cfrp加固混凝土综述

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CFRP加固钢筋混凝土梁疲劳性能研究综述

CFRP加固技术施工便捷，工效高，不需要大型施工机具，施工占用场地少；具有较强的变形性能，可以在各种形状的结构物上进行修补，适用面广；粘接质量易保证，即使被加固的结构表面不是非常平整，也基本可以达到 100%的有效粘贴率。
材料是决定此加固方法效果的关键，CFRP材料和专用结构胶的选取直接决定着加固质量。两种不同材料工作的滞后效应影响着加固结构的工作效率。弹性模量与强度的比值过低，与钢筋混凝土共同工作时 CFRP的强度得不到重分发挥。另现场施工时还应注意防火问题。
赵少伟、张晓彬等[3]对 6根大比例的混凝土梁进行有粘接预应力 CFRP板加固梁试验，发现经预应力碳纤维板加固的损伤梁疲劳性能与完好梁相近；预先 /%
施加 60%预拉力试件的钢筋应变、裂纹间距及宽度较部滑移量呈增长趋势；应力水平越高对剪应变沿黏结
40%的试件均有所增大，疲劳性能显著降低；预应力长度的分布规律及端部滑移情况的影响越明显，剩余
CFRP材料的弹性模量与钢材接近，仅靠粘接力加固在正常使用状态下碳纤维未能充分利用、对试件的受力性能无显著改善作用且主要以粘结界面失效而破坏。采用不同的加固方式可有效改善加固梁的受力性能。
易正翔、李昂等[2]通过不同孔径及孔距 CFRP板条混凝土梁的拉拔试件(6个外贴式，6个内嵌式)研究了开孔 CFRP板条与混凝土粘接性能。结果表明： CFRP板条开孔可以显著增加 CFRP与混凝土粘结界面的延性；任何形式的开孔 CFRP板条组合界面的粘接强度均明显提高；在一定范围内，随着 CFRP板条开孔直径的增大，组合界面的粘接强度逐步增加；小距离开孔对粘接效果的提高仅在一定范围内有效。
①预应力 CFRP加固梁可极大地提高试验梁的服役寿命，采用预应力锚具在两端进行可靠锚固，还能避免碳纤维片材与钢梁表明过早发生剥离破坏。可见预应力碳纤维加固在结构加固中具有较好的应用前景。

结构加固新型技术，施工碳纤维布（CFRP）工法

结构加固新型技术，施工碳纤维布（CFRP）工法碳纤维布（CFRP）加固修补结构技术是一种新型的结构加固技术，它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以达到对结构及构件加固补强的目的。

工艺原理加固机理是将碳纤维布采用高性能的环氧类粘结剂粘结于混凝土构件的表面，胶结材料作为它们之间的剪力连接媒介，形成新的复合体，使增强贴片与原有钢筋共同作用，增大了结构抗拉及抗剪能力，可有效提高结构的强度，延性及抗裂性。

利用碳纤维布良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。

材料CFRP加固修补混凝土结构所用材料主要为碳纤维布与粘贴用树脂。

1、碳纤维布的抗拉强度应按纤维的净截面面积计算，净截面面积取碳纤维布的计算厚度乘以宽度。

碳纤维布的计算厚度取碳纤维布的单位面积质量除以碳纤维密度。

单层碳纤维布的单位面积碳纤维质量不宜低于150g/㎡，且不宜高于450g/㎡。

在施工质量有可靠保证时，单层碳纤维布的单位面积碳纤维质量可提高到600g/㎡。

2、粘结剂要有足够的粘结性能，工艺过程中各部位所使用的环氧树脂胶结材料的种类、型号，应根据施工时的温度、湿度进行选择。

应正确掌握主剂和固化剂的配比，使渗透性、粘稠度、固化速度等方面能满足不同季节施工的需要。

采用碳纤维片材对混凝土结构加固时，应采用与碳纤维片材配套的底层树脂、找平材料、浸渍树脂或粘结树脂。

3、在受弯加固和受剪加固时，被加固的混凝土结构构件，其现场实测混凝土强度等级不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘结强度不得低于1.5MPa。

采用封闭粘贴碳纤维片材加固混凝土柱时，混凝土强度等级不应低于C10。

4、主要机具：角向磨光机、砂纸、剪刀、凿子、榔头、台秤、卷尺、水平仪、铅锤、专用滚筒、刮板、搅拌容器、橡胶抹子、滚洞刷子、搅拌器、防护眼镜、橡胶手套、口罩等。

特点1、材料高强高效，便于加工成多种尺寸，适用面广，质量易保证。

2、施工便捷，工效高，没有湿作业，不需现场固定设施，施工占用场地少。

探讨CFRP加固钢筋混凝土梁

探讨CFRP加固钢筋混凝土梁摘要：本文结合某工程实例，介绍了碳纤维复合材料在结构构件加固中的计算方法，并对施工工艺进行了讨论，仅供同行参考。

关键词：CFRP；加固；钢筋混凝土梁；工艺0引言碳纤维布加固修补结构技术是一种新型的结构加固技术，它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以达到对结构及构件加固补强的目的。

