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预应力碳纤维布加固原理

1、预应力碳纤维布加固方法

预应力纤维布加固系统由三部分组成：锚具、碳纤维布、碳纤维胶。其工作原理是将纤维布张拉至设计值，用粘结材料将其粘贴到混凝土板梁的受拉面，使其与混凝土结构共同受力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。

2、预应力碳纤维布施工工艺

（1）施工准备：在加固表面按照设计施工放样，准确确定预应力碳纤维布和两端锚具位置。放样采取钢尺***，根据支座位子确定实际钻孔以及混凝土清理位置。

（2）混凝土粘贴表面处理：桥梁钢筋混凝土结构长期直接暴露在头一定湿度的空气中，房屋加固，在粘贴碳纤维布加固施工中，需打凿掉脆化疏松层，提高粘结力。对混凝土粘贴面的脆化疏松层，应采用硬质金刚石磨轮打磨掉且完全露出新面，并用钢丝刷清楚输送浮层。为了保证预应力碳纤维布与混凝土之间的设计间隙，实现碳纤维布受力张拉时平直均衡无阻碍，对混凝土高凸面应采用金刚石打磨片打磨，对混凝土低凹面应采用环氧修补胶修补。假如粘贴时混凝土湿度较大，对混凝土粘贴面尚须进行人工干燥处理。

（3）钻植胶锚螺栓：施工放线次啊要钢筋探测仪标定螺栓钻孔位置，假如遇到钢筋需移位，应通知技术人员记录编号，并安排现场修整支座板安装孔。采用电锤钻孔时应保证钻孔中心线与混凝土梁面垂直，钻孔中心位置偏差不超过3mm。采用化学胶管或植筋胶植入螺栓时，加固公司，应保证孔内胶液饱满且螺栓垂直于梁面。

（4）安装锚具支座与预应力碳纤维布：将锚固板安装至张拉板上，调整张拉钢板，使碳纤维布的纵向轴线通过锚具中线，以保证碳纤维布截面内力分布均匀。待调整好平整度后，将碳纤维布的两端固定在锚固板上，取下另一段的锚固板，放置在干净的塑料布上，以便于在梁上涂刷浸渍胶。将配置好的浸渍胶均匀涂刷在构件的粘贴面，应保证涂刷厚度均匀。

（5）张拉预应力碳纤维布与压紧条安装：将锚固板安装在构件的另一端的张拉板上，轴承压在锚固板上，安装千斤顶并调整处于水平位置，加压张拉至设计张拉应力值的15%，刻录锚具张拉移动起始线。加压张拉至设计张拉应力值的30%，检测锚行程位移是否对应预张拉时的刻录线。分段加压张拉至设计张拉应力值的50%、70%、90%、100%，检测锚具行程位移是否满足理论伸长量的要求，按规范要求张拉端锚具行程位移与理论伸长量误差应不大于±6%。加压或减压时，千斤顶行程速度应控制在20mm/分钟以内，严禁快速冲、放千斤顶行程。所有张拉都应在碳布胶适用期内完成。当张拉应力值和张拉端锚具行程位移满足要求后，将拉杆上面的锁固螺栓扭紧到位，使锚固端的碳纤维布与混凝土梁表面紧密结合，停顿5分钟没有其他异常情况后在碳纤维布表面再刷一层浸渍胶，使碳纤维布完全被树脂浸润，并用刷子沿纤维方向挤压，除去碳纤维下面的水泡。随后在锚固区域粘贴附加锚固U型箍或压条，压紧条安装时需与混凝土面保持1cm左右的缝隙以防止剥离***，之后拆除千斤顶和锚具张拉支架。

（6）固化养护与拆卸夹具：应碳纤维布在施工环境温度和材料特性合理控制固化时间，当施工环境温度低于25℃时，固化时间相对延长。在浸渍胶凝固后，检查碳纤维布的粘贴质量，在构件上覆盖一层塑料薄膜，养护后松开张拉机具，裁除多余的碳纤维布，将张拉机具卸除。

双层预应力碳纤维板加固施工工艺

预应力碳纤维板加固系统由三部分组成：锚具、碳纤维板、结构胶。锚具实现碳纤维板的张拉和固定、结构胶使碳纤维板和被加固的构件形成一个共同受力的整体。用预应力加固技术的碳纤维板能使板材内部的碳纤维在承担结构传递荷载应力之前处于较高的应力水平，预先支配了一定程度上的强度，进而实现高强性能的发挥。

