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(dòng)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(jiǎn)單。今天，我們就來(lái)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?cè)薪Y(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(guò)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帘煌蝗粔核槠茐摹＿€因碳纖維為完全彈性材料,它與鋼筋共同工作會(huì)減弱鋼筋塑性性能,碳纖維布用量過(guò)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。

碳纖維布加固每平方多少價(jià)錢？
伴隨著社會(huì)的前進(jìn)，建筑物也越來(lái)越多了，建筑物在進(jìn)過(guò)幾十年的風(fēng)吹雨打，不管是建筑的外表仍是內(nèi)部結(jié)構(gòu)都會(huì)呈現(xiàn)損壞，這個(gè)就需要我們隊(duì)建筑物進(jìn)行改造加固了，在我國(guó)的建筑物的發(fā)展史上，改造加固中運(yùn)用的資料也是那幾種，知名品牌，巧力牌粘鋼膠、碳纖維布、碳纖維膠、植筋膠、高強(qiáng)度化學(xué)錨栓。
下面我就做為小編為我們來(lái)介紹一下：
1、懸臂橋墩角隅處的裂縫(因?yàn)椴糠謶?yīng)力引起)。
以上可采用刻槽關(guān)閉或鑿槽嵌補(bǔ)方法，加配鋼筋修補(bǔ)法，鋼板張貼修補(bǔ)裂縫，外表噴漿修補(bǔ)裂縫，用柔性外表關(guān)閉法修補(bǔ)裂縫，灌漿關(guān)閉裂縫修補(bǔ)法等。
2、墩臺(tái)網(wǎng)狀裂縫(因?yàn)榛炷量s短枯燥引起或混凝土內(nèi)部水化熱和外部氣溫的溫差及日氣溫改變影響和日照影響而發(fā)生的溫度拉應(yīng)力)。
3、墩臺(tái)身的水平裂縫(多為混凝土灌輸不良所引起)
4、翼墻和前墻開裂的裂縫(往往因?yàn)閴﹂g的填土不良。凍脹或底層承載力不足，引起下沉或外傾而發(fā)生開裂)。
6、雙柱式橋墩下承臺(tái)的豎向裂縫(因?yàn)闃痘鲁敛痪鶆蚧虿糠謶?yīng)力所形成的)。
5、由支承墊石從下向上發(fā)展的裂縫(主要是因?yàn)槎张_(tái)帽在支承墊石下未安置鋼筋所形成的或可能受到較大的沖擊力)。
7、橋墩墩帽順橋軸線橫貫墩帽的水平裂縫(主要是部分應(yīng)力所形成的，因梁和活載的作用力集中地經(jīng)過(guò)支座傳至橋墩，使其周圍墩頂其他部位發(fā)生拉應(yīng)力)。
8、從根底向上發(fā)展至墩臺(tái)上部的裂縫(根底松軟發(fā)生不均勻沉降形成)。
9、鑲面石杰出的裂縫(因?yàn)殍偯媸c墩臺(tái)連接不良所引起)。
10、墩臺(tái)蓋梁自上而下的筆直裂縫(樁基下沉不均勻而引起蓋梁上的不均勻受力)。
11、支承相鄰不等高的墩蓋梁、雉墻上的豎向裂縫(因?yàn)椴糠謶?yīng)力所形成的)。

碳纖維布加固材料的價(jià)格會(huì)隨著哪些因素而波動(dòng)？
面會(huì)出現(xiàn)問題的建筑物，很多人都會(huì)優(yōu)先選擇使用碳纖維材料對(duì)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募庸滩牧舷啾龋祭w維布加固材料具有諸多的優(yōu)勢(shì)。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(chǎng)價(jià)格并不高，不過(guò)，也有諸多的因素會(huì)影響到碳纖維材料的市場(chǎng)售價(jià)，大家知道哪些因素會(huì)影響碳纖維材料的價(jià)格波動(dòng)嗎？如果大家不清楚的話，就跟著小編一起來(lái)了解下吧。
一、材料的質(zhì)量
大家在選購(gòu)碳纖維材料時(shí)，會(huì)首先考慮到材料的性價(jià)比，對(duì)于所有的加固材料來(lái)講，材料的質(zhì)量都是要放在位考慮的。不同質(zhì)量等級(jí)的碳纖維材料，其市場(chǎng)價(jià)格也是有較大的差異的。我們?cè)谶x購(gòu)碳纖維材料時(shí)，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)加固的要求進(jìn)行針對(duì)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(duì)碳纖維材料的需求量也更多。碳纖維材料的市場(chǎng)價(jià)格受到供求關(guān)系的影響。由于在旺季對(duì)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(chǎng)價(jià)格會(huì)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(duì)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(huì)積壓，大多數(shù)的廠家為了盡快銷售完碳纖維材料，都會(huì)適當(dāng)?shù)慕档蛢r(jià)格，以期有更多的客戶購(gòu)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(guò)50年以上，能夠完全滿足客戶的使用需求。