和环境作用，所以其主要承受抗拉抗压抗剪等作用。因此材料进场后，抽样送检，做针对性的性能指标材料复试检验，在材料进场时做了如下复试检测，符合要求后再使用于本工程：

1碳纤维布现场检测指标（高强度Ⅰ级）

检测项目 计量单位 技术要求 检测结果 单项评定

抗拉强度标准值 MPa ≥3400 3443 合格

受拉弹性模量 MPa ≥2.4×105 2.59×105 合格

伸长率 % ≥1.7 2.32 合格

2碳纤维布浸渍胶粘现场检测指标(A级胶)

性能项目 技术要求 检测结果

抗拉强度MPa ≥40 59.5

受拉弹性模量MPa ≥2500 2899

伸长率% ≥1.5 2.0

抗拉强度 ≥7.0 76.1

钢一钢拉伸抗剪强度标准值MPa ≥14 16.6

3底胶的现场检测性能指标

性能项目 技术要求 检测结果

与混凝土的正拉粘结强度MPa ≥2.5且为混凝土内聚破坏 4.0混凝土内聚破坏

钢-钢拉伸抗剪强度MPa ≥14 7.1

3、施工过程控制：

3.1施工流程：

1准备工作2基层处理3涂敷基底胶4绘制碳纤维布的布设图5裁剪碳纤维布6铺贴基准放线7确认基底胶面状态8搅拌浸渍胶脂9涂浸渍胶10铺贴碳纤维布11表面涂浸渍胶12二层粘贴碳纤维布重复7~11。

3.2碳纤维布加固施工过程的要点：

碳纤维布加固施工过程，主要是基层的处理和碳纤维布的粘贴过程，如果这两个过程控制不当，将直接影响加固的效果，所以在施工前对操作人员技术人员进行认真的技术交底，对每道工序严格按照方案和规范要求执行。混凝土结构的表面强度较低或污染较重，它与纤维布的粘贴强度就会很低，易发生脆性的剥离破坏，使得纤维布不能充分发挥作用。

3.2.1混凝土结构的表面处理：

①清除加固区域混凝土表面所需加固部位的剥落、疏松、蜂窝等劣化混凝土，露出混凝土结构层，如有严重凹凸不平处，用专用修复，再用手提砂轮机磨平。

②将被粘贴的混凝土面打磨坚实平整，除去表面浮浆，油污等杂质直至露出混凝土新面，特别模板接缝处需打磨平整、圆滑、自然，不得有急弯或凸出，在梁的阳角处另需磨掉棱角打磨成R≥20弧形角。

③确保处理好的混凝土表面保持干净干燥。不得有灰尘油污等二次污染，否则应重新进行处理，下道工序施工前应用吹风机将混凝土表面清理干净。

3.2.2涂刷底层树脂的控制要点

①将底涂的主剂和固化剂严格按厂家工艺规定的配比进行计量称取，置于干净容器内搅拌均匀，一次的配制量以在可使用时间内用完为准（根据施工时的环境温度，常温一般控制在40分钟内），根据现场实际气温来决定配制量，并要严格控制使用时间。

②施工前再次对加固区域混凝土表面作好仔细检查，确保表面干净干燥，施工时用滚筒或毛刷含底涂树脂，在被粘贴混凝土表面均匀涂布，并注意涂布时不得留下空洞或漏涂，涂层厚度应均匀。

