混凝土橋梁結(jié) 構(gòu)的粘貼碳纖維板技術(shù)在加固中具有不中斷交通,且工期短,人工少的優(yōu)點(diǎn)。所以擴(kuò)展該項(xiàng)技術(shù)開展了配有大偏心CFRP體外束預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋體系應(yīng)用研 究,是本世紀(jì)新型橋梁建設(shè)方向之一。
用碳纖維布和碳纖維棒材對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固的一種方法,包括碳纖維布和碳纖維 棒材的特點(diǎn)和用于加固橋梁的技術(shù)特點(diǎn)、補(bǔ)強(qiáng)適用范圍、補(bǔ)強(qiáng)施工要點(diǎn)等。本文試圖從碳纖維的特性分析出發(fā),論述了碳纖維加固技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)中的應(yīng)用。
自上世紀(jì)七十年代末初期,歐洲進(jìn)行纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)在土木工程應(yīng)用研究以來(lái),具有極好的比強(qiáng)度和比剛度、優(yōu)秀耐腐蝕性的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料已 廣泛用于混凝土結(jié)構(gòu)的粘貼加固工程,形成了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)加固已有混凝土橋梁的新技術(shù),其中碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)應(yīng)用更多。
橋梁工程在使用過(guò)程中會(huì)由于種種原因產(chǎn)生病害 ,為了達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)和適用的目的,必須對(duì)產(chǎn)生的病害進(jìn)行結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)。
一、碳纖維材料的基本特性
碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)加固所采用的基本材料是高強(qiáng)度或高彈性模量的連續(xù)碳纖維,單向排列成束,用環(huán)氧樹脂浸漬固化的碳纖維板或未經(jīng)樹脂浸漬固化的碳 纖維布,統(tǒng)稱碳纖維片材。將片材用專門配制的粘貼樹脂或浸漬樹脂粘貼在橋梁混凝土構(gòu)件需補(bǔ)強(qiáng)加固部位表面,樹脂固化后與原構(gòu)件形成新的受力復(fù)合體,共同工作。
1、碳纖維片材。
片材碳纖維材料的拉伸強(qiáng)度在(2400~3400)MPa之間,與普通碳素鋼板拉伸強(qiáng)度為240MPa相比,片材的拉伸強(qiáng)度很高。
片材碳纖維材料的彈性模量依片材力學(xué)性能不同,碳纖維片材依力學(xué)性能分成高模量、高強(qiáng)度和中等模量三類。高模量碳纖維片材的彈性模量較高,但其伸長(zhǎng)率較低。
相比之下,碳纖維片材的單位重比鋼材低許多,說(shuō)明碳纖維片材較輕。碳纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,本身不會(huì)受酸堿鹽及各類化學(xué)介質(zhì)的腐蝕,有良好的耐寒和耐熱性。
2、配套樹脂類粘結(jié)材料。
混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)配套樹脂系統(tǒng)包括底層涂料,用于滲透過(guò)混凝土表面,促進(jìn)粘結(jié)并形成長(zhǎng)期持久界面的基礎(chǔ);油灰,用于填充整個(gè)表面空隙并形成平整表面以便使用碳纖維片材;浸漬樹脂或粘結(jié)樹脂,前者用于碳纖維布粘貼,后者用于碳纖維板粘貼。
浸漬樹脂或粘貼樹脂是將碳纖維片粘附于混凝土構(gòu)件表面并與之緊密地結(jié)合在一起