碳纤维材料（CFRP）用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家，我国起步很晚，近年来发展十分迅速，在众多领域得到了广泛的应用。

在钢筋混凝土结构使用过程中，由于各种原因，经常会造成钢筋混凝土主体构件开裂。

对混凝土构件的裂缝可以采取多种方法进行补强加固，其中碳纤维布加固技术是新近发展起来的一种结构加固方法。

1 碳纤维加固结构构件技术原理碳纤维材料具有高强度、高弹性模量、质量轻及耐腐蚀性好等特点。

加固修复混凝土结构所用碳纤维材料主要为碳纤维材料与配套树脂。

碳纤维的抗拉强度为建筑钢材的10倍左右，而弹性模量与钢材相当，某些种类（如高弹性）碳纤维的弹性模量甚至是钢材的2倍以上，且施工性能与耐久性良好，是一种很好的加固修复材料；配套树脂则包括底层树脂、找平树脂及粘结树脂，前两者的作用是为了提高碳纤维的粘结质量，而后者的作用则是使碳纤维与混凝土能够形成一个复合性整体，并且共同工作，提高结构构件的抗弯、抗剪承载能力，达到对结构构件进行加固、补强的目的。

2加固工程概况某三层工业厂房，底层采用梁柱结构，主梁跨度为8.2m，梁间距为6m，梁截面尺寸为；上层为砖混结构。

主梁采用预制钢筋混凝土梁，顶端通过预埋件与柱侧预埋钢板进行焊接。

混凝土强度等级为C25，当龄期达到60天时对其进行取芯，强度代表值为20.3MPa，没有达到设计要求。

对其分析原因后，决定选择粘贴碳纤维布进行加固。

3碳纤维布加固框架梁设计3.1基本假定用碳纤维材料加固后，混凝土梁的极限承载力计算与普通混凝土梁有所不同，其基本假定为:(1)受拉区混凝土的作用忽略不计；(2)梁受弯后，混凝土、钢筋及碳纤维应变符合平截面假定；(3)碳纤维材料采用线弹性应力-应变关系：。

CFRP对既有结构加固的研究综述

建筑工业出版社，2007．
（下转第 7 页）
设工程的可持续发展。
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作者简介：杨勇（ 1977 年 11 月生），男，辽宁省鞍山市人，学位：工
业，2014（ 09）： 325．
学学士，职称：副教授，工程师研究方向：土木工程。
究［J］．土木工程学报，2010（ 3）： 15 － 23．
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CFＲP 是由基体材料和碳纤维增强材料按照一定比例混合的高性能新型复合材料。高强度的碳纤维承担大部分应力，基体材料则起包裹纤维和传递剪力的作用。
CFＲP 对既有结构补强方法是将碳纤维片材（纤维布或板）用树脂浸润后粘贴在需要加固的混凝土梁、板的受拉一侧表面上。CFＲP 依据其长短分为长纤维和长纤维，而长纤维又因其形状有：片材、棒材、型材和用于特殊构造的材料。纤维布是由连续的单向长纤维编制而成，纤维板则是经过层层铺设并浸润树脂最后固化预制成型等工艺制成。

粘贴碳纤维布加固混凝土梁技术

粘贴碳纤维布加固混凝土梁技术摘要：钢筋混凝土结构诞生于19世纪，发展应用的历史约100年左右，而混凝土结构加固的历史更短，仅30~40年左右，但以设计基准期来推算，我国已有的混凝土结构，目前大多数正处于维修、加固、改造的高峰期。

碳纤维（CFRP）加固技术是一种新兴的、技术含量高的结构补强加固方法。

可广泛用于各种类型和形状的混凝土结构，且不改变结构形状以及不影响结构外观。

利用树脂类材料把碳纤维粘贴于结构或者构件表面，形成复合材料体CFRP，通过其与结构或构件协同工作，达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。

关键词：房屋建筑；施工质量；控制引言碳纤维聚合物CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer以下简称CFRP)加固混凝土结构是近十年发展起来的新兴加固技术，由于CFRP优异的物理力学性能，碳纤维加固技术已成为国内工程界的研究热点。

碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维，碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。