③等待胶固化后，固化时间应根据施工现场气温确定，以手指触感干燥为宜。底涂树脂达到指触干燥后，尽快进行下一步施工。

3.2.3粘贴面不平整修复的控制要点

①仔细观察混凝土表面，查找是否存在凹阴角部位等缺陷，划出需要修补的区域。

②按厂家提供的材料工艺规定配制找平树脂。

③对需要修补的凹陷部位用找平材料填补密实、平整，尽量不应有棱角或凸起。

④将转角或阴角部位用修复材料修理成光滑的圆角，半径不应小于20。

⑤将修复后的粘贴面再进行平整打磨一次，并清理干净待用。

⑥宜在找平材料指触干燥后尽快进行下一道工序的施工。

3.2.4粘贴碳纤维布的控制要点

①将碳纤维布用剪刀依据设计尺寸裁切并小心放置，避免弄脏和损坏。同时在加固粘贴区域按设计尺寸进行弹线，确保粘贴位置准确无误。

②将浸渍树脂的主剂及固化剂按规定比例称重后搅拌均匀待用，一次配制不宜过多，应于40分钟内用完。

③用滚筒或毛刷含浸渍树脂在混凝土表面所粘贴区域均匀涂布，涂布时应注意浸渍胶不宜过多或不足，以免引起涂布不均或漏涂。在搭接捌角部位处适当多涂抹一些。

④将碳纤维布平顺地贴合在均匀涂布浸渍胶的加固混凝土面上，碳纤维布的搭接长度不小于100。

⑤粘贴时开始用手轻压，用滚轮沿纤维方向单向反复滚压碳纤维布，使得浸渍胶充分浸透碳纤维布并除去碳纤维布中残留气泡，滚压时不得损伤碳纤维布，拱起部位及角落容易产生气泡处须用刮刀小心除泡。

⑥在已贴好的碳纤维面层上，用滚筒含浸渍胶重复滚压使碳纤维表面浸润良好。后续施工须待碳纤维粘贴30分钟以上时间方能进行，并注意是否有浮起或错位现象，若有则应用滚轮或刮刀压平修正。

⑦在粘贴二层碳纤维布的部位重复3~6步骤。并在碳纤维布表面均匀涂抹浸渍树脂胶。

⑧如果需要在已粘贴好的碳纤维布表面进行粉刷，为了方便后道工序粉刷牢固则应当在最后一遍浸渍胶初凝前粘撒黄砂或绿豆砂，以使表面毛糙，待糙化表面固化后抹5~10水泥砂浆。

3.3碳纤维施工质量检验及施工效果

每一道工序结束后及时按照工艺要求进行检查，如出现质量问题立即返工处理，做好相关的验收记录。施工温度宜在5~35度范围内，相对湿度不大于70%。

施工结束后的现场质量检点是碳纤维布与混凝土之间的粘结，用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面，根据回音来判断粘结效果，是否出现空鼓、粘贴不密实的现象。总有效粘结面积不应低于95%，当碳纤维布的空鼓面积小于100002时，可采用针管注胶的方式进行补救，当空鼓面积大于100002时，宜将空鼓处的碳纤维布切除重新搭接贴上等量的碳纤维布，搭接长度应不小于100。【2】

对现场施工质量自查合格后委托具有资质的南京工业大学南京工大建设工程技术有限公司进行现场碳纤维布与混凝土的正拉粘结强度试验，随机抽取一组。

碳纤维布正拉粘结强度检测结果如下：

序号 抗拉强度 抗拉强度平均值

1 2.97 3.01

2 3.14

3 2.93

本综合楼采取碳纤维加固方法施工，从准备到完成只用15天，没有出现任何质量问题，满足了工程的使用功能，达到了良好质量效果。

4、 结语：

通过碳纤维布加固施工实践表明，应用本施工技术是成功的，但在施工过程中应特别关注下列关键技术措施：

1、施工所用的碳纤维布和胶粘剂的质量必须符合设计技术要求。同时须对纤维布与胶粘剂相适配性和安全性进行检验，否则就会导致结构加固工程失败，造成更大的危害。

2、 碳纤维布与混凝土的粘剂质量必须高度重视，首先保证被粘贴的混凝土强度不得低于C20，在粘贴碳纤维布时必须浸透使碳纤维布内和层间达到设计的粘结强度，才能充分发挥碳纤维布的抗拉强度，才能确保承重结构加固后的安全可靠。

