碳纖維布加固橋梁受力分析
碳纖維布新材料的發(fā)現(xiàn)是土木工程發(fā)展新的推動力，碳纖維布加固法也被視為梁式橋加固補(bǔ)強(qiáng)、提高承載能力，尤其是當(dāng)高度受限制時(shí)的優(yōu)選加固方法，其施工工藝亦較簡單。今天，我們就來探討一下碳纖維布加固橋梁受力的特點(diǎn)。
1.將抗拉性能優(yōu)良的碳纖維布用粘結(jié)材料粘貼到梁體底面或箱梁內(nèi)壁上,使其與原結(jié)構(gòu)布置的鋼筋一道共同承受拉力,以提高舊橋的承載能力。與其他加固方法相比，碳纖維布保證在設(shè)計(jì)荷載范圍內(nèi)與原結(jié)構(gòu)共同受力,且改變原有結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布程度小。
2.沿橋梁的主拉應(yīng)力方向(或與裂縫正交方向)粘貼碳纖維布,兩端分別設(shè)置錨固端,可約束混凝土表面裂縫，防止裂縫擴(kuò)大,提高構(gòu)件抗彎剛度、減少構(gòu)件撓度、改善梁體受力狀態(tài)。
3.應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理使用碳纖維布加固鋼筋混凝土梁式橋,因碳纖維布在加固混凝土構(gòu)件時(shí),在提高受彎承載力的同時(shí)還影響受彎構(gòu)件的破壞形態(tài)。當(dāng)碳纖維布用量過多時(shí),構(gòu)件的破壞形態(tài)由碳纖維被拉斷引起的破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榛炷帘煌蝗粔核槠茐?。還因碳纖維為完全彈性材料,它與鋼筋共同工作會減弱鋼筋塑性性能,碳纖維布用量過多,構(gòu)件延性將有所降低。
4.碳纖維布加固后橋梁結(jié)構(gòu)物后破壞形式變化為突然性(拉斷或剝離等脆性破壞),其承載力極限狀態(tài)應(yīng)按碳纖維抗拉強(qiáng)度的2/3進(jìn)行抗彎承載力計(jì)算,不能按普通鋼筋混凝土考慮。
5.碳纖維布可提高混凝土梁抗剪承載力,其作用機(jī)理類似箍筋,同時(shí)還能明顯改善構(gòu)件的變形性能,增強(qiáng)構(gòu)件的變形能力。

碳纖維布一般都有多厚呢？可能很多朋友并不了解或者沒有見過這種材料。碳纖維布從早的航空、宇宙關(guān)聯(lián)器材的應(yīng)用開始，到體育用品和機(jī)械產(chǎn)品，近年，作為混凝土構(gòu)造物補(bǔ)強(qiáng)材料的替代品，被廣泛應(yīng)用在高速公路、鐵路橋和橋的橋墩、隧道、建筑物的抗震補(bǔ)強(qiáng)工程中。
近這幾年，碳纖維布行業(yè)的發(fā)展勢頭是非常強(qiáng)烈的，尤其是用碳纖維制成的復(fù)合材料可以極大地增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性。而碳纖維本身厚度有很大的不同，比如說有的是0.111mm的厚度，還有的是0.167mm的厚度。當(dāng)然也有一些碳纖維是非常厚的，比如說0.294mm或者0.333mm的厚度都有，關(guān)鍵就是看具體的工程的實(shí)際需要。
很多做加固的朋友對碳纖維布的厚度都有一個(gè)疑問，比如，為什么300g的碳纖維布是0.167mm？很簡單，碳纖維的密度ρ=1.8g/cm3，厚度=克重/密度，所以300g的碳纖維布厚度：
300g/m2除以1.8g/cm3=0.167mm。
下面就來簡單介紹一下有關(guān)碳纖維布的一些情況。
碳纖維布行業(yè)發(fā)展是非常的不錯的，這種材料可以在各行各業(yè)都能夠使用的到，尤其是在工程加固行業(yè)，屬于性能高強(qiáng)的新型的加固材料。比如說在建筑結(jié)構(gòu)上面使用這種材料可以讓結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度得到極大的提升，同時(shí)還能夠增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震能力。