但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。

按力学性能碳纤维可分为通用型和高性能型，按原材料可以分为聚丙烯腈基（PAN）碳纤维和沥青基碳纤维。

1、碳纤维布加固技术优点工程加固中多采用聚丙烯腈基碳纤维。

碳纤维加固钢筋混凝土结构具有以下优点：（1）高强高效碳纤维的抗拉强度是钢筋的7~12倍，弹性模量一般比钢筋略高，能有效的提高原结构的承载力和延性，改善结构的受力性能。

常用碳纤维的力学性能见表1.1。

表1.1常用碳纤维的力学性能碳纤维种类抗拉强度（N/mm2）弹性模量（KN/mm2）延伸率（%）单位密度（g/cm3）普通2050~3500215~2351.2~2.01.5~1.6高强度3500~4800230~241.4~2.0特高强度4800~6000215~2351.5~2.3高弹性模量2500~3100350~500.5~0.9超高弹2100~500~700.2~性模量240000.4（2）施工方便、施工质量容易保证碳纤维加固施工现场不需要湿作业，不需要大型施工机械，占用空间小，在结构胶硬化后3~7天即可发挥作用。

CFRP加固混凝土结构的优点及施工技术要素

CFRP加固混凝土结构的优点及施工技术要素摘要：目前，纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Plastic，简称FRP）用于加固混凝土结构的技术已经日渐成熟。

FRP材料主要有：碳纤维增强塑料（CFRP）、玻璃纤维增强塑料（GFRP）和芳纶纤维增强塑料（AFRP）。

CFRP 除了具有自重轻、强度高、还具有良好的耐腐蚀性能，因此在加固和修复混凝土结构工程领域有着广泛的应用前景，然而CFRP加固混凝土结构还面临着很多的技术性难题有待研究。

由于作者近两年接触了较多房屋加固工程，如广州市知用中学教学楼项目、广州卫生学校学生宿舍楼项目，都采用到了CFRP加固混凝土结构的技术，然而施工员的技术水平。

作者为了进步了解CFRP加固混凝土结构的技术，查阅了大量的资料，将作者对CFRP技术的思考和理解总结于下文。

关键词：碳纤维增强复合材料（CFRP）;（CFRP）力学性能;混凝土结构Abstract: In the past two years, the author contact with the reinforcement of more housing, such as Guangzhou City to know the middle school project, the Guangzhou Health School student dormitory project, it all used to the technology of CFRP reinforced concrete structures, however, construction members of the technical level. Of CFRP reinforced concrete structures technology in order to progress to understand, access to large amounts of data are summarized in the following of thinking and understanding of CFRP.Key words: carbon fiber reinforced composite materials (CFRP); (CFRP) mechanical properties; concrete structures一、CFRP纤维材料混凝土加固技术现状CFRP纤维材料通常加固钢筋混凝土结构的方法是将它粘贴在混凝土的表面，通过树脂将CFRP纤维材料与混凝土有效的粘结以实现它们之间传递受力的作用。

CFRP加固钢筋混凝土梁可靠度分析

CFRP加固钢筋混凝土梁可靠度分析CFRP加固钢筋混凝土梁可靠度分析钢筋混凝土是目前广泛应用的重要结构材料之一，但在使用过程中，由于受到外部环境、荷载等多种因素的影响，其受力性能会逐渐下降，出现裂缝、变形等现象，从而影响结构的安全性。