参考文献：

1、 GB50367-2006《混凝土结构加固设计规范》

碳纤维布范文第3篇

关键词：碳纤维布；混凝土空心板；加固工程

Abstract: the article introduces the carbon fiber cloth in the application of bridge reinforcement. Through engineering examples, confirmed that the carbon fiber cloth in the practical application of bridge reinforcement and the feasibility of the project. Carbon fiber cloth is a kind of good performance of the new type composite materials. USES stickup carbon fiber strengthened repair reinforced concrete structure, brick masonry structure, have high strength, not increase structure self-respect, even tension, no distortion; Excellent durability and corrosive; Construction site not wet homework, construction is convenient; Period than traditional reinforcement method greatly shorten and many other advantages. Thus, the structure reinforcement renovation field, the advanced reinforcement technique got rapid development.

Keywords: carbon fiber cloth; Concrete hollow slab; Reinforcement engineering

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

碳纤维布已在混凝土构件、木结构等加固工程中得到广泛应用，碳纤维除了具有抗拉强度高，耐酸碱，易粘贴、不增加结构自重及截面尺寸，施工质量易于保证等优点以外,由于碳纤维布可弯曲缠绕成型，在桥梁加固空心板底粘贴碳纤维布效果更佳。

质量检验所有进场材料，包括碳纤维片材和胶结材料，应符合质量标准，并具有产品出厂合格证，其各种性能指标及技术参数均应符合本工程加固补强设计要求，适合现场温度、湿度条件。这是保证工程质量的前提。各工序的施工质量，由施工员负责指导、监督。每一工序完成后项目部进行自检，确认合格并提请监理检查认可后才能进行下道工序，否则必须返修至合格为止。

卸荷由于碳纤维布弹模与钢筋相近，故加固前应对所加固的构件尽可能卸荷，来减少混凝土的变形，在最大荷载作用下，同时进入承载能力极限状况，空心板上无任何荷载。

施工工艺

搭设工作平台该桥第六、七、八、九孔距离地面较高，采用脚手架制作稳定骨架，在其上面铺设架板，四周设安全防护网，以便确保施工安全。

定位放线 首先认真阅读设计施工图，结合现场，明确要加固的结构范围及部位。然后弹出要加固部位的纤维位置线，为便于混凝土基层处理，每边位置线应适当放大2～3。

空心板底表面处理按设计要求，对存在裂缝的部位，进行封闭处理，缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行涂抹封闭；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。用混凝土角磨机、砂纸等机具去除待加固部位的混凝土表面风化层，并凿毛，露出新茬。施工面总体上要平整，并保持干净。对被加固构件表面的浮渣、装饰层等予以清除；对于炭化的混凝土及混凝土表层出现剥落、疏松、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除，对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复。严重不平的地方，应分多次修补。除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，板与板之间不平转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状(R≥10mm)。用吹风机将混凝土表面清理干净，并保持干燥。对于湿度较大的混凝土构件，应先进行人工干燥处理，然后再进行打磨处理。

涂刷底层树脂并找平按主剂∶固化剂=2∶1的比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用弹簧秤计量，电动搅拌器均匀搅拌，根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间。一般情况下1h内用完。用滚筒刷将底胶均匀涂刷于混凝土表面，待胶固化后(固化时间视现场气温而定，以指触干燥为准)再进行下一工序施工。一般固化时间为2～3d。 在底层树脂表面指触干燥时，就可以对基层进行找平处理。混凝土表面凹陷部位应用FE胶填平，模板接头等出现高度差的部位应用FE胶填补，尽量减小高度差。转角处也应用FE胶修补成光滑的圆弧，半径不小于10mm。将界面树脂均匀涂刷在施工面上，不可有遗漏。待其不粘手时，用修平树脂找平施工面。要求施工基面平整。

