桥梁碳纤维加固技术.pdfVIP

自上世纪七十年代末初期，欧洲开展纤维增强复合材料

(FRP)在土木工程应用研究以来，具有极好的比强度和比刚度、

优秀耐腐蚀性的纤维增强复合材料已广泛用于混凝土构造的粘

贴加固工程，形成了纤维增强复合材料补强加固已有混凝土桥梁

的新技术，其中碳纤维增强复合材料(CFRP)应用更多。混凝土桥

梁构造的粘贴碳纤维板技术在加固中具有不中断交通，且工期短，

CFRP

人工少的优点。所以扩展该项技术开展了配有大偏心体外

束预应力混凝土连续梁桥体系应用研究，是本世纪新型桥梁建设

方向之一。

1碳纤维材料的基本特性

碳纤维增强复合材料补强加固所采用的基本材料是高强度

或高弹性模量的连续碳纤维，单向排列成束，用环氧树脂浸渍固

化的碳纤维板或未经树脂浸渍固化的碳纤维布，统称碳纤维片材。

将片材用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构

件需补强加固部位表面，树脂固化后与原构件形成新的受力复合

体，共同工作。

1.1碳纤维片材

片材碳纤维材料的拉伸强度在(24003400)MPa之间，与

普通碳素钢板拉伸强度为240MPa相比，片材的拉伸强度很高。

片材碳纤维材料的弹性模量依片材力学性能不同，碳纤维

片材依力学性能分成高模量、高强度和中等模量三类。高模量碳

纤维片材的弹性模量较高，但其伸长率较低。

碳纤维片材的单位重比钢材低许多，说明碳纤维

片材较轻。碳纤维的化学构造稳定，本身不会受酸碱盐及各类化

学介质的腐蚀，有良好的耐寒和耐热性。

1.2配套树脂类粘结材料

混凝土构造加固修补配套树脂系统包括底层涂料，用于渗透

过混凝土表面，促进粘结并形成长期持久界面的根底；油灰，用

于填充整个表面空隙并形成平整表面以便使用碳纤维片材；浸渍

树脂或粘结树脂，前者用于碳纤维布粘贴，后者用于碳纤维板粘

贴。

浸渍树脂或粘贴树脂是将碳纤维片粘附于混凝土构件表面

并与之严密地结合在一起形成整体共同工作的关键，因此，树脂

同混凝土的粘贴强度大于混凝土的拉伸强度和剪切强度。

就公路混凝土桥梁用碳纤维片材加固技术而言，环氧树脂在

不同施工环境温度下固化性能有十分重要的意义，因为这涉及到

粘贴工作质量与如何尽量减少桥上正常交通中断时间严密相关。

采用专配的环氧树脂材料，在混凝土施工表面温度（10~40）摄

氏度时，粘贴环氧树脂固化时间约15小时以上，但粘贴后就可

以使用的时间为45分钟以上，专配的环氧树脂材料的这一性能

是完全适合混凝土桥梁的加固工作。

2碳纤维加固补强的施工工艺

2.1根据设计确定粘贴碳纤维的范围开展基底处理

2.1.1将舲构件表面的残缺、破损及碳化层部分去除干

必要

的处理。对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分开展修补复原。

2.1.2O.2mm

裂缝修补。缝宽小于的裂健，用环氧树脂开

展表面涂刷密封；大于0.2nιπι的裂缝用环氧树脂灌缝。

2.1.3将构件表面凸出部分（模板的段差等）打磨平整，修

复后的段差尽量平顺。用磨光机把棱角磨成半径大于30mm的圆

角。

2.1.4清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。

2.2底层涂刷（底层涂料具有较强的渗透性，可渗入於表面

内）

2.2.1把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后