为解决这一问题，一种比较常见的加固方法就是采用碳纤维增强聚合物（CFRP）对钢筋混凝土梁进行加固。

CFRP加固可以有效改善梁的受力性能，提高其承载能力和耐久性，但由于加固材料和传统材料的特性差异，CFRP加固梁的可靠度分析也需要另外进行考虑。

在进行CFRP加固梁可靠度分析时，需要考虑加固材料的特性对梁的受力性能影响、加固层与混凝土的粘结力等因素。

首先，需对梁的力学性能进行分析。

在CFRP加固前，需要对梁进行弯曲试验，获得梁的力学性能参数，如弹性模量、极限弯曲强度、屈服点等。

这些参数可用于确定加固方案和优化参数，为CFRP加固提供基础参数。

进一步考虑CFRP增强层与混凝土的粘结力。

粘结力的大小直接影响加固层和混凝土的受力传递效率，从而影响梁的整体受力性能。

粘结力还与环境因素、荷载水平等因素有关。

此外，CFRP 增强层的初始应力状态和应力释放过程对粘结力也有一定影响。

基于以上因素，进行CFRP加固钢筋混凝土梁可靠度分析需要进行多参数考虑。

通过建立CFRP加固钢筋混凝土梁的可靠度计算模型，通过获得梁的受力历程，确定加固梁在不同工作状态下的可靠度，并考虑加固材料和混凝土的性能变化影响。

在进行计算时，应考虑各种不确定因素，如荷载、环境因素、材料参数、粘结力参数等。

通过蒙特卡罗模拟等方法，获得在不同不确定因素下梁的可靠度。

从而，有助于确定CFRP加固梁的强度可靠度指标，对加固方案的优化实现提供理论支撑。

在实际工程中，CFRP加固钢筋混凝土梁可靠度分析是一个很重要的问题，特别是在进行重大工程和加固项目时，由于各种外部因素的干扰，增加了梁的出现问题的概率。

因此，合理地进行可靠度分析成为一个必要的工作。

cfrp加固钢筋混凝土梁

» 第一部分：研究背景以及意义 » 第二部分：推导了CFRP加固钢筋混凝土梁的极限抗弯承载力的公式 » 第三部分：运用ANSYS进行CFRP加固钢筋混凝
土梁的数值模拟
» 第四部分：结论
» 碳纤维布未达到许用拉应变，受压区混凝土被压碎
» 碳纤维布达到许用拉应变，受压区混凝土未被压碎
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1．非线性方程组解法使用Newton-Raphson(牛顿-拉普森)平衡迭代 » 在每一步求解之前，Newton-Raphson方法先估算不平衡荷载大小，即恢复力(与模型应力相对应的荷载值)与拟施加的外荷载之间的差值。 » 然后，程序进行一个线性求解，并检查不平衡荷载是否满足容许公差的限值要求。如不能满足，则重新计算出不平衡荷载大小，调整刚度矩阵，并进行新一轮的求解。 » 上述过程不断重复，直至程序收敛为止。
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2．收敛准则钢筋混凝土的非线性特性较强，本文计算中，当采用力检查时，容许公差限值设为0.5％。
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3．混凝土失效准则 solid 65单元能考虑混凝土开裂和压碎两方面的失效。如果混凝士的拉断功能选项被打开，梁的有限元模型可能会过早发生破坏,所以将混凝土单轴抗拉强度输入为-1。
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在一定程度上有效代替试验分析方法
˃ CFRP简介：碳纤维增强复合材料 (carbon fiber reinforced
polymer）的缩写，特点是轻质高强，F1赛车的很多部件都
用这种材料制成，比如单体壳，波音 747 客机，阿帕奇 …… 现在， CFRP 也被广泛运用于工程中，如桥梁加固、维修。工程中结构因时间积累，产生结构破坏。采用碳纤维结构加固、维修的方法是现代工程技术常用的方法。

CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的发展及现状

CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的发展及现状1. 引言- 介绍预应力加固技术的背景和意义- 简述CFRP片材作为预应力加固材料的优势2. 预应力加固钢筋混凝土梁的发展历程- 回顾预应力加固技术的发展历程和应用范围- 分析CFRP片材在预应力加固领域的出现和发展3. CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的原理与构造- 介绍CFRP片材作为预应力材料的原理和构造- 分析CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的加固原理和构造4. CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的应用状况- 综述目前CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的应用状况- 分析CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的优点和不足之处5. 结论与展望- 总结CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的发展历程和特点- 展望CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁在工程中的应用前景和研究方向第一章：引言随着社会和经济发展的不断推进，各种建筑物和基础设施的建设也越来越普及化、规模化和特殊化。

尤其是在地震、风灾等突发性自然灾害频发的背景下，建筑物的抗震等的安全性问题越来越成为人们关注的焦点和热点问题。

预应力加固钢筋混凝土梁作为提高建筑抗震能力的有效手段日益受到重视。

近年来，作为预应力加固材料的碳纤维复合材料（CFRP）片材在预应力加固领域的使用越来越广泛。

因此，本文主要探讨CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的发展和现状，为相关工程人员提供一定的参考。

第二章：预应力加固钢筋混凝土梁的发展历程预应力加固钢筋混凝土梁作为提高建筑抗震性能的一种重要手段，其发展历程可追溯到上世纪50年代，当时人们开始关注预应力加固技术的应用。

70年代，在国内外工程界都逐渐形成一批成功案例，特别是美国先导性建筑物的成功，加速了预应力加固技术的发展。

80年代以后，随着工程科技的快速发展，预应力加固技术逐渐成熟，同时在建筑物的抗震设防要求不断提高的情况下，预应力加固钢筋混凝土梁在工程领域的应用得到了广泛推广和应用。