粘贴 按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布，除非特殊要求，碳纤维布长度一般应在3m之内。调配、搅拌粘贴材料FR胶(使用方法与底胶FP相同)，然后均匀涂抹于待粘贴的部位，在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。 粘贴碳纤维布，在确定所粘贴部位无误后剥去离型纸，将碳纤维布拉紧展平，并铺在涂有浸渍树脂的基面上，然后用特制滚子反复沿纤维方向滚压，排除布与树脂间的空气，并使浸渍树脂完全浸透碳纤维布。若发现有空气，应采取措施排除空气。要求滚压之后的碳纤维布要平直，同时布与树脂间无气泡。多层粘贴应重复上述步骤，待碳纤维布表面指触干燥方可进行下一层的粘贴。在第二层碳纤维 布粘贴完毕后，待其表面指触干燥后在其表面均匀涂抹FR胶。 碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm，碳纤维端部固定用横向碳纤维或粘钢固定。

碳纤维布粘贴的质量检验标准：

a.浸渍胶浸入碳纤维束良好；

b.碳纤维布粘结密实；

c.片材无滑移、翘起、松脱现象；

d. 顺纤维方向搭接长度不小于10cm；

e. 碳纤维布规格、贴片位置、长度、宽度、纤维方向、层数应符合设计规定。

养护加固后的碳纤维表面采取喷放火涂料进行保护。养护7天后，表面涂刷具有抗老化及耐腐蚀性能的防护层。最后做表面装饰层，使之与周围的混凝土相一致。

施工安全注意事项

在树脂固化期间，应避免对碳纤维片材的扰动。

粘贴空鼓率≤5％，且单个空鼓面积≤100c若大于100c,宜将空鼓处的片材切除，重新粘贴。

碳纤维材料为导电材料，施工时材料应尽量远离电气设备及电源。

树脂的配制和使用场所，应保持通风良好。

施工人员应根据现场使用树脂材料采用相应的劳动保护措施。

6结语碳纤维自发展以来，已在混凝土构件、木结构等加固工程中得到广泛应用，同时也取得了一定的经济效益和社会效益。碳纤维除了具有抗拉强度高，耐酸碱，易粘贴、不增加结构自重及截面尺寸，施工质量易于保证等优点以外,由于碳纤维布可弯曲缠绕成型，对各类曲面、异型构件加固优势更为显著。

参考文献

［1］卢亦焱．钢纤维混凝土材料及其在路面工程中的应用．公路，1999，4

碳纤维布范文第4篇

关键词：碳纤维布，旧桥加固，斜桥

Abstract: The carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) is widely used for structure strengthening owing to its advantages of lightweight, high strength, high efficiency and easy construction. The skew bridge structure is also a very common type of structure, and the mechanical characteristics of the skew bridge is also different from any conventional of orthogonal of the bridge. In the light of the specific conditions of a problem bridge, the CFRP is selected for strengthening of the bridge. After the comparison the bearing capacity of the bridge before and after it is strengthened we found that the capacity of the bridge had been improved greatly after it is strengthened, and reinforcement effect is obvious.

Key words: carbon fiber-reinforced polymer, bridge strengthening, skew bridge.

中图分类号: U448.41文献标识码：A文章编号：

0 前言

碳纤维布( CFRP) 具有自重轻、强度高、抗疲劳、耐腐蚀性好、对桥梁使用影响较小等特点。碳纤维布强度是普通二级钢的15倍左右，厚度仅为2mm左右，基本上不增加构件截面，能保证碳素纤维布与原构件共同工作，因此在桥梁结构的加固中备受青睐。

在实际的桥梁设计中由于河道位置和路线间交角的不垂直，这种情况下往往就需要修建斜桥，斜桥也是桥梁结构中一种比较常见的类型。斜桥由于斜交角的大小不同，实际的受力也是不尽相同的。由于设计、施工、实际运营中的荷载状况等原因，我国公路上的一些斜桥出现了一些具有自身受力特点的病害，急需加固。国内对用碳纤维布加固预应力混凝土斜交桥梁的应用报道很少，由于斜交桥梁的受力复杂性和加固技术的研究起步较晚，现场加固的应用规程、施工指南等资料欠缺[1]~ [4]。本文针对某一级公路上的一座斜桥的加固工程为实例，探讨碳纤维布在斜桥加固中的应用。

