应用碳纤维布(cfrp)加固公路旧桥技术浅析

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1、应用碳纤维布(CFRP)加固公路旧桥技术浅析 摘　要：本文对碳纤维布加固公路旧桥技术的加固机理、计算要点和加固工艺等进行了论述。关键词：碳纤维布；加固；公路旧桥；ANSYS数值计算 1　引言目前，常用的旧桥加固方法有增大截面和配筋加固法、桥面补强层加固法、锚喷混凝土加固法、粘贴钢板加固法、体外预应力法、增设支点法、改变结构受力体系加固法、增设纵梁加固法、外贴碳纤维加固法等。外贴碳纤维加固法是近年来广泛应用于公路旧桥加固的一种新兴加固方法，该方法施工简单、施工速度快、可在旧桥不停止使用的条件下进行加固和修复、构件截面尺寸变化小、不影响净空使用、经济性好，而且

2、可以提高被加固桥梁的抗弯、抗剪能力，限制裂缝的发展。2　碳纤维布(CFRP)加固机理碳纤维布加固公路旧桥法一般是用树脂类粘结材料将碳纤维布(CFRP)粘贴于混凝土表面，以达到对钢筋混凝土构件补强加固的目的。加固桥梁时，按梁的不同受力特点用粘结材料将碳纤维布有序地缠绕粘结于构件表面，实现对桥梁变形的约束并因此提高桥梁的极限强度和承载能力。3　碳纤维布(CFRP)加固设计计算要点(1)采用碳纤维布(CFRP)加固旧桥，目前常用的计算方法是将碳纤维布按照一定的标准(例如强度或允许应力法)近似换算成一定用量的钢筋，然后按照传统的钢筋混凝土受力分析模型进行理论分析。

3、虽然是近似计算方法，但理论分析结果与实验数据吻合的很好，因此在一般情况下是适用的。(2)对于碳纤维加固钢筋混凝土梁，无论是混凝土压碎破坏还是碳纤维拉断破坏，都具有突然性。为防止脆性破坏发生，要求加固后钢筋混凝土梁是在钢筋达到屈服时才破坏的，这就要对碳纤维的配置率做一定的限制。碳纤维布(CFRP)加固用量，可按下式估算：Acf=As(Ry/Rcf)式中：Acf——碳纤维布(CFRP)用量(面积)；As——为抵抗不足弯矩所需的钢筋面积；Ry——钢筋的抗拉设计强度；Rcf——碳纤维布(CFRP)抗拉设计强度。(3)除按上式估算的碳纤维布(CFRP)加固用量(面积

4、)外，还必须考虑必要的锚固长度和搭接长度所需面积，以及必要的边、角废料等裁减损耗等。4　碳纤维布(CFRP)加固施工工艺加固施工工艺流程为：基层处理——碳纤维布裁剪——涂底胶——在碳纤维布上涂胶——粘贴碳纤维布——挤压——涂罩面胶。5　碳纤维布(CFRP)加固公路旧桥ANSYS数值分析实例本文采用ANSYS有限元数值分析软件，对某公路旧桥碳纤维布(CFRP)加固进行了数值模拟。有限元分析结果图1.图2.图3.所示，有限元分析结果与实验结果基本吻合。图1　混凝土单元应力图2　钢筋单元应力图3　碳纤维布单元应力6　结论本文介绍了碳纤维布(CFRP)加固公路旧桥

5、技术，并对具体的工程实例进行数值模拟，数值分析结果与实验结果比较一致。实践表明，应用碳纤维布(CFRP)加固公路旧桥可以提高承载力、增强延展性、减少裂缝、延缓老化，对钢筋混凝土梁式桥起到了加固补强的作用。外贴碳纤维加固技术用于修补混凝土桥梁的梁板和桥墩等无疑是一个效果非常好的手段，并有巨大的潜力。