1、安装锚固底座

本加固方法需要在梁底安装锚固底座，用于固定碳纤维板张拉系统。在锚固底座对应位置埋入配套的高强螺栓，宝安加固，将锚固底座安装上去并用配套螺母固定。

2、梁底混凝土表面处理

在锚固块安装完全后，在混凝土表面上划出两个锚固快的中心位置连线，连线左右各30mm范围内为预应力碳纤维板粘贴位置，对这些粘贴位置的混凝土表面处理利用打磨机将其表面打磨平整，并用钢刷将其表面的粉尘、油污等不沾物清除干净，使混凝土表面平整、干燥无粉尘。

3、加固用碳纤维板系统的制作

在碳纤维板系统制作之前，量测两锚固端之间的距离，确定碳纤维板的下料长度；用酮擦拭锚固用的波形锚，并将锚固范围内的碳纤维板也擦拭干净；配置碳纤维板专用粘胶剂，涂抹在碳纤维板定范围内，将2层碳纤维板一层一层放入锚具内，在放置的过程中注意碳纤维板的中线应于波形锚的中线相对应；然后用电动扳手均匀拧紧螺母，即完成碳纤维板系统的制作。

4、加固用碳纤维板系统的安装

加固用碳纤维板系统通过高强螺杆及弧形转向块与锚具底座相连接，弧形转向块能使碳纤维板受力在同一直线上。安装时应轻拿轻放，尽量不要使碳纤维板受到碰撞，加固工程，以免损坏碳纤维板。

5、涂抹碳纤维板专用胶

用酒精擦拭粘贴用碳纤维板的表面，在两层碳纤维板之间及上层碳纤维表面涂抹粘贴碳纤维板专用胶。

6、张拉预应力碳纤维板系统

将张拉用千斤顶及反力板安装在张拉端，在碳纤维板***胶涂抹好后，按照0%-10%-20%-50%-100%的程序进行预应力张拉，每张拉一级后进行伸长位移测量，并计算实际伸长量，误差控制在6%以内。

7、粘贴碳纤维板系统

在张拉完成后，紧固张拉端螺母，卸掉千斤顶，通过自反力装置将压板顶至梁底，使碳纤维板与梁底紧密贴合，拧紧压板螺母，完成碳纤维板的粘贴。

加固纤维板材介绍

纤维加固技术是在上世纪八十年代兴起的新兴技术，由于纤维复合材料优异的机械性能和化学性能，已备受工程界的青睐，并在工程加固中广泛应用。其中以玄武岩纤维、芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维四种纤维增强材料运用***为广泛。然而各种纤维材料的力学性能参数各有差别，其可设计性和加工性也各不一样。

1、玄武岩纤维

玄武岩纤维是一种新型的矿物纤维，是由玄武岩原材料经高温熔线拉丝而制成的。高强度和模量较高，可与混凝土的相容，它的价格是在芳纶纤维和玻璃纤维之间。由于其原材料来自天然玄武岩，产品性能非常大，也已经以多种形式成为加固材料在工程中应用。

2、芳纶纤维

芳纶纤维具有高强度、高模量、低延伸率、电绝缘性好、抗冲击性好、柔软可加工性、施工简便的优良性能。在许多方面和碳纤维是互补的，也是一种重要的纤维增强材料。芳纶纤维可单独使用，也可与碳纤维、玻璃纤维等混合使用。国外芳纶纤维的应用十分广泛，然而在我国，芳纶纤维作为结构加固材料在我国的应用仍处于起步阶段。

3、碳纤维

碳纤维作为加固材料，具有一定的固有缺陷，如抗冲击强度低、抗剪强度低、导电性强，会产生电磁干扰，应用范围有限。由于其具有高强度、高模量、结构简单等优良的力学性能，在建筑工程使用中仍得到了广泛的应用。中国每年碳纤维年消耗量占世界总产量的四分之一，碳纤维是增长***快的、发展潜力的是纤维增强复合材料。

4、玻璃纤维

玻璃纤维包括高强度玻璃纤维和无碱玻璃纤维，玻璃纤维的延伸率以及抗拉强度低，价格便宜，但弹性模量查，耐碱性差，受盐腐蚀性差，施工操作差。因此应用范围受限制较多，适用于加固要求低的场合。