1 斜桥的受力特点

斜交板桥是指桥梁轴线与支承线呈某一夹角的桥梁，其夹角习惯上称为斜交角f。

图1 斜桥平面图

斜交板桥受力复杂，其受力特性与三跨连续梁有相似之处。斜板在荷载作用下，在钝角处不仅产生较大的负弯矩，而且还对该部分产生扭矩[5]。[]

图2 三跨连续梁

连续梁在均布荷载作用下的弯矩图如下图所示

图3 连续梁弯矩图

在钝角B、C处由于处于负弯矩区段，常常会在顶板出现裂纹，裂纹反射到桥面上，桥面铺装就会出现斜向的裂纹，这一区段为加固设计中需要特别注意的。

2 实桥应用

某桥为城市主干道上的一座斜桥，设计荷载为公路-Ⅰ级。平面位于R＝4000m的圆曲线上，弯桥直做，斜交角105°。桥跨组合为15.845m+20.21m+15.845m。下部构造桥墩采用柱式墩，钻孔灌注桩基础，桥台采用肋板式台。

图4 桥梁全景图

2.1 加固方案

2.1.1 病害统计

经现场实际调查发现本桥上部结构的病害有：

1.桥墩：连系梁和墩柱经检查未见病害，盖梁底部露筋严重，并且露筋处出现钢筋锈蚀。

2.右幅桥第1、2孔板底斜向裂缝，最大裂缝宽0.22mm，最大裂缝长8m。

3.桥面铺装：桥面出现较多的斜向裂缝，横向裂缝。

4.护栏：经查护栏有多处裂缝和破损，主要是由于护栏的伸缩缝设置不当导致。

原因分析：现场调查板底斜裂缝的位置大多数垂直于钝角连线的方向，由于斜桥在荷载作用下受力和三跨连续梁的受力比较类似，两钝角间连线相当于三跨连续梁的中跨，由此可以断定板底斜裂缝出现的原因是在荷载作用下板底砼的强度不足等引起的，对此应沿钝角连线方向对该桥进行加固。

2.1.2 加固改造方案

根据桥梁的实际结构病害，提出如下加固改造措施：

1. 桥墩：盖梁钢筋锈蚀处于活化锈蚀状态，应对其表面清除氯离子并进行封闭处理，对其维修，并定时检测钢筋锈蚀和裂缝发展情况。对破损混凝土，采用小石子环氧树脂混凝土修补，对桥墩增大截面加固。

2. 主梁：采用粘贴碳纤维布来加固上部结构（沿纵向和钝角连线方向粘贴），提高结构的承载能力，增加上部结构的整体受力性能。裂缝应采用环氧砂浆进行封闭处理。

3．桥面铺装：拆除原有桥面铺装，重新现浇16cm厚的防水混凝土和6cm厚的特种沥青混凝土桥面铺装（加固改造时，须先粘贴碳纤维布后，再加铺桥面铺装）。

2.1.3 加固材料型号

1.混凝土：混凝土破损修补采用小石子环氧树脂混凝土。

2.碳纤维布：采用300g/㎡的碳纤维布，即C-30型。

碳纤维布计算参数：单位面积质量：；密度；计算厚度；抗拉强度设计值：；弹性模量设计值：；伸长率。

3.胶：裂缝处理采用K801建筑结构胶；缺陷修补采用树脂胶泥；粘贴碳纤维布胶采用符合规范要求的底胶、找平胶和粘贴胶，所用的所有胶的安全性能指标必须满足《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008)。