我們?cè)谶x購(gòu)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(jí)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(chǎng)售價(jià)也會(huì)相對(duì)較低一些，對(duì)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(duì)其的要求也越來(lái)越高。客戶不僅會(huì)關(guān)注加固材料的市場(chǎng)售價(jià)，也會(huì)關(guān)注材料的性能和施工的便利性?？蛻粼谶x購(gòu)材料時(shí)，務(wù)必要注意到一點(diǎn)，必須擦亮雙眼，避免選購(gòu)到假冒偽劣的材料，以免在施工的過(guò)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(chǎng)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(huì)影響到碳纖維材料的市場(chǎng)價(jià)格，客戶在選購(gòu)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?cè)谶x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(guò)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。

碳纖維布加固施工方案及流程
碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)的研究始于80年代美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家。我國(guó)的這項(xiàng)技術(shù)起步很晚，但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和交通事業(yè)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有建筑中有相當(dāng)一部分由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低造成歷史遺留問題，一些建筑由于使用功能的改變，難以滿足當(dāng)前規(guī)范使用的需求，亟需進(jìn)行維修、加固。目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等。碳纖維加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù),譽(yù)為:加固補(bǔ)強(qiáng)新斗士。




碳纖維加固與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補(bǔ)強(qiáng)相比，具有節(jié)省空間，施工簡(jiǎn)便，不需要現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，施工質(zhì)量易保證，基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，碳素纖維作為劃時(shí)代的補(bǔ)強(qiáng)材料，而備受青睞和關(guān)注。
(1)抗拉強(qiáng)度高，是同等截面鋼材的7-10倍。
(2)重量輕，密度只有普通鋼材的1/4。
(3)耐久性好，可阻抗化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境、氣候變化的破壞。
(4)施工方便快捷、省力節(jié)時(shí)、施工質(zhì)量易于保證。
(5)適用范圍廣，混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)均可進(jìn)行加固?？纱蠓忍岣邩?gòu)件的承載能力、抗震性能和耐久性能。
用途：
·混凝土結(jié)構(gòu)物、橋梁及建筑物的梁、柱、面板加固。
·隧道、港灣設(shè)施、煙囪、倉(cāng)庫(kù)、廠房的加固。
·受鹽害的混凝土、橋梁以及河川構(gòu)造物的防護(hù)和加固。
碳纖維加固法可用于混凝土結(jié)構(gòu)抗彎、抗剪加固，同時(shí)廣泛用于各類工業(yè)與民用建筑物、構(gòu)造物的防震、防裂、防腐的補(bǔ)強(qiáng)。
將抗拉強(qiáng)度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂預(yù)浸成為復(fù)合增強(qiáng)材料(單向連續(xù)纖維);用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)上，形成一個(gè)新的復(fù)合體，使增強(qiáng)粘貼材料與原有鋼筋混凝同受力增大結(jié)構(gòu)的抗裂或抗剪能力，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、抗裂性和延伸性。
