碳纤维补强在公路桥梁工程中的应用

公路桥梁由于设计不周、施工缺陷，年久老化，腐蚀（受酸、碱、盐侵害，风化、水的渗透、冻融循环的作用），意外灾害（地震、台风、凌汛、人为撞击、火灾等损坏），超载等原因导致公路桥梁混凝土粉化、疏松、剥落、开裂和钢筋锈蚀。使结构物裂缝扩展、刚度降低、挠度增大，承载力削弱甚至丧失。以致结构物涉险服役，严重的便成为危桥。因此，桥梁加固刻不容缓，下面中资路桥小编给大家介绍下碳纤维补强在公路桥梁工程中的应用。

对于各种类型的公路桥梁，碳纤维片常见应用方式有：

一、抗弯补强

将碳纤维片粘贴在构件受拉区部位，一般指跨中下部和连续板、连续梁、悬臂板、梁支座的上部，沿受力筋方向粘贴。

抗弯补强时，可以根据受力需要贴一层至多层。还可应用高弹性模量片材，补强效果更显著。

二、抗剪补强

通常是在梁靠近端部主拉应力较大的区域以及次梁或有较大集中荷载作用的部位。补强时在梁的两侧面竖向粘贴，或与梁底形成U形环包。相当于增加抗剪箍筋以分担原箍筋的剪力。

三、抗疲劳补强

桥梁及桥面板，都可以粘贴碳纤维片以提高结构的疲劳抗力。桥面板上下同时粘贴效果更好。

四、抗压补强

对桥墩中心受压柱的抗压补强，用碳纤维在柱中部横向环包，在受压区产生环向束缚作用，能提高抗压能力，降低柱的压屈系数。

五、抗震性能补强

在地震或台风的横向力作用下，柱端弯矩和剪力都很大，可以纵向粘贴和环包同时进行。既提高柱、墩横向抗力，又改善能量吸收性能，提高结构的延性，使结构抗侧向力能力显著提高。

六、涵洞、隧道的衬砌

由于环向压力不均造成横截面各方位应力异常而产生纵向受拉裂缝，甚至衬砌剥落，以及由于地基沉降不均造成的纵向错位，都可采取混凝土局部填补、置换和碳纤维片补强联合应用的办法。

七、封闭和防护功能

用碳纤维片粘贴可以将结构裂缝密闭，较宽较深的裂缝还可在贴片前用环氧树脂灌缝进行密闭，从而控制裂缝的进一步扩展，阻止水分渗入引起钢筋锈蚀，同时还具有增强抗腐蚀性能的作用。

八、 碳纤维补强技术的优越性

碳纤维补强技术的特点和优越性归纳如下：

8.1优异的力学性能

可有效应用于多种形式的结构补强，包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的扩展、增加结构的延性。

8.2优异的化学稳定性

碳纤维材料的特性在于碳原子在元素表中有非常好的结构,经过碳纤维材料补强和维修的结构具有极强的抗酸、碱、盐、紫外线侵蚀和防水能力；具有足够的适应气温变化的能力。易于外加防火涂层后有效地防火。可以大大增强结构对恶劣外部环境的适应能力，延长结构寿命，这是粘钢法不可比拟的。

8.3材料的轻质高强

可以不增加结构体积，所增加的结构自重几乎可以忽略。这是传统方法做不到的。

8.4施工工序简单

可用小型电动工具操作，不像传统补强方法需要众多工种、大量劳动力、大型施工设备及吊装机械。因而可以在传统技术无法施工的有限作业空间内实施。而且进度快、工期短，更能在持续交通有振动的情况下操作。从而大大缩短工程停工、停止运营或断路施工的时间，极大地降低经济损失和社会影响。

8.5不破坏结构物的美观

碳纤维材料柔软，易于随结构外形粘贴，补强后不改变结构外形，同时便于用所需色彩涂装，而不显露补强痕迹,很少破坏桥梁的外观美学要求,避免有碍观瞻的“肥梁胖柱”。