4.水泥：采用符合国家标准的普通硅酸盐水泥。

5.砂浆：采用M15号水泥砂浆；环氧砂浆。

2.2 计算分析

2.2.1 碳纤维布加固旧桥的受力特点：

将碳纤维布粘贴于构件受拉部位或者薄弱部位的面层，使其与结构形成整体，共同承受荷载。原结构的恒载内力由原构件承担，新增碳纤维布只承受粘贴加固后的荷载产生的应力，对于本桥来讲主要是增铺的特种沥青混凝土自重及车辆荷载。通常，由于加固前一期恒载等作用，原构件混凝土及钢筋的应力、应变已经有了相当的储备，在加固后的二期恒载及活载作用下，原构件混凝土及钢筋的应变积累值往往大于新增混凝土及碳纤维布的应变，使得原构件的钢筋达到屈服时，新增碳纤维布的强度还达不到抗拉强度。一般情况下要让原受拉钢筋达到屈服后，碳纤维布的高强度才能发挥出来，因此，受压区混凝土及原配受拉钢筋是否破坏起着控制作用。

2.2.2 有限元模拟

为了详细的分析该桥加固前后的承载能力的变化，采用有限元分析软件Midas/Civil对该桥建立全桥平面梁格模型，对加固前后的桥梁分别进行模拟计算，单元离散如图5。

图5 桥梁全景图

主梁结构为简支状态，虚拟横梁采用实际顶底板厚度的工字型横梁来模拟其横向刚度，横梁的容重设为0。梁与梁之间的铰缝设置为铰接，在Midas里面通过释放梁端约束这种方法来具体实现。全桥共有115个节点，梁单元有194个，车道荷载采用横向联系梁的方式进行加载。

通过建立的有限元模型，可以对该弯桥在荷载作用下控制截面的承载能力状况进行分析，可以了解该桥的安全储备，加固前后的效果。

加固前后跨中截面承载能力值如下表1所示：

表1 加固前后承载能力变化表

正截面抗弯承载力 (kN·m) 正截面抗弯承载力 (kN·m)

加固前 加固后

2148.5 2532.2

从上表中可以看出，加固后的抗弯承载力比加固前有较大的提高，约为18%，加固效果较为明显。采用沿钝角连线方向粘贴碳纤维布加固方法对该桥进行加固，不仅使得桥梁承载能力值得到了有效的增加，同时提高了桥梁的整体性能（横向稳定性），增加了桥梁通行荷载。该桥加固施工完成后，通行状况良好，桥梁性能得到了充分的发挥，为当地交通经济的发展发挥了应有的良好作用。

3结论

斜桥的受力类似于三跨连续梁的受力，在实际的加固过程中应根据实际的病害和桥梁的结构受力特点对桥梁进行加固。本文通过对实际斜桥沿钝角连线方向粘贴碳纤维布的加固方法进行分析，表明这种加固方法对结构正截面的承载能力值有较大的提高，加固效果明显，可以为此后该种桥型的旧桥加固提供一种可以参考借鉴的方法。

参考文献：

[1] 祁巍. 碳纤维布加固空心板受力性能分析与试验研究[D]. 长沙理工大学，2009.

[2] 陈淮， 邹旭岩， 朱俊涛， 钱辉. 碳纤维布加固预应力混凝土空心板桥极限承载力全过程分析[J]. 世界桥梁，2011，1：75-78.

[3] 韩永华. 斜弯桥静载试验及有限元计算分析[J]. 江西科学，2010，28(4)：498-515.

[4] 刘小燕，王良波，刘 昀，欧阳剑. 用CFRP加固斜交空心板桥的现场试验研究[J]. 世界桥梁，2004，2：59-61.

碳纤维布范文第5篇

关键词：碳纤维布补强加固技术应用

Abstract: In the crest pier reinforcement of Zhuzhuang reservoir, pasting the carbon fiber sheet piece in the cracks of the pier with special epoxy glue makes the carbon fiber with the original structure carry force together afrer solidification, so as to reinforce carbon fiber cloth of the concretethe structure, and the reinforcement technology.