但是，碳纖維布需要和碳纖維膠配套使用，才能起到加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。一般的操作是，用碳纖維膠將碳纖維布和混凝土等基材粘結(jié)在一起，以此提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、抗震、抗老化等方面的能力。
另外，碳纖維布本身質(zhì)輕、有韌性，可以包裹不同外形的構(gòu)件，也可以在狹小的空間內(nèi)使用。比如在橋梁建造的時(shí)候，或者是在見到一些形狀比較復(fù)雜的需要加固的建筑工程的時(shí)候就能夠使用的到。
關(guān)于碳纖維布的一些話題就簡要的為大家介紹到這里了，希望通過今天的介紹能夠讓大家對這種材料有更多的了解。目前國內(nèi)生產(chǎn)碳纖維布的企業(yè)不少，但是，關(guān)于碳纖維布的品質(zhì)是參差不齊的，客戶在購買時(shí)可以從多方面綜合考慮。
碳纖維布是一種優(yōu)質(zhì)的建筑加固材料，相對于常規(guī)加固方法，不僅強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、對原結(jié)構(gòu)空間占用小，同時(shí)質(zhì)軟能像布料一樣適用于復(fù)雜多變的建筑表面。碳纖維布加固技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，如今已經(jīng)名副其實(shí)的成為加固行業(yè)中，采用多的加固方法之一。
碳纖維布在混凝土結(jié)構(gòu)中，主要對受彎構(gòu)件起到加強(qiáng)承載力的作用，就好比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中受拉區(qū)布置的鋼筋一樣。滿足安全性鑒定的碳纖維布具有高達(dá)3400MPa的強(qiáng)度，然而在實(shí)際的設(shè)計(jì)施工中，考慮到二次受力等因素的影響，會出現(xiàn)僅采用一層碳纖維布無法達(dá)到強(qiáng)度要求的情況，這時(shí)就需要采取多層碳纖維布進(jìn)行加固處理。
多層碳纖維布加固中應(yīng)用廣的是雙層碳纖維布加固。相對于單層纖維布的粘貼，雙層碳纖維布的施工工藝要復(fù)雜一些。雙層碳纖維布粘貼時(shí)，應(yīng)在層碳布浸漬膠達(dá)到指干狀態(tài)前立即粘貼下一層，若延誤時(shí)間超過1小時(shí)，則應(yīng)等待12小時(shí)后重新在層碳布上涂抹膠體進(jìn)行施工，同時(shí)在粘貼前需要注意將灰塵等對粘貼效果有影響的雜質(zhì)進(jìn)行清除。

碳纖維布等加固材料在有水環(huán)境下測試加固效果
我國擁有內(nèi)海和領(lǐng)海面積達(dá)38萬平方公里，內(nèi)河也有七大水系。如此龐雜的水域系統(tǒng)，必然擁有數(shù)量巨大的橋梁、碼頭等相關(guān)設(shè)施但是隨著時(shí)間的推移，加之潮濕環(huán)境的作用，這些設(shè)施會比普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)更易產(chǎn)生病害。對它們的加固必不可少也關(guān)系重大！
本文以橋梁的水中橋墩為例，簡要介紹幾種不同情況下，對已腐蝕橋墩的加固保護(hù)方法
一、水中橋墩混凝土腐蝕用碳纖維布加固
①基面處理
根據(jù)要求確定需要修補(bǔ)混凝土的位置，后用高壓水沖洗青苔及污泥再用氣動打磨機(jī)磨掉混凝土表面酥松層，直至露出堅(jiān)實(shí)基層。
②基面找平
將水下找平膠按照A組份：B組份=2：1的重量比攪拌至完全均勻，將找平膠用劈刀刮抹到混凝土表面即可，每次修補(bǔ)厚度不宜超過10毫米，如需修補(bǔ)較厚層可分批涂抹找平膠，待24小時(shí)后再涂抹下一層。
③下料
根據(jù)圖紙要求把所需粘貼的碳布按尺寸裁好，平鋪到雙層塑料薄膜上，薄膜厚度約10絲。
④混合
將水下碳纖維浸漬膠按A：B=2：1的重量比稱量A/B組份到開口容器里，以不超過300轉(zhuǎn)的低速攪拌，直至色澤、形態(tài)完全均勻?yàn)橹?，在攪拌過程中確保所有部位接觸到，以便得到混合效果。
⑤預(yù)浸碳布
把調(diào)好的浸漬膠用刮板沿纖維方向反復(fù)碾壓至浸透到碳布里，需保證碳布其中一面的保障膠層稍厚，把雙層薄膜的另一層鋪展到碳布上，再把碳布按碳絲走向裹成小卷備用.
