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碳纤维加固设计的方法和原理

　　目前在碳纤维加固设计时的计算方法，是按照一定的标准将碳纤维布近似换算成一定用量的钢筋，然后理论分析的方式以传统钢筋混凝土受力分析模型为基础进行。在设计中对钢筋混凝土有如下的假设：一是忽略不计受拉区混凝土的作用；第二在粱受弯时，碳纤维、钢筋及混凝土应变符合平截面假定，即平面变形假设的条件应被碳纤维加固混凝土受弯构件截面的应变所满足，相同位置处混凝土与碳纤维和钢筋的应变相同；若完全理想粘结加固所用布，即表示滑移现象没有出现在碳纤维布与混凝土之间。在计算时需要注意的是：40%的幅度应为*弯承载力在加固后的****上限，且应对构件的受剪承载力进行验算，以避免受弯*未发生时先出现受剪*的情况。

桥梁碳纤维加固施工方案

治理方案选择

　　（1）治理方案选择。因为该大桥T型预应力钢筋混凝土接连梁梁底部主钢筋布满区域混凝土保护层厚度偏薄，加之大桥地处滨海，构件长时刻显露运用于具有较强腐蚀性的海洋性大气中，为了保证大桥主梁的使用寿命，对主梁底部主钢筋布满区域选用碳纤维补强。

　　（2）方案的可行性。碳纤维补强技术具有以下优点：

　　优异的力学性能，可有效用于多种形式的结构补强，包括*弯、*剪、*拉、*疲劳、*震、**制裂缝及挠度的扩展。

　　优异的化学稳定性。碳纤维布具有****强的*酸、碱、盐、紫外线和防水能力。具有足够的适应气温变化能力。外加防火层后可以有效地防火。因此，可大大增强结构对恶劣外部环境的适应能力，延长结构寿命。

　　材料本身质轻高强。可以不增加结构体积和不改变结构外型。增加的结构重量可以忽略，便于用所需要的色彩涂装，而不留补强痕迹。

　　施工工序简单，可用小型电动工具操作。工种少，用工少，工期短，进度快。更有资料表明能在持续交通有震动的情况下施工，而不影响补****果，从而大大缩短了施工断交时间，具有较大的经济效益和社会效益。

　　总之，本桥选用碳纤维来进行结构防腐与加固，是一种行之有用的新工艺、新工艺、新办法。

　　3、碳纤维片补强施工流程

　　本工程碳纤维片补强施工流程为：构件表面处理→基底处理→涂底层涂料→刮腻子整平→涂下一层浸渍树脂→粘贴纤维片→涂下一层浸渍树脂→养护→防护涂装。

　　4、施工技术要点

　　（1）基底处理：

　　清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层。

　　按设计要求对*损面钢筋处理后用M45的环氧树脂砂浆进行灌缝或封闭处理，并保证钢筋保护层厚度不小于15mm.利用打磨机将其表面打磨平整，并用钢刷将其表面的粉尘、油污等不洁物清除干净，使构件加固表面平整、干燥无粉尘。另外，如碳纤维需沿基纤维方向绕构件转角处粘贴时，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm.。

　　（2）涂底胶：底胶的主剂和固化剂按规定的比例准确称量，均匀慢速搅拌，并在可使用的时间内用完；涂底胶前必须将基面清理干净，并保持干燥；涂刷必须均匀，底胶指处干燥后再进行下一道工序。

　　（3）粘贴面修整：整平材料必须按规定比例进行调配。修整时应进行多次找补。确保坑凹处填实填满，不得有气泡，表面有毛刺或糙纹时，用砂纸打磨一顺；指处干燥后进行下一道工序。

　　（4）粘贴碳纤维片材：将配制好的浸渍树脂均匀涂抹于所要粘贴的部位，并用橡胶滚筒沿纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布。多层粘贴重复上述步骤，待纤维表面接触干燥时即可进行下一层的粘贴。如超过60min，则应等12h后，再行涂刷粘结剂粘贴下一层。 　　（5）检查验收：施工结束后验收时，以评定碳纤维布与混凝土之间的粘接质量为主，用小锤等工具轻敲击碳纤维布表面，以回声来判断粘接效果，若出现空鼓等粘帖不实现象，用针管注胶进行补救。

　　（6）防护涂层：该工序一方面起到防火和表面涂装作用，另一方面也对碳纤维布加固层的外表面进行了密闭防护处理，从而避免碳纤维布的老化和遭受其它损伤，保证构件加固后的正常使用。

碳纤维加固效益分析

碳纤维加固，只要设计合理，与一般的粘贴钢板法比较费用差不多，但碳纤维加固法施工便捷，工效高，没有湿作业，不需现场固定设施，施工占用场地少，在施工工期、施工条件方面具有明显的优势。碳纤维加固法加固效果好，高强****，适用面广，质量易保证，耐腐蚀及耐久性能****佳。采用碳纤维加固修补后，基本不增加原结构自重及原构件尺寸。