Key words: carbon fiber cloth; reinforcement; technology; application

中图分类号： TU377 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1、前言

碳纤维布补强加固是利用高强度、高弹性模量的连续碳纤维用环氧树脂浸渍形成碳纤维增强复合材料片材，并将片材用专用环氧树脂胶粘贴在结构外表面受拉或有裂缝的部位，固化后与原结构形成整体，碳纤维与原结构共同受力，从而达到补强混凝土结构的目的。

朱庄水库坝顶闸墩由于96.8洪水过后不同程度出现裂缝。裂缝采用将裂缝凿槽、嵌补丙乳砂浆、化学灌浆的处理方法；裂缝灌浆处理后，表面沿裂缝长度方向粘贴单层碳纤维布进行补强。

2、施工方法

根据闸墩表面裂缝情况，将粘贴碳纤维布处理范围内的闸墩混凝土表面打磨光滑，并沿裂缝凿6cm×3cm（宽×深）的U形槽嵌补丙乳砂浆，再沿裂缝长度方向粘贴单层碳纤维布进行补强，纤维方向垂直裂缝走向，碳纤维布伸出裂缝两侧长50cm，凿槽嵌补和碳纤维布粘贴沿裂缝长度方向每侧延长50cm。

3、材料

本次施工采用上海协固建筑材料有限公司提供的台湾产XEC-300型（高强度）碳纤维布及其配套的粘接剂，其性能指标符合设计技术要求。

3.1碳纤维布

碳纤维布的规格及性能指标见表1。

表1碳纤维布的规格及性能指标表

序号 检验项目 单位 标准指标 检验值 单项判定

1 抗拉强度标准值 MPa ≥3000 4206 合格

2 拉伸模量 MPa ≥2.1×105 2.8×105 合格

3 延伸率 % ≥1.4 1.6 合格

3.2粘接剂

粘贴碳纤维布的粘接剂的基本性能指标见表2。

4、碳纤维布补强加固施工技术

4.1施工程序

碳纤维布补强施工程序包括混凝土基底处理、涂底层涂料、用环氧腻子进行缺陷修补、贴碳纤维片、养护、涂装。

4.2混凝土基底处理

（1）混凝土裂缝凿槽：沿混凝土裂缝走向进行凿槽，凿槽尺寸为（宽×深）6cm×3cm。

（2）丙乳砂浆填槽：按配比配置丙乳砂浆，先将槽面浇水湿润，刷一道丙乳净浆，在丙乳净浆未风干之前分层填抹丙乳砂浆，填抹完成后用塑料薄膜覆盖并洒水养护。

（3）混凝土基底打磨清洗：沿裂缝两侧各打磨50cm，表面凸出部分打磨平整，外露金属割除，裂缝两头各延长50cm，用高压水枪将基面清洗干净，并晾干。

表2粘接剂的基本性能指标表

序号 检验项目 标准指标 检验值 单项判定

1 主涂拉伸剪切强度 ≥10MPa 14MPa 合格

2 主涂拉伸强度 ≥30MPa 43MPa 合格

3 主涂压缩强度 ≥70MPa 90MPa 合格

4 主涂弯曲强度 ≥40MPa 89MPa 合格

5 主涂正拉粘接强度 ≥2.5MPa，且不小于被加固

混凝土抗拉强度标准值ftk 5.0MPa，混凝土破坏；粘接

强度大于抗拉强度标准值ftk 合格

6 主涂弹性模量 ≥1500MPa 3287MPa 合格

7 主涂伸长率 ≥1.5% 1.6MPa 合格

8 底涂正拉粘接强度 ≥2.5MPa，且不小于被加固

混凝土抗拉强度标准值ftk 4.14MPa，混凝土破坏；粘接

强度大于抗拉强度标准值ftk 合格

9 找平胶正拉粘接强度 ≥2.5MPa，且不小于被加固

混凝土抗拉强度标准值ftk 4.91MPa，混凝土破坏；粘接