⑥粘貼碳纖維布
施工人員潛水到粘貼位置把卷好的碳布展開，撕開膠層稍厚的那面薄膜，將碳布從一端到另一端的粘貼方式粘貼到加固基面上，邊貼邊用刮板按照碳絲方向反復(fù)刮壓，促使碳纖維布平直、延展、無水泡，浸漬膠充分滲透到混凝土表層。貼完布后24小時(shí)再撕下另一面薄膜即可。
B、水上高濕施工
①基面處理
基材表面應(yīng)全面打磨，無任何附著物，粘貼部位有尖銳棱角的需要打磨成圓角，小內(nèi)徑為20㎜。
②基面找平
將水下找平膠按照A組份：B組份=2：1的重量比攪拌均勻，將找平膠用劈刀刮抹到混凝土表面即可，每次修補(bǔ)厚度不宜超過10毫米，如需修補(bǔ)較厚層可分批涂抹找平膠，待12小時(shí)后再涂抹下一層。
③下料
根據(jù)圖紙要求把所需粘貼的碳布按尺寸裁好，再把碳布按碳絲走向裹成小卷備用。
④混合浸漬膠
按A：B=3：1的重量比稱量A/B組份到開口容器里，以不超過300轉(zhuǎn)的低速攪拌，直至色澤、形態(tài)完全均勻?yàn)橹?，在攪拌過程中確保所有部位接觸到，以便得到混合效果。
⑤上膠
用塑料刮板將浸漬膠涂抹到需貼碳纖維的基面上。
⑥貼布
將裁剪好的碳纖維布貼于混凝土涂膠面，碳纖維布要平直、延展。（碳纖維布如有接頭，搭接長度應(yīng)為20mm，且接頭應(yīng)在基材全長的1/3處，不得在基材的中間），再用刮板反復(fù)刮刷碳纖維表面，確保浸漬膠浸透到混凝土與碳纖維布中并脫泡；后用刮板在布的外表面刮涂一層浸漬膠，反復(fù)刮壓使之充分浸透到碳纖維布的纖維中，促使碳纖維布平直、延展、無氣泡，浸漬膠充分滲透。
⑦噴砂
后用3~6mm的沙石（石英砂）灑在涂有膠的施工面上，確保粉刷層的粘結(jié)性。
二、水中橋墩混凝土腐蝕用鋼板加固
A、粘貼面處理
①混凝土粘貼面應(yīng)鑿除苔蘚，油垢、污物，然后用角磨機(jī)打磨除去混凝土面1-2mm厚表層，打磨完畢用高壓水沖洗干凈。
②鋼板粘貼面應(yīng)首先除銹除油，然后用角磨機(jī)進(jìn)行粗糙處理，直至打磨出現(xiàn)金屬光澤，備用。
B、加壓固定系統(tǒng)準(zhǔn)備
加壓固定可采用螺栓、角鋼、墊板所組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)在被粘貼的環(huán)形鋼板兩端合適位置鉆孔臨時(shí)固定螺栓、角鋼，供壓緊鋼板使用。
C、配制水下粘鋼膠
①粘鋼膠為A、B兩組份，配比為A：B=2：1。配膠宜用機(jī)械攪拌，攪拌器可由電錘和攪拌齒組成，攪拌齒可用電錘鉆頭端部焊接十字形Φ14鋼筋制成。少量(指0.5公斤以內(nèi))也可用Φ6、Φ8細(xì)鋼筋棍人工攪拌。(注意：僅用膩刀拌和，不能保證攪拌均勻)。
②取潔凈容器（塑料或金屬盆，不得有油污、雜質(zhì)）和稱重衡器按配合比混合，并用攪拌器攪拌5分鐘左右至A、B組份混合均勻?yàn)橹?。攪拌時(shí)沿同一方向攪拌，盡量避免混入空氣形成氣泡。每次配膠量不宜過多，現(xiàn)配現(xiàn)用。
D、涂膠和粘貼
膠粘劑配制好后，用膩刀涂抹在已處理好的鋼板表面上(或混凝土表面)，膠斷面宜略成三角形，中間厚3毫米左右，邊緣厚1毫米左右，然后將鋼板粘貼在構(gòu)件上，用準(zhǔn)備好的固定加壓系統(tǒng)固定，并適當(dāng)擰緊螺栓加壓，以膠液剛從鋼板邊擠出為度。
E、維護(hù)
粘貼后，鋼板涂水下防銹漆3道。
三、水下植筋加固
①打孔
按照設(shè)計(jì)圖紙要求的尺寸鉆孔。
②清孔
三吹三刷，打好孔后用高壓水吹掉孔內(nèi)泥灰，再用毛刷刷掉孔壁表面松動的混凝土，后用高壓水清孔干凈，保持待用。
③注膠
將混合器裝上，檢查混合器必須有螺旋管否則不可以用，嚴(yán)禁現(xiàn)場拔去注膠嘴里的螺旋管；將膠裝上膠，勻速擠出膠液，前三的膠液應(yīng)舍去，把注膠嘴插入孔底，邊打膠邊緩慢外提式注膠，正常注膠量為孔體積的2/3，膠打完后換新的膠瓶注膠嘴也應(yīng)更換新的，沒有打完的膠液把注膠嘴去除，出膠口擦干凈，螺帽擰緊可下次再用。