工藝流程可以歸納為：施工準(zhǔn)備→放設(shè)施工線→基面處理→刷抹漆底膠→刮膩?zhàn)印迟N碳纖維布→表面養(yǎng)護(hù)→涂刷碳纖維膠。
1.混凝土表面處理
①、將混凝土構(gòu)件表面的殘缺、破損部分清除干凈。
②、對(duì)經(jīng)過(guò)剔鑿、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分，進(jìn)行修補(bǔ)、復(fù)原。
③、裂縫修補(bǔ)：縫寬小于0.2mm的裂縫，用環(huán)氧樹脂進(jìn)行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫。
④、打磨：將構(gòu)件表面凸出部分(混凝土構(gòu)件交接部位、模板的接槎等)打磨平整，修復(fù)后的構(gòu)件表面盡量平順。
⑤、清洗打磨過(guò)的構(gòu)件表面，并使其充分干燥。
2.缺陷部位涂刷底膠將配好的底膠(粘結(jié)劑)，用涂刷均勻于缺陷部位的砼表面。
3.構(gòu)件表面殘缺面的修補(bǔ)。用環(huán)氧膩?zhàn)訉?duì)構(gòu)件表面殘缺面的修補(bǔ)是十分重要的一步，要點(diǎn)如下：
①、膩?zhàn)又鲃?、固化催進(jìn)劑、固化劑按規(guī)定比例稱量準(zhǔn)確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻。
②、構(gòu)件表面凹陷部位用環(huán)氧膩?zhàn)犹钇?，修?fù)至表面平整。在殘缺修補(bǔ)中使用環(huán)氧膩?zhàn)訒r(shí)，要在氣溫-5℃以上，相對(duì)濕度小于85%的條件下施工。膩?zhàn)油抗魏螅砻嫒源嬖诘陌纪共诩y，應(yīng)再用砂紙打磨平整。
4.涂刷底膠：將配好的底膠(粘結(jié)劑)，用滾筒均勻涂刷于需要粘結(jié)的砼表面。
5.粘貼碳纖維：粘貼碳纖維材料之前，首先應(yīng)確認(rèn)粘貼表面干燥。氣溫在-10℃以上，相對(duì)濕度RH>85%時(shí)，如無(wú)有效措施不得施工。為防止碳纖維受損，在碳纖維材料運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裁切和粘貼過(guò)程中。應(yīng)用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸切斷碳纖維材料，每段長(zhǎng)度一般以不超過(guò)6m為宜。為防止材料在保管過(guò)程中損壞，材料的裁切數(shù)量應(yīng)按當(dāng)天的用量裁切為準(zhǔn)。碳纖維接頭必須搭接100mm以上。該部位應(yīng)多涂樹脂，其施工工藝要點(diǎn)如下：
①、粘貼樹脂的主劑、固化催促劑和固化劑應(yīng)按規(guī)定的比例稱量準(zhǔn)確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻。一次調(diào)和量應(yīng)以在可使用時(shí)間內(nèi)用完為準(zhǔn)。
②、粘貼時(shí)，在碳纖維和樹脂之間盡量不要有空氣?？捎霉ぞ哐刂w維方向在碳纖維材料上滾壓多次，使樹脂滲浸入碳纖維中。
6.養(yǎng)護(hù)粘貼碳纖維材料后，需自然養(yǎng)護(hù)1-2小時(shí)達(dá)到初期固化，應(yīng)保證固化期間不受外界干擾和碰撞。
7、涂裝。若加固補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件需要防火時(shí)，可在樹脂固化后涂刷耐火涂層。涂裝應(yīng)在樹脂初期固化后進(jìn)行，并應(yīng)遵守所用涂料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)定。
1)碳纖維單向織物布復(fù)合材,200克,250克,300克,以及碳纖維條形板
2)S玻璃布,(玄武巖布),單向織物(布)復(fù)合材,300克--450克
3)E玻璃纖維單向織物(布)300克--450克
4)改性環(huán)氧樹脂,用于粘貼纖維布碳素纖維加固材料是高強(qiáng)度碳纖維單向排列,用微量的樹脂浸滲后作為混凝土的修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)材料，其抗拉強(qiáng)度大約是鋼筋的10倍，并且具有重量輕、高彈性、高強(qiáng)度、高耐久性等特性。目前常用的碳纖維加固材料有國(guó)產(chǎn)的上海悍馬,進(jìn)口的有日本東麗,臺(tái)灣重億,美國(guó)赫氏Hexcel,新日本石油等
主要機(jī)具有砂輪切割機(jī)、角磨機(jī)、滾刷等，一般在2～4臺(tái)即可滿足工程要求。
每100平米面積碳纖維加固安排4名技術(shù)工人、6名普工。碳纖維布的施工應(yīng)由具過(guò)硬施工工藝技術(shù)的專業(yè)施工隊(duì)伍完成，并應(yīng)精心組織、精心施工.