强度大于抗拉强度标准值ftk 合格

10 配套树脂老化后（2000h）

正拉粘接强度 2000h后正拉粘接强度

降低不超过10% 主涂：4.82MPa，混凝土破

坏；正拉粘接强度降低3.6% 合格

底涂：4.01MPa，混凝土破

坏；正拉粘接强度降低3.1% 合格

找平胶：4.72MPa，混凝土破

坏；正拉粘接强度降低3.9% 合格

注：正拉粘接强度试验用C30混凝土；C30混凝土轴心抗拉强度标准值ftk：2.01MPa

4.3涂刷底层胶粘剂

（1）把底层胶粘剂的主剂和固化剂按比例称量准确后放入容器内，用搅拌器搅拌均匀。一次调和量以在可使用的时间内用完为准。

（2）用滚筒刷均匀地涂刷底层胶粘剂，在底层胶粘剂中严禁添加溶剂。含有溶剂的毛刷或用溶剂弄湿了的滚筒不再使用。

（3）底层胶粘剂固化后，表面上有凸起的部分用砂纸磨光。

（4）气温5℃以下、相对湿度大于85%、混凝土表面含水率8%以上、有结露可能而无有效措施时，停止施工。

4.4确环氧腻子对混凝土表面缺陷修补

（1）涂刷底层胶粘剂后，闸墩表面的小孔洞、凹穴处用环氧腻子修补平整、平顺。

（2）缺陷修补中使用环氧腻子，在气温5℃以上，相对湿度RH≤85%的条件下进行。

（3）腻子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙纹，用砂纸再打磨光滑平顺。

4.5粘贴碳纤维布

（1）底胶涂刷后4～8h，表面干燥后粘贴碳纤维布，贴前用小刀按规定尺寸切断碳纤维布。

（2）碳纤维布纵向接头搭接10cm以上，该部位多涂树脂；碳纤维横向不需要搭接。

（3）粘结树脂的主剂和固化剂按比例称量准确后放入容器内，用搅拌器搅拌均匀。一次调和量在可使用的时间内用完。

（4）贴布前用滚筒刷均匀地涂刷粘结树脂，为下涂。下涂涂量标准为500～600g/m2。

（5）贴布时，用专用工具沿纤维方向在碳纤维布上滚压多次，使树脂浸入碳纤维中；在碳纤维布和树脂之间不残留空气。

（6）碳纤维布粘贴施工30min后，用滚筒均匀涂刷树脂，为上涂。上涂涂量标准为300～200g/m2。

4.6养护

（1）粘贴碳纤维布后，自然养护24h达到初期固化，固化期间不受干扰。

（2）在每道工序以后树脂固化之前，用塑料薄膜覆盖，防止风沙或雨水侵袭。

（3）碳纤维布粘贴后，在自然条件下进行养护，平均气温10℃以下时养护21d，平均气温10℃～20℃时养护14～7d，平均气温20℃以上时养护7d，达到设计强度。养护期间贴布不得受到硬性冲击。

4.7表层涂装

粘贴碳纤维布完成后3～5d，涂刷PCS柔性防碳化表层涂料，表涂均匀无漏涂，与碳纤维布及周边的混凝土粘结牢固。配制防碳化涂料时，添加调色剂，使其颜色和混凝土颜色近似。

5、碳纤维布质量检查

（1）检查碳纤维布的材料规格、贴布位置及纤维粘贴方向、长度、宽度符合设计要求。

（2）目测检查碳纤维布的粘贴状态。每层树脂涂刷都在前一层树脂达到表面固化硬结（指触干燥）的状态下进行；树脂涂刷均匀，浸入碳纤维布良好；完成上涂后立即进行目测检查，涂刷均匀，周边整齐。

（3）碳纤维布粘贴密实，目测检查没有剥落、松弛、翘起、褶皱、空鼓等缺陷。固化后的贴布粘着状态和树脂固化状况良好。

（4）用目测和敲击检查贴布范围内粘贴情况，不允许出现空鼓和胀鼓，如出现则进行修补，修补后再进行复检，直至合格。