④植筋
注完膠后將螺紋鋼或帶肋鋼筋按順時(shí)針方向緩慢旋轉(zhuǎn)插入孔底，有少許膠液溢出為好，擦掉溢出的多余膠液。
⑤養(yǎng)護(hù)
靜置讓錨固膠自然固化，養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)溫度而定，養(yǎng)護(hù)期間不得旋轉(zhuǎn)、敲擊螺桿。

碳纖維布加固材料的價(jià)格會隨著哪些因素而波動？
面會出現(xiàn)問題的建筑物，很多人都會優(yōu)先選擇使用碳纖維材料對這些有問題的建筑物進(jìn)行加固維修。為什么碳纖維材料如此受歡迎呢？主要是因?yàn)楹推渌募庸滩牧舷啾?，碳纖維布加固材料具有諸多的優(yōu)勢。比如：價(jià)格低廉、負(fù)重較低、在惡劣環(huán)境中依然能夠順利施工等。
雖然碳纖維材料的市場價(jià)格并不高，不過，也有諸多的因素會影響到碳纖維材料的市場售價(jià)，大家知道哪些因素會影響碳纖維材料的價(jià)格波動嗎？如果大家不清楚的話，就跟著小編一起來了解下吧。
一、材料的質(zhì)量
大家在選購碳纖維材料時(shí)，會首先考慮到材料的性價(jià)比，對于所有的加固材料來講，材料的質(zhì)量都是要放在位考慮的。不同質(zhì)量等級的碳纖維材料，其市場價(jià)格也是有較大的差異的。我們在選購碳纖維材料時(shí)，需要根據(jù)現(xiàn)場加固的要求進(jìn)行針對性的選擇。
二、施工淡旺季
在施工旺季時(shí)，各個(gè)施工單位對碳纖維材料的需求量也更多。碳纖維材料的市場價(jià)格受到供求關(guān)系的影響。由于在旺季對碳纖維材料的整體需求量較多，這時(shí)供小于求，加固材料的市場價(jià)格會有所上漲。在施工淡季時(shí)，由于各個(gè)施工單位接單量較少，對碳纖維材料的需求量也逐漸減少。這時(shí)，很多廠家生產(chǎn)的碳纖維材料都會積壓，大多數(shù)的廠家為了盡快銷售完碳纖維材料，都會適當(dāng)?shù)慕档蛢r(jià)格，以期有更多的客戶購買。
三、使用壽命
大多數(shù)的碳纖維材料使用壽命都能夠超過50年以上，能夠完全滿足客戶的使用需求。我們在選購碳纖維材料時(shí)，也要關(guān)注到使用壽命這一個(gè)特點(diǎn)，有些質(zhì)量等級較低的碳纖維材料，使用壽命往往達(dá)不到50年，這類加固材料的市場售價(jià)也會相對較低一些，對于有特殊要求的客戶，也可以選擇這類加固材料。
四、材料的性能優(yōu)劣
不同廠商生產(chǎn)的碳纖維材料，其性能也是存在較大的差異的?，F(xiàn)在客戶在選擇碳纖維材料時(shí)，對其的要求也越來越高?？蛻舨粌H會關(guān)注加固材料的市場售價(jià)，也會關(guān)注材料的性能和施工的便利性。客戶在選購材料時(shí)，務(wù)必要注意到一點(diǎn)，必須擦亮雙眼，避免選購到假冒偽劣的材料，以免在施工的過程中發(fā)現(xiàn)問題，到時(shí)候還需要重新加固。
不同廠商生產(chǎn)的碳纖維材料，市場售價(jià)也是完全不同的。小編在上述的內(nèi)容中介紹的四個(gè)方面，都會影響到碳纖維材料的市場價(jià)格，客戶在選購加固材料時(shí)，在淡季時(shí)低價(jià)買進(jìn)，能夠節(jié)省較多的費(fèi)用。另外，我們在選擇施工單位時(shí)，選擇較久的施工單位，如果可行的話，優(yōu)先選擇施工經(jīng)驗(yàn)超過十年的施工單位。這類施工單位的施工人員完全掌握了碳纖維加固的施工技巧和精髓，能夠保證施工的質(zhì)量。