CFRP复合材料在加固混凝土结构中的应用现状

度等进行了观察Ｉ。盛光复等人通过外部粘・Ｉ贴碳纤维布加固钢筋混凝土梁剪弯段，研究碳纤维条不同粘贴高度和开口端有无压条的不同情况的梁的抗剪破坏特征、受剪承载力及影响因素进行了研究与分析，并将试验结果与规程的设计计算值进行了比较；李忠ｌ献等通过对碳纤维加固粱抗扭性能研究，应用变角度空间桁架模型对箱梁模型的抗扭承载力进行理论计算，并与试验结果进行比较ｉ李源等人对普通钢筋混凝土梁和预应力，ｌ２ＣＲ复合材料在加固混凝土结构中的混凝土梁进行了加固后的疲劳试验研究。试ＦＰ验研究表明，碳纤维布加固的混凝土梁经应用现状ＣＲＦＰ用干混凝土结构加固修补的研究２０万次疲劳后，强度和刚度不会降低，不０始于２０世纪８０年代美、日等发达国家，８会发生剥落和脆断现象，完全符合实用要求０年代末及９０年代初，日本的众多大学、科ｌ４ｌ研机构、材料生产厂家相继进行大量了的研２２．板板作为一种重要的受弯构件，在加固领究。ＣＲＦＰ以其优异的力学性能、简便的施工工艺、良好的耐腐蚀和耐久性得到了普遍域同样得到研究人员和工程师们的审视。主的认同。特别是在日本阪神大地震以后，用要研究板存使用碳纤维加崮后承载力的改
摘要：介绍了碳纤维增强聚合物（Ｐ）ＣＩＲ材料的性能、特点，在混凝上结构加固领域的应用及方法，综述了此种新型加固方法在国内外的研究及应用现状，蚪种新型的加固技术。ＣＦＲＰ材料以其轻质、高强、适用面广、耐久性好、抗腐蚀等优越的性能Ｔ在为人们广泛接受。Ｆ关键词：ＣＲＰ混凝ｔＦ结构加固中图分类号：Ｔｕ５９９文献标识码：Ａ

CFRP布加固混凝土结构的本构关系综述

CFRP布加固混凝土结构的本构关系综述摘要：随着CFRP布加固混凝土结构技术较为广泛应用于加固领域，优化加固方法已成为设计者和研究者关注的主要问题之一。

他们又往往借助于实验和有限元软件进行模拟和分析。

本文对有限元计算中所要采用的离散单元和本构关系进行分析和总结，在理想化的结构模型前提下，选取CFRP布加固混凝土结构中的混凝土、钢筋、GFRP布、粘结单元等四个离散单元，通过整体式、组合式、离散式三种计算模型对材料及材料之间，即混凝土、钢筋、GFRP布、混凝土和钢筋、混凝土和GFRP布的本构关系进行分析。

关键词：CFRP布；有限单元法；离散单元；本构关系；引言目前，对建筑物的加固方法有许多种，其中碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber Rein--forced Polymer，简称CFRP)用于加固是一项较为成熟的技术。

由于CFRP 具有很高的强度、极好的耐腐蚀性与耐久性，以及施工便捷等优点，在对混凝土结构进行加固过程中可以充分利用其高强度、高模量的特点来提高构件的承载力和延性，以达到高效加固的目的。

利用非线性有限元方法对CFRP布加固混凝土构件进行分析计算，不仅能够模拟出结构内力和变形发展的全过程，而且能够描述结构二次受力后裂缝的形成和发展，以及其破坏过程和形态，从而揭示出结构的薄弱部位和环节，以利于优化结构设计。

有限元方法是基于材料的一般特性，如材料的破坏准则、本构关系和开裂特性等，建立的理论分析方法。

结构的破坏是伴随着这些材料的非线性发生的，因此对其进行非线性有限元分析是十分必要的。

有限元分析的内容是极为广泛的，这里着重谈下离散单元、计算模型及其本构关系的选取。

1. 结构的理想化用有限元法分析钢筋混凝土结构的性能，首先要将实际上是连续的结构，换成一个由许多离散单元组成的结构物，这些单元仅在结点处相互联接。

由于CFRP 布加固钢筋混凝土结构是由四种不同的材料所组成，因此在划分单元时也必须作相应的处理。

碳纤维增强复合材料加固混凝土结构技术规程

碳纤维增强复合材料加固混凝土结构技术规程碳纤维增强复合材料加固混凝土结构技术规程在这篇文章中，我将深入探讨碳纤维增强复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer，简称CFRP）在加固混凝土结构中的应用，以及相关的技术规程。

