纤维增强复合材料在桥梁加固方面应用

《纤维增强复合材料在桥梁加固方面应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、纤维增强复合材料在桥梁加固方面应用　　摘要：随着我国社会的进步，经济的腾飞，桥梁建设亦得到迅猛发展，各种新型复合材料越来越多地应用到了桥梁加固方面。本文在介绍纤维增强复合材料（FRP）的优点基础上，详细介绍了FRP材料加固桥梁的优点以及适用范围，并指出FRP尚存问题以及今后的研究方向，以期为类似工程的实践提供有益借鉴。关键词：纤维增强材料、加固中图分类号：K928.78文献标识码：A文章编号：纤维增强复合材料（FRP）简介：FRP（纤维增强复合材料）是近年来在土木工程中应用日益广泛的一种新型的结构材料。它具有高强、轻质、耐

2、腐蚀等显著优点，已经在结构的加固补强、围护防腐等方面得到了很好的应用。随着FRP材料的优越性能逐渐为工程界所认可，国外许多工程开始将它应用于新建的桥梁中，甚至是大跨度桥梁中。目前结构工程中常用的FRP材料主要是树脂基体的玻璃纤维（GFRP）、碳纤维（CFRP）和芳纶纤维（AFRP）等。2、纤维增强复合材料在国内外的发展：从上世纪70年代开始，FRP7材料就开始在桥梁工程中尝试应用。英国、美国和以色列最先应用这种新型材料作为建筑结构和桥梁结构中的主要构件，当时大多采用的是GFRP（玻璃纤维增强复合材料，即玻璃钢）。1992年

3、，英国苏格兰的Aberfeldy高尔夫俱乐部的球场中，建成了一座全FRP结构的斜拉人行天桥。1996年，在瑞士建成了世界上第一座使用了FRP斜拉索的公路桥——StorkBridge。1996年，美国Kansas州Russell附近的无名沟壑上架起了第一座采用FRP桥面板公路桥。我国是研究应用玻璃纤维复合材料建筑桥梁较早的国家之一，1982年在北京密云建成的世界上第一座玻璃纤维复合材料公路桥为单跨简支箱梁桥，双车道，跨径20.7m，桥宽11.8m，由6根蜂窝箱梁组成，可通行汽一15级、挂一80级荷载；重庆的观音桥也是用玻璃纤

4、维复合材料建造的，桥梁跨径72.8m，全长167m。3、纤维增强复合材料的优点：1：轻质高强。FRP材料最突出的优点在于它有很高的比强度（极限强度/相对容重），即通常所说的轻质高强。2：良好的耐腐蚀性。可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中抵抗化学腐蚀,这是传统结构材料特别是钢材所难以比拟的。3：良好的可设计性。与传统结构材料相比，这是FRP7所独有的。工程师可以通过使用不同纤维种类、控制纤维的含量和铺陈不同方向的纤维设计出各种强度和弹性模量的FRP产品。4：FRP产品非常适合于在工厂生产、运送到工地、现场安装的工业化施工过程，

5、有利于保证工程质量，有利于提高劳动效率，有利于工程建设的工业化。5：FRP产品还有一些其它优势，如透电磁波、绝缘、隔热、热胀系数小等等，这使得FRP结构和FRP组合结构在一些特殊场合能够发挥难以取代的作用。碳纤维加固技术在混凝土结构加固中的应用1、碳纤维加固技术简介碳纤维复合材料(CFRP)加固修复混凝土结构技术是近年来兴起的一项新型加固技术，该项技术是将碳素纤维这种高性能纤维应用于土木工程，利用树脂类材料把碳纤维粘贴于结构或构件表面，形成复合材料体，通过其与结构或构件的协同工作，达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的

6、。碳纤维加固技术特点（1)、施工简便迅速用碳纤维布修复补强混凝土结构只需将被修补部位的混凝土表面修补打磨平整，表面洁净，刷涂特定的环氧树脂，然后粘贴碳纤维布，最后再涂一层环氧树脂自然固化养护即可。不需任何夹具、模板和支撑，施工既简便又迅速。7（2)、不增加结构自重碳纤维布的重量仅200～300g/m2，设计厚度0.111～0.167mm，加上环氧树脂的重量也仍然很轻，对结构自重的影响甚微，可忽略不计。（3)、能适应各种结构外型的补强碳纤维布的厚度很薄，可以裁剪成所需形状，顺应结构的外形(如变截面梁、曲线梁)粘贴在混凝土表面

7、，粘贴亦较方便。（4)、能多层粘贴根据补强设计的要求，碳纤维布可以在一个部位重叠粘贴，即贴上一层后上面再贴一层，连续贴很多层，充分满足补强要求。（5)、能有效地封闭混凝土裂缝碳纤维布粘贴在混凝土表面，不仅封闭了混凝土的裂缝，碳纤维布高强高模量的特点还约束了混凝土结构裂缝的生成与扩展，改变了裂缝的形态，使宽而深的裂缝变成分散的细微裂缝，从而提高了混凝土构件的整体刚度。碳纤维加固技术特点（1）、抗弯加固7通过将碳纤维布粘贴于构件受拉区，代替或补充钢筋的受拉性能，来提高构件的抗弯承载力。粘贴碳纤维后，在构件受拉区混凝土开裂前，碳

8、纤维的应变很小；在混凝土开裂后，碳纤维布逐渐参与共同工作，应变增长加快；而在钢筋屈服后，碳纤维布充分发挥作用，应变增长迅速加快，其高强高效的性能得以充分体现。（2）、抗剪加固钢筋混凝土的抗剪加固，是将碳纤维粘贴于构件的受剪区，这里碳纤维的作用类似于箍筋。在构件屈服前，碳纤维的应变发展缓慢，所达到的最大应