我國乃橋梁大國,尤其自改革開放以來,在橋梁建設方面我國取得了巨大的成就。然而伴隨著橋梁總數(shù)量的不斷上升,大部分橋梁正面臨技術標準低、通行能力差的問題,以至于無法滿足當今日益增長的交通需求,甚至已經(jīng)威脅到橋梁的行駛安全。
為了保證橋梁的安全以及正常運營,延長橋梁的使用年限,對橋梁檢測、養(yǎng)護、維修等是必不可少的。但隨著橋梁使用年限的不斷增加,易出現(xiàn)承載能力下降、通行能力超限的問題,這時就需要對橋梁采取必要的維修與加固措施以滿足新的使用需求。
由于橋梁使用功能的特殊性,并非所有橋梁都適合加固。首先,加固改造后的橋梁,在承載力、耐久性能上都需滿足使用上的要求。對橋梁進行加固并非意味著可以無限制的提升橋梁承載力,需要考慮到新的加固體系與舊的混凝土結構的整體性與共同工作。避免出現(xiàn)加固體系受力滯后而混凝土結構優(yōu)先破壞的情況。
在橋梁的主梁加固中,可以將碳纖維布等效為鋼筋,沿橋梁主拉應力方向粘貼碳纖維布,同時兩端設置錨固段,可有效防止裂縫的生成以及提高主梁的抗彎剛度;也可粘貼在梁的側面,發(fā)揮類似箍筋的作用機理,提高主梁抗剪承載力。碳纖維布也可用于軸心受壓的墩柱加固中,可采用環(huán)向圍束法,在墩柱上纏繞碳纖維布對柱體側向變形起到約束,進而提高墩柱抗壓強度。
在橋梁加固中,必須盡可能地減少對原結構的擾動、損傷以及加固后自重的增加,同時兼顧施工操作的可行性。碳纖維布輕質高強,且施工方便的特性,在橋梁加固中可得到充分的發(fā)揮。因此碳纖維布在橋梁中,可用于主梁、墩臺等承重構件中,也可在非承重構件中加固使用。
事實上,雖然碳纖維布在橋梁加固中施工方便且對原結構影響小,但礙于其受力滯后的特性,在橋梁加固中難以發(fā)揮材料的高強度優(yōu)勢。而預應力碳板,結合預應力技術,能夠充分發(fā)揮碳纖維復合材高抗拉強度、同時改變梁受力性能,為橋梁加固提供了全新的方法。預應力碳板尤其適用于大跨徑橋梁的加固,正逐步得到越來越多的認可。

碳纖維布樓板帶來建筑行業(yè)的全新時代
傳統(tǒng)的建筑加固的方式無非就是加厚建筑的表層,這種做法不僅僅對于建筑的整體加固性并沒有非常明顯的效果,還會因為加固的時候使用太多的材料,導致加固的成本過高,操作比較不簡便,在未來的使用中,也會因為保質期時間太簡短,所以就會有更多的工程在選擇加固材料的時候,都會選擇碳纖維加固。
可以說是開啟了建筑兼顧行業(yè)的全新模式,今天就帶領大家了解一下這種全新模式的優(yōu)點,你準備好了嗎?