CFRP是一种由碳纤维和树脂组成的材料，具有优异的抗张强度和刚度。

它已被广泛应用于建筑、桥梁和道路等领域，用于加固和修复老化或受损的混凝土结构。

通过引入CFRP材料，可以有效提高混凝土结构的承载能力和抗震性能。

下面，我将按照从简到繁、由浅入深的方式来逐步介绍碳纤维增强复合材料加固混凝土结构的技术规程。

1. 介绍先来简单介绍一下碳纤维增强复合材料和混凝土结构的基本知识。

碳纤维增强复合材料是由碳纤维和树脂基体组成的复合材料，具有超强的拉伸强度和刚度。

而混凝土结构是一种常见的建筑结构材料，用于建造房屋、桥梁和基础等。

2. 加固原理介绍碳纤维增强复合材料在加固混凝土结构中的原理。

CFRP材料可以通过粘结在混凝土表面或灌浆进裂缝中，与混凝土共同工作，增加结构的强度和刚度。

CFRP材料还可以提供一定的防腐和耐久性。

3. 加固方法详细介绍碳纤维增强复合材料加固混凝土结构的方法。

包括表面粘贴、外包围、梁加固等。

每种方法都会根据结构的具体情况选择合适的加固方法。

4. 技术规程介绍碳纤维增强复合材料加固混凝土结构的技术规程。

这些规程包括材料的选用、施工工艺、加固层厚度和粘接性能等方面。

这些规程是为了确保加固效果和工程质量，需要严格遵守。

5. 加固效果评估讲解如何对加固效果进行评估。

主要包括载荷试验和监测技术。

通过对加固结构进行载荷试验，可以评估加固后的结构承载能力是否达到设计要求。

监测技术可以实时监测结构的变形和应力。

6. 应用案例展示一些实际应用案例，以便读者更好地理解碳纤维增强复合材料加固混凝土结构的实际效果。

包括桥梁加固、建筑物加固和道路加固等方面。

总结：通过本文的深入探讨，我们了解到碳纤维增强复合材料加固混凝土结构的技术规程。

混凝土梁加固新技术

混凝土梁加固新技术混凝土梁加固是一项重要的工程，因为它可以帮助保证建筑结构的安全和稳定性。

为了提高混凝土梁加固的效果和质量，现在出现了一些新的技术，本文将详细介绍这些技术的具体步骤和要点。

一、混凝土梁加固的意义混凝土梁是建筑结构中承受水平荷载和垂直荷载的重要部分，因此其安全性和稳定性至关重要。

当混凝土梁出现裂缝、变形等问题时，需要进行加固处理，以保证建筑的安全和稳定。

加固混凝土梁可以提高其承载能力，延长其使用寿命，同时还可以提高建筑结构的整体稳定性和安全性。

二、混凝土梁加固的新技术1. CFRP加固技术CFRP是一种高强度、高模量的纤维材料，可以用于加固混凝土结构。

CFRP加固技术是一种常用的混凝土梁加固技术，它采用CFRP板材或CFRP绳索对混凝土梁进行加固。

具体操作步骤：（1）清洁表面：将混凝土梁表面清洁干净，去除污垢和附着物。

（2）打钉：在混凝土梁表面钻孔并打入锚钉。

（3）涂胶：将CFRP板材或CFRP带子涂上专用的胶水，然后将其粘贴到混凝土梁表面上。

（4）固定：使用专用的固定夹具将CFRP板材或CFRP带子固定在混凝土梁表面上。

（5）养护：在CFRP板材或CFRP带子固定后，需要进行养护，保证胶水充分固化。

2. UHPC加固技术UHPC是超高性能混凝土的缩写，具有高强度、高韧性等特点，可以用于加固混凝土结构。

UHPC加固技术是一种新兴的混凝土梁加固技术，它采用UHPC材料对混凝土梁进行加固。

具体操作步骤：（1）清洁表面：将混凝土梁表面清洁干净，去除污垢和附着物。

（2）打孔：在混凝土梁表面钻孔，然后将钢筋插入孔中。

（3）涂胶：在钢筋上涂上专用的胶水。

（4）喷涂：使用喷涂设备将UHPC材料喷涂到混凝土梁表面上，保证其充分覆盖钢筋。

（5）养护：在UHPC材料固化前需要进行养护，保证其充分固化。

3. 碳纤维布加固技术碳纤维布是一种高强度、高模量的纤维材料，可以用于加固混凝土结构。

碳纤维布加固技术是一种常用的混凝土梁加固技术，它采用碳纤维布对混凝土梁进行加固。

CFRP粘贴加固钢筋混凝土结构的加固方法

三．CFRP粘贴加固钢筋混凝土结构的加固方法利用CFRP材料对钢筋混凝土结构的加固主要有抗剪加固、抗弯加固和抗压加固。

抗剪加固主要是将碳纤维片材（一般采用的是碳纤维布）粘贴于构件的剪跨区，起到与箍筋类似的作用，以提高构件的抗剪承载力，加固的原理是利用碳纤维布对混凝土的约束来抑制剪切裂缝的开裂和发展。