1.所有進(jìn)場(chǎng)材料，包括悍馬碳纖維材料和膠粘劑材料，必須符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并具有出廠產(chǎn)品合格證，符合工程加固補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)要求。
2.碳纖維材料在運(yùn)輸、儲(chǔ)存中不得受擠壓，以免碳纖維受損，也不得直接日曬和雨淋，膠結(jié)材料應(yīng)陰涼密閉儲(chǔ)存。
3.各工序的施工質(zhì)量，由技術(shù)人員負(fù)責(zé)指導(dǎo)、監(jiān)督，每一道工序完成后提請(qǐng)技術(shù)員檢查、認(rèn)可后，才能進(jìn)行下道工序。
4.涂底層涂料應(yīng)涂刷均勻、不得漏涂，嚴(yán)禁在不適合氣溫條件下施工，添加溶劑稀釋后的涂料應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)用完。溫度低于7℃，相對(duì)濕度RH<85%，混凝土表面含水率在8%以下，無(wú)結(jié)露現(xiàn)象時(shí)，必須使用改性環(huán)氧樹脂。
5.構(gòu)件表面殘缺修補(bǔ)構(gòu)造物表面小孔、內(nèi)角必須用環(huán)氧膩?zhàn)有扪a(bǔ)平整，膩?zhàn)油抗魏?，表面仍存在的不平糙紋，應(yīng)再用砂紙磨平。
6.粘貼碳纖維
①貼碳悍馬碳纖維材料時(shí)須符合下述條件：a、碳纖維材料應(yīng)按規(guī)定裁切。b、氣溫、空氣濕度、構(gòu)件表面含水率等符合要求。c、底層涂料及膩?zhàn)舆_(dá)到指觸干燥(樹脂表面達(dá)到固化硬結(jié))。d、粘結(jié)樹脂的類型與施工時(shí)的氣溫適合，主劑和固化劑、固化促進(jìn)劑應(yīng)按規(guī)定的比例稱量準(zhǔn)確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻，一次調(diào)和量應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)用完。
②碳纖維粘貼的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：a、下涂和上涂滲浸入碳纖維束良好。b、碳纖維粘結(jié)嚴(yán)實(shí)。c、對(duì)于直徑在10mm以上30mm以下的空鼓，每平方米少于10個(gè)可認(rèn)為合格;若每平方米在10個(gè)以上，則認(rèn)為不合格，需進(jìn)行補(bǔ)修。對(duì)于直徑在30mm以上的空鼓，只要出現(xiàn)，即認(rèn)為不合格，需進(jìn)行補(bǔ)修。d、順纖維方向搭接長(zhǎng)度不小于100mm,各層之間的搭接部位不得位于同一條直線上，層間必須錯(cuò)開至少250mm。e、碳纖維材料規(guī)格，粘貼位置、長(zhǎng)度、寬度、纖維方向、層數(shù)符合規(guī)定。
7.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2011。
碳纖維加固，只要設(shè)計(jì)合理，與一般的粘貼鋼板法比較費(fèi)用差不多，但碳纖維加固法施工便捷，工效高，沒有濕作業(yè)，不需現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，施工占用場(chǎng)地少，在施工工期、施工條件方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。碳纖維加固法加固效果好，高強(qiáng)高效，適用面廣，質(zhì)量易保證，耐腐蝕及耐久性能。采用碳纖維加固修補(bǔ)后，基本不增加原結(jié)構(gòu)自重及原構(gòu)件尺寸。碳纖維加固具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、抗腐蝕、耐老化、耐久性好、物理性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn)。其抗拉強(qiáng)度是同等截面鋼材的7-10倍。用碳纖維加固材料修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)是近來(lái)發(fā)展而成的新型工法，與混凝土結(jié)構(gòu)形成一體共同工作，利用碳纖維材料的抗拉強(qiáng)度達(dá)到的增強(qiáng)構(gòu)件承載能力及剛度的目的。這項(xiàng)技術(shù)具有施工簡(jiǎn)便快捷、安全可靠、耐久性好，能適應(yīng)各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)外形，不影響原結(jié)構(gòu)的外觀等諸多優(yōu)點(diǎn)。已在混凝土結(jié)構(gòu)抗震修復(fù)加固補(bǔ)強(qiáng)工程中得到廣泛的應(yīng)用。