1、在施工的過程中,碳纖維更節(jié)省空間;
2、碳纖維加固施工步驟簡單容易操作,在現(xiàn)場并不需要設立固定的措施;
3、碳纖維施工質量可以得到保證;
4、碳纖維加固技術是在不增加樓層本身重量的基礎上進行加固的,因此它更加的安全和耐用;
5、在防腐蝕方面,使用碳纖維加固技術的建筑項目更勝一籌。
碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種。碳纖維材料用于混凝土結構加固修補的研究始于80年代美、日等發(fā)達國家。
我國的這項技術起步很晚,但隨著我國經(jīng)濟建設和交通事業(yè)的飛速發(fā)展,現(xiàn)有建筑中有相當一部分由于當時設計荷載標準低造成歷史遺留問題,一些建筑由于使用功能的改變,難以滿足當前規(guī)范使用的需求,亟需進行維修、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。
碳纖維加固法可用于混凝土結構抗彎、抗剪加固,同時廣泛用于各類工業(yè)與民用建筑物、構造物的防震、防裂、防腐的補強;混凝土結構物、橋梁及建筑物的梁、柱、面板加固;隧道、港灣設施、煙囪、倉庫、廠房的加固;受鹽害的混凝土、橋梁以及河川構造物的防護和加固;之后的又一種新型的結構加固技術。
所有進場材料,包括碳纖維材料和膠結材料,必須符合質量標準,并具有出廠產(chǎn)品合格證,符合工程加固補強設計要求。
碳纖維材料在運輸、儲存中不得受擠壓,以免碳纖維受損,也不得直接日曬和雨淋,膠結材料應陰涼密閉儲存。
各工序的施工質量,由技術人員負責指導、監(jiān)督,每一道工序完成后提請技術員檢查、認可后,才能進行下道工序。
當然,如果要是選擇碳纖維加固價格上面也會有更多的優(yōu)勢,減少工程維護中的成本,還能夠大幅度提高工程的質量,碳纖維布加固的價格按照每平方來計算,一般碳纖維布加固的價格主要看碳纖維布和碳纖維膠水的質量,在一個要看施工的難易程度了,這兩方面決定了碳纖維布加固的價格。

隨著使用年限的推移,建筑物會出現(xiàn)各種各樣的病害,比較常見的,就是建筑物結構出現(xiàn)裂縫,小的裂縫不會有太大的影響,但是有的裂縫超過了一定的寬度和限值之后,就會影響建筑物的耐久性和適用性,裂縫一旦產(chǎn)生,就容易受各種因素影響,不斷擴大和腐蝕內部結構,所以人們現(xiàn)在對建筑物裂縫都非常重視。
目前常用的修補裂縫的方法就是利用碳纖維膠和碳纖維布進行修補加固。
裂縫對建筑物的危害一般分為以下幾點:
1.鋼筋腐蝕裂縫。這種是由于鋼筋出現(xiàn)空氣和水氣腐蝕,出現(xiàn)鐵銹,鐵銹使鋼筋體積變?yōu)樵瓉淼?~4倍,致使建筑水泥出現(xiàn)裂縫,裂縫加速鋼筋腐蝕,惡性循環(huán)。
2.低溫的影響。北方冬天氣溫變冷相對比較明顯,低溫導致熱脹冷縮出現(xiàn)裂縫,然后水氣進入裂縫之中,在低溫的時候水氣結冰,體積膨脹,擴大裂縫,久而久之裂縫增大,甚至腐蝕內部鋼筋。
所以,當建筑物出現(xiàn)裂縫時,就要用碳纖維膠和碳纖維布對建筑物進行修補。黏貼碳纖維布工藝是用單向碳纖維布,配套碳纖維膠,垂直于裂縫一條條排列粘貼,碳纖維布和原本的鋼筋混凝土結構共同受力,增大建筑物的抗拉和抗震能力,這種方法施工十分快捷方便,而且碳纖維布輕便,不會對原本建筑增加重量,是目前國際主流的裂縫處理方法。
對于我們從事加固行業(yè)的人來說碳纖維布也不定都不陌生,大家也經(jīng)常聽到一級300g、一級200g、二級300g、二級200g規(guī)格的碳布,那么對于這些規(guī)格的碳纖維布大家真的那么了解么?現(xiàn)在給大家介紹下如何區(qū)分這幾種規(guī)格的碳布。
根據(jù)碳纖維的強度等級可分為一級和二級。
一級碳纖維布和二級碳纖維布在外觀上是看不出區(qū)別的,只是力學性能有區(qū)別。
一級碳纖維布的抗拉強度≥3400MPa,彈性模量≥230GPa,伸長率≥1.6%;
二級碳纖維布的抗拉強度≥3000MPa,彈性模量≥200GPa,伸長率≥1.5%。