在抗剪加固中，将CFRP沿混凝土受拉主应力方向粘贴，来提高构件的抗剪能力；但为施工方便，工程上经常采用将CFRP与构件纵轴方向垂直的加固方式。

根据系统的对加固与未加固梁的抗剪承载力试验研究试验结果表明：（1）梁的配箍率越低，受剪承载力提高程度就越大；（2）在其它试验参数均相同的情况下，剪跨比较大的加固梁，其加固效果更加明显，破坏形态也从脆性的斜拉破坏转变为变形性能稍好的剪压破坏；（3）碳纤维布层数越多，布带宽度越大或间距越小，则加固梁的抗剪承载力提高得越多；（4）在碳纤维布用量相同的情况下，布条间距小的方案要优于布条层数多的方案。

另外，试验还指出用碳纤维布加固梁时，碳纤维条之间的距离不宜过大，否则不但起不到良好的加固效果，反而会降低原构件的抗剪能力。

抗弯加固主要是利用碳纤维抗拉承载力高的特性，将碳纤维布粘贴在构件的受拉面，使之与混凝土共同承受荷载，以提高构件的受弯承载力，从而达到对构件的抗弯加固的目的。

试验研究表明影响碳纤维布加固效果的主要因素有：碳纤维布的用量、加固区段的范围、混凝土强度、配筋率、碳纤维布端部锚固情况以及加固前构件的受载情况等，通过粘贴CFRP 可以有效地提高构件的抗弯承载力，尤其是构件的极限承载力，增加构件的延性，使构件的破坏模式向有益的方向发展。

在抗压加固时，将CFRP封闭缠绕在柱子上，提高柱子的抗震性能。

对受压的混凝土构件进行CFRP加固，可分为二种方式——整体环向包裹和分条环向包裹；其受力机理是利用碳纤维环向高抗拉强度来限制受压构件径向变形，从而提高构件的受压承载力。

通过碳纤维布缠绕钢筋混凝土圆柱的轴心受压试验研究发现，加固后柱的极限承载力与延性有明显的增加，增加幅度与碳纤维布的规格和层数有关；而且最终的破坏形态一般为纤维布在柱的棱角处被剪坏，具有一定的突然性，但破坏前有声音预兆，使破坏具有可预测性。

浅析CFRP材料加固混凝土结构应用

浅析CFRP材料加固混凝土结构应用1、CFRP材料的性能及特点根据所用的纤维材料的种类和性能，常见的CFRP材料有碳纤维增强塑料（CFRP）、玻璃纤维增强塑料（GFRP）、芳纶纤维增强塑料（AFRP）和混杂纤维增强塑料（HFRP），其中在结构加固中应用最为广泛是碳纤维（CFRP）。

CFRP材料具有抗拉强度高、质量轻、热膨胀系数低、抗腐蚀等优点被国内外学者研究和利用，然而其本身也存在着抗剪强度低、价格昂贵等缺点，具体如下：CFRP材料优点：（1）抗拉强度高。

（2）抗腐蚀耐久性好。

与钢筋相比，CFRP具有好的抗腐蚀和耐久性，若作为传统钢材的替代品，可以大大减少由于钢筋腐蚀造成的经济损失。

（3）自重轻。

相比较钢筋，CFRP对结构几乎不增加荷重，这对于结构的维修和加固是非常有益的。

（4）热膨胀系数与混凝土相近。

像钢筋与混凝土一样，保证了CFRP与混凝土协调工作。

（5）操作安装容易，施工速度快。

CFRP密度仅为钢材的25%左右，质量比钢构件要轻得多，所以，在运输、操作、安装等工序都比钢制构件要便捷、容易，而且时间短、速度快。

CFRP材料的缺点：（1）抗剪强度很低。

一般不超过其抗拉强度的10%，受力时，很容易被剪断，所以在将CFRP预应力筋、进行材性试验或者拉索时，相应的锚、夹具需专门研制。

（2）弹性模量低。

若想让CFRP发挥大的强度，需要其有大的变形，不施加预应力的CFRP利用率比较低。

（3）价格较贵。

CFRP由于生产工艺比较复杂，所以价格就比较昂贵，不过随着科技的进步和生产工艺的提高，相信价格会降低的。

2、CFRP材料加固混凝土结构的方法及研究2.1传统的加固方法在FRP材料被广泛应用于混凝土建筑物加固之前，传统的混凝土结构加固方法主要有下列几种：（1）加大截面加固法一般是采用同种材料来增大混凝土结构的截面尺寸，从而提高其承载力，此方法为传统的加固方法，优点：应用广泛混凝土结构的梁、板、柱等构件，施工工艺简单，工程成本低，而且具有成熟的设计和施工经验；缺点：现场施工的湿作业时间长，静空间减小，新旧材料接触面分离等问题。

