浅议粘贴碳纤维布加固法在桥梁结构上应用

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1、浅议粘贴碳纤维布加固法在桥梁结构上应用　　【摘要】随着公路交通运输业的发展，公路交通量和大吨位的车辆不断的增加，现有桥梁有相当一部分由于当时设计荷载标准低造成历史遗留问题，以及一部分桥梁在使用运营过程中发生病害或损伤等，难以满足当前规范使用的需求，因此需要通过对原有的桥梁进行合理有效的加固，来提高通过能力和荷载标准，确保行车安全，本文针对桥梁上部结构粘贴碳纤维布的加固方法进行探讨。【关键词】桥梁；碳纤维布；加固中图分类号：TU997文献标识码：A一、碳纤维布的特点:1、材料质轻高强：抗拉强度3200～3800MPa，为同截面钢材的10倍以上

2、，比重2.0~3.0g/cm3，单层厚度0.15～0.2mm，用粘结剂将它与结构物粘贴后形成一体，厚度仅为2mm左右，基本上不增加构件截面，而结构物自重的增加几乎可以忽略，能可靠地保证与原钢筋混凝土构件共同工作，获得优异的补强效果；适用面广，广泛适用于建筑物桥梁隧道等各种结构类型、结构形状的加固修复和抗震加固及节点的结构加固。102、施工便捷：占用场地少，不需大型机具，没有湿作业，无需动火，无需现场固定设施，施工工效高。3、高耐久性：不会生锈，非常适合高酸、碱、盐及大气腐蚀环境中使用，还具有抗疲劳强度高，耐磨损、抗老化等优点。二、加固原理：

3、加固原理：将碳纤维布，采用高性能的碳纤维配套树脂浸渍胶粘结于混凝土构件的表面，利用碳纤维材料良好的抗拉强度，达到增强构件承载能力及强度的目的。下面对碳纤维复合材料和粘结材料进行重点介绍：1、碳纤维复合材料碳纤维复合材料通常有纤维合基体组成。加固砼结构用的纤维材料目前主要有三种:玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维。碳纤维复合材料的力学特点是其应力应变量完全线弹性，不存在屈服点或塑性区。由于碳纤维材料具有高强、轻质、耐腐蚀、耐疲劳等优异物理力学性能，以及现场施工便捷，所以是旧桥加固补强的理想材料。加固砼构件所用的碳纤维布，是由碳纤维长丝经变制而成制成的

4、柔软片材。目前可用于旧桥结构加固的碳纤维有单向碳纤维布、单向碳纤维交织布、双向碳纤维交织布及单项压层材料等，可根据不同的结构部位和受力特性与方向等，选择相应的碳纤维布进行加固。2、粘结材料10粘结材料是性能保证碳纤维布与砼共同工作的关键，也是两者之间传力途径的薄弱环节。因此，粘结材料应有足够的刚度与强度保证碳纤维与混凝土间剪力的传递，同时应有足够的韧性，不会因混凝土开裂导致脆性粘结破坏。此外，由于旧桥加固均在野外，所以粘结材料还应能在一般气候条件下固化，且固化时间合适（一般保证有3h左右），具有适宜的流动性和粘度，固化收缩率小。粘结材料是既

5、能将连续纤维状的碳纤维结合在一起，同时又能与混凝土表面粘合的系列粘结材料。它主要包括三类材料：底层涂料、整平材料和浸渍树脂。底层涂料（底涂胶）在处理好的混凝土表面上，涂一层很薄的底层胶，既可以浸入混凝土表面，强化混凝土表面强度，又可以改进胶结性能，从而使混凝土与碳纤维布之间的粘结性得以提高。因此要求底涂料胶必须具有很低的粘度，以及与混凝土间良好的粘结性能，以便于涂刷在混凝土表面后，胶粘剂能渗入混凝土结构中。为保证性能，应尽量避免使用溶剂型胶。整平材料（找平胶）碳纤维布只有与所加固补强的混凝土表面紧密接触，才能产生良好的补强效果。但混凝土表面

6、的锐利突起物、错位和转角部位等都可能使碳纤维布产生损伤，并引强度降低。混凝土的底层涂料至触干燥后，必须用找平胶进行找平，同时将矩形断面直角打磨后补成圆弧状。10找平胶应具有优良的力学性能，以及良好的施工性能与触变性能。在施工过程中，找平胶应易于操作，且不随时间的延长出现明显的变形，同时应防止胶的滴挂。一般的普通环氧树脂的粘结强度和强韧性都达不到找平胶的要求，不应调配使用。浸渍树脂（粘结主胶）浸渍树脂在粘结材料中起着至关重要的作用，它连接底胶与碳纤维布。它的粘度应控制在一定的范围，有利于浸渍树脂顺利地将碳纤维布粘附于混凝土表面，经过碾压，使浸

7、渍树脂很容易浸透碳纤维布，形成一个复合性整体，共同抵抗外力作用。浸渍树脂不仅应具有良好的渗透性以利于浸透碳纤维布，同时还应具有一定的初粘力，防止粘结的碳纤维布塌落而形成空洞或空隙。并且本身应具有良好的触变性，易于施工且不会发生明显的滴淌现象。另外，胶粘剂与碳纤维的相如性和粘结力必须极好，才能满足纤维布和混凝土形成预定的复合材料。防护材料(罩面胶)罩面胶是为了施工表面美观和保护碳纤维布。只要求材料能涂覆在碳纤维布表面，并不脱层，不掉落，能长期在冷热干燥的空气中稳定，防止复合材料被紫外线直接照射。胶与胶的相容性10用碳纤维布加固补强的施工过程中

8、，胶是一层一层叠加上去复合而成的，与砼直接接触的只有底涂胶、找平胶，而粘结主胶、找平胶、碳纤维布和罩面胶相连；因此不同胶之间的相容性粘结性应予以充分的考虑。三、加固受力特点分析：