一級碳纖維布和二級碳纖維布在外觀上看不出區(qū)別,需要送實驗室進行檢測才可以分辨出碳布的強度等級。但不同廠家為了區(qū)別一級和二級會在生產(chǎn)時自己做好記號。
碳布按單位面積克數(shù)分為200g和300g,其實200g表示的是1㎡碳布的質量是200g,同理300g碳布表示的是1㎡碳布的質量為300g。
由于碳纖維的密度是1.8g/cm3,可以計算出300g碳布的厚度為0.167mm,200g的碳布厚度為0.111mm。有時候設計圖紙也會不提克重,而直接說厚度,其實厚度為0.111mm的碳布就代表的是200g碳布。
那么又如何區(qū)分200g/㎡、300g/㎡的碳布呢,其實簡單的方法直接數(shù)碳纖維原絲束的數(shù)量就可以。
我們加固行業(yè)用的碳纖維基本都是12K,12K碳纖維原絲的線密度為0.8g/m,所以10cm寬的200g/㎡碳纖維布擁有25束碳纖維原絲,10cm寬的300g/㎡碳纖維布擁有37束碳纖維原絲。
在碳纖維布采購時,經(jīng)常有人會問到碳纖維布的抗拉強度是多少,大部分人會告訴你是3400MPa,其實這個是一級碳纖維布的抗拉強度標準值。還有一個抗拉強度設計值也會偶爾提到。那這兩個值在實際中有什么意義呢?
碳纖維布加固法是將抗拉強度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結構上,形成一個整體,碳纖維材料與原有鋼筋混凝同受力增大結構的抗裂、抗剪、抗彎以及抗壓能力,提高結構的強度、剛度、抗裂性和延伸性,達到結構補強和改善結構受力的目的。

建筑加固改造是隨著建筑業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的,加固工程領域廣泛,涵蓋了房屋、橋梁、道路、隧道等各個不同的工程領域,是一個新型的朝陽行業(yè)。當然,加固方法也是有很多種,碳纖維加固、粘鋼加固、植筋加固法等,其中,以碳纖維布加固居多。
碳纖維結構加固技術是一種新型的加固技術,已經(jīng)得到較為廣泛的應用,并已產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益;在混凝土結構的加固中,碳纖維布主要是分擔鋼筋的受力,即碳纖維布的主要作用是提高結構構件的抗拉強度。
隨著建筑由于各種原因造成承載力降低、混凝土強度降低或需要提高抗震能力和修補建筑裂縫,碳纖維加固法加固效果好,高強高效,適用面廣,質量易保證,耐腐蝕及耐久性能,且這項技術具有施工簡便快捷、安全可靠、耐久性好,能適應各種復雜的結構外形,不影響原結構的外觀等諸多優(yōu)點,碳纖維布補強技術將有廣闊的應用前景。
碳纖維加固修補技術具有如下的優(yōu)越性:
(1)優(yōu)異的力學性能,可有效地應用于多種形式的結構補強,包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、抗震、抗風、控制裂縫和撓度的擴展、增加結構的延性。
(2)優(yōu)異的化學穩(wěn)定性,使經(jīng)過補強和維修的結構具有極強的抗酸、堿、鹽、紫外線侵蝕和防水能力;具有足夠的適應氣溫變化的能力。易子外加防火涂層后有效地防火??梢源蟠笤鰪娊Y構對惡劣外部環(huán)境的適應能力,延長結構壽命,這是包鋼方法不可比擬的。
(3)材料的輕質高強,可以不增加結構體積,所增加的結構自重幾乎可以不計。這是傳統(tǒng)方法做不到的。
(4)施工工序簡單,可用小型電動工具操作,不像傳統(tǒng)補強方法需要眾多工種、大量勞動力、大型施工設備及吊裝機械。因而可以在傳統(tǒng)技術無法施工的有限作業(yè)空間內實施。而且進度快、工期短,更能在持續(xù)交通有振動的情況下操作。從而大大縮短工程停工、停止運營或斷路施工的時間,極大地降低經(jīng)濟損失和社會影響。
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