CFRP在加固工程中的应用

CFRP在加固工程中的应用摘要：作为一种新型加固材料，碳纤维材料(CFRP)具有高强、轻质、耐腐蚀等优点。

本文介绍了CFRP在各类加固工程中的应用。

关键词：碳纤维加固混凝土结构1、前言碳纤维材料（CFRP）加固混凝土结构技术是20世纪80年代在国际上新兴起的一项新型、高效、便捷的结构加固技术。

它利用树脂类材料将碳纤维粘贴在混凝土表面，形成复合材料，通过与混凝土之间协同工作，对构件或结构起到加固及改善受力性能的作用。

该项技术兴起于美、日、德等发达国家，现在已广泛应用于建筑物、桥梁、特种结构等各类土木工程中。

中国的起步比较晚，于1997年开始正式研究该项目，并于1998年才开始应用于实际工程。

经过近7年的努力，已取得了一些成绩，有了不少成功应用的工程实例和《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》。

同时，由于具有许多其它传统加固方法所不具备的优越性，如简便快速的施工工艺、良好的加固修补效果和理想的耐久性等，该技术已引起国内外土木工程领域的广泛重视。

表1是CFRP加固混凝土结构与其它传统加固方法的比较。

2、材料特性碳纤维材料（CFRP）显著的特性是：①抗腐蚀能力强(耐久性好)；②自重小,且具有很高的材料抗拉强度(质强比高)；③弹性变形能力和抗疲劳能力强；④较高的电阻和较低的磁感应。

现在，国内加固工程中所用的CFRP多为进口材料，如日本前田工纤的CFRP ，瑞士的SiKa公司的CFRP等。

与日本生产的CFRP配套使用的粘贴胶约有三种,它们分别是FP-NS、FE-Z或FE-B及FR-E3P。

各种胶的主要作用如下:(1)FP-NS底涂材料,作用为渗入混凝土内部,强化混凝土表面,改善CFRP与混凝土之间的粘结性能;(2)FE-Z、FE-B整平材料,作用为修补混凝土表面缺陷,提高CFRP与混凝土的粘结质量;(3)FR-E3P粘贴材料,保证CFRP与混凝土的有效粘结及两者的共同工作。

各种材料的具体性能见表2-3。

表中各项指标均由厂家提供,根据产品生产国的有关规范规定的方法测定。

混凝土建筑中使用的新型加固方法

混凝土建筑中使用的新型加固方法一、背景介绍随着人口的增长和城市化进程的加快，建筑物的数量和高度越来越高，这就对建筑物的结构安全提出了更高的要求。

而混凝土作为建筑结构材料，其性能及其优越，但也存在一些问题，如混凝土的抗拉强度相对较弱，易受环境影响而产生裂缝等。

针对这些问题，人们不断研究新型的加固方法，以提高混凝土结构的抗震、抗裂、耐久性能等。

二、新型加固方法1.碳纤维增强混凝土（CFRP）碳纤维增强混凝土是指在混凝土表面粘贴一层碳纤维布，并使用特制胶水将其固定在混凝土表面上，以提高混凝土的抗拉、抗弯等性能。

CFRP的使用可以使混凝土的抗拉强度提高3-4倍，具有施工方便、无需停产维修、使用寿命长等优点。

具体操作步骤：（1）对混凝土表面进行清洗和打磨，以保证CFRP的粘贴效果；（2）在混凝土表面涂上特制胶水；（3）将CFRP布贴在胶水上并压实，使其与混凝土表面紧密贴合；（4）等待胶水干燥后，进行CFRP的切割和修整；（5）在CFRP表面涂上一层防水涂料，以提高其耐久性。

2.玻璃纤维增强混凝土（GFRP）玻璃纤维增强混凝土是指在混凝土表面粘贴一层玻璃纤维布，并使用特制胶水将其固定在混凝土表面上，以提高混凝土的抗拉、抗弯等性能。

GFRP的使用可以使混凝土的抗拉强度提高2-3倍，具有施工方便、使用寿命长等优点。

具体操作步骤：（1）对混凝土表面进行清洗和打磨，以保证GFRP的粘贴效果；（2）在混凝土表面涂上特制胶水；（3）将GFRP布贴在胶水上并压实，使其与混凝土表面紧密贴合；（4）等待胶水干燥后，进行GFRP的切割和修整；（5）在GFRP表面涂上一层防水涂料，以提高其耐久性。

3.预应力加固预应力加固是在混凝土结构中加入预应力钢筋，通过预应力钢筋的张拉使混凝土结构内部产生压应力，以提高混凝土的抗拉、抗弯等性能。

预应力加固具有加固效果好、施工方便等优点。

具体操作步骤：（1）确定预应力钢筋的位置和数量；（2）在混凝土结构中钻孔，并埋设预应力钢筋；（