碳纖維布在橋樑加固中的探討

我國乃橋樑大國，尤其自改革開放以來，在橋樑建設方面我國取得了巨大的成就。然而伴隨著橋樑總數量的不斷上升，大部分橋樑正面臨技術標準低、通行能力差的問題，以至於無法滿足當今日益增長的交通需求，甚至已經威脅到橋樑的行駛安全。

為了保證橋樑的安全以及正常運營，延長橋樑的使用年限，對橋樑檢測、養護、維修等是必不可少的。但隨著橋樑使用年限的不斷增加，易出現承載能力下降、通行能力超限的問題，這時就需要對橋樑採取必要的維修與加固措施以滿足新的使用需求。

橋樑加固改造的基本條件

由於橋樑使用功能的特殊性，並非所有橋樑都適合加固。首先，加固改造後的橋樑，在承載力、耐久性能上都需滿足使用上的要求。對橋樑進行加固並非意味著可以無限制的提升橋樑承載力，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。避免出現加固體系受力滯後而混凝土結構優先破壞的情況。

其次，通過加固的橋樑應具有較明顯的經濟效益與社會效益。橋樑病害嚴重時可考慮採取廢除重建的形式，但這種方式不僅需要考慮新建橋樑的費用與耗時，拆除舊橋也會產生不菲的費用。一般情況下加固改造舊橋低於新建同規模橋樑投資的50%左右，因此在滿足安全情況下，採用加固改造的方法更具有優勢。

碳纖維布在橋樑加固中的應用

在橋樑加固中，必須儘可能地減少對原結構的擾動、損傷以及加固後自重的增加，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，在橋樑加固中可得到充分的發揮。因此碳纖維布在橋樑中，可用於主梁、墩台等承重構件中，也可在非承重構件中加固使用。

在橋樑的主梁加固中，可以將碳纖維布等效為鋼筋，沿橋樑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。碳纖維布也可用於軸心受壓的墩柱加固中，可採用環向圍束法，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。

需要注意的是，碳纖維加固不僅需要注意錨固還需要注意用量問題。首先碳纖維布強度高，用量過多會造成材料的浪費。其次碳纖維布的任意使用會降低混凝土的延性，影響受彎構件的破壞形式，造成碳纖維布受拉破壞轉變為受彎構件上部受壓區混凝土的突然壓壞，受壓破壞具有突然性，危險程度較高。

事實上，雖然碳纖維布在橋樑加固中施工方便且對原結構影響小，但礙於其受力滯後的特性，在橋樑加固中難以發揮材料的高強度優勢。而預應力碳板，結合預應力技術，能夠充分發揮碳纖維複合材高抗拉強度、同時改變梁受力性能，為橋樑加固提供了全新的方法。預應力碳板尤其適用於大跨徑橋樑的加固，正逐步得到越來越多的認可。

註：文章原創，歡迎聯繫「加固技術」進行授權轉載。

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