随着我国经济的不断发展,对公路、铁路运输的要求越来越高。其中,桥接技术是一个非常重要的环节。80年代以来,我国桥梁技术发展迅速。但是,桥梁养护、养护、维修和加固技术的发展相对缓慢,进展相对滞后。这是我国公路桥梁发展的主要技术缺陷。本文主要介绍使用碳纤维加固技术,使桥梁施工更稳定。
碳纤维增强材料及其性能
在混凝土结构中使用单向碳纤维材料加强建筑结构的加固和修复是近年来新兴的技术。这项新技术的优势在于它使用浸渍树脂将碳纤维材料制成的辅助部件牢固地粘在损坏的部件上。(沿破损混凝土构件受力方向,或垂直于破损构件受力方向)。由于碳纤维材料优异的韧性,它与构件充分结合,共同作用,发挥作用,从而有效地加强混凝土构件。
在桥梁加固施工中,通常使用两种材料,即碳纤维复合材料包括单向碳纤维布和粘结材料。下面我们来做一个简单的介绍。
单向碳纤维织物 是目前桥梁加固技术中应用最广泛的材料。单向碳纤维织物弹性好,不易断裂,强度高,能承受损坏部件带来的巨大压力,韧性好,能有效补偿损坏部件的功能。同时,单根纤维之间的强度变化小,在制造加工过程中强度稳定不变。
所述的功能的接合材料是连接单向碳纤维和损坏的混凝土构件一起,其作为一个键。因此,粘接材料是碳纤维与受损部件能否连接在一起的重要关键,也是两者之间传力路径中的薄弱环节。因此,粘结材料应具有足够的刚度、强度和韧性,以有效保证碳纤维与受损混凝土构件之间剪切力的传递,而不会因混凝土构件开裂而造成脆性粘结破坏。
碳纤维增强材料的主要特点
作为一种新型的高效桥梁加固技术,碳纤维加固技术具有以下特点
1 碳纤维增强的使用与其他增强方法的比较。由于碳纤维独特的强度和韧性,碳纤维的增强技术不会增加构件的承载压力,也不会进一步扩大截面尺寸。此外,碳纤维加固技术不会影响整座桥的结构外观,也不会减少桥下空间。
2 碳纤维增强技术的施工非常简单,技术并不复杂,因此无需使用大型设备。施工周期较短,施工过程可不受场地限制。当碳纤维与损坏的部件连接时,由于碳纤维布本身的柔性特性,碳纤维布可以与损坏的部件的任何形状连接以对其进行加固和成型,非常方便。
3 加固碳纤维布时,根据碳纤维布本身的刚度和强度,通过环氧树脂等粘结材料与损坏的混凝土构件有效粘结,无需设置额外的交错螺栓或凿凿混凝土,不得损坏原完好的构件。
4 用碳纤维布加固时,千碳纤维布本身就很有弹性。粘贴在破损混凝土构件表面时,能有效密封和连接破损混凝土构件表面的裂缝。并能强力抑制混凝土结构裂缝的产生,防止裂缝进一步扩大。
5 加固时,由于损坏部件老化,碳纤维布可多次使用,但碳纤维布可连续缠绕、重叠、粘贴在同一部位,以充分满足加固组件的要求。最终,加固的效果将是最佳的。
碳纤维增强技术计算
碳纤维加固技术虽然有诸多优点,但在施工中也不能马虎。必须经过严格细致的计算,才能进行施工。
1 碳纤维布虽然极富弹性,但在活荷载作用下只能承受部分承压。因此,在施工前的计算中,应根据相应的弹性模态比和极限应力法计算碳纤维布的应力状态。
2 补强碳纤维布时,技术人员应首先假设损坏部件的横截面。损坏的部件弯曲后,其横截面保持平坦。那么在加固时,粘贴碳纤维布材料的拉伸应变能力仍根据截面假设的计算确定,但不能超过碳纤维布材料的许用拉伸应变强度。
3 碳纤维布加固时,应注意钢筋的应力等于钢筋应变与其弹性模量的乘积,但不应小于设计强度值。否则,碳纤维布虽然柔韧性好,却无法承受巨大的压力。
4 在达到抗弯承载力的极限状态前,碳纤维板与混凝土必须可靠粘接,不发生粘接剥离失效。
5 碳纤维板钢筋混凝土结构破坏模式较多,与受拉钢筋的相关性较大。需要确定加强构件的最终状态。
结论
目前,我国的桥梁建设技术已进入世界领先水平,但遗憾的是,我国对桥梁养护并不是很关心。我以为搭一座桥就可以一劳永逸,却不知道这个想法大错特错。桥梁也有其使用寿命并且会老化。当桥梁损坏时,如果不能及时加固,会加速桥梁老化。因此,应重视桥梁加固技术。
因此,我们必须尽快认识到碳纤维加固技术在桥梁加固中的重要性。随着碳纤维修复加固技术的不断深入研究和进一步发展,这一先进技术将被工程界广泛接受和采用。切实有效地提高桥梁的通行荷载和安全性能,为我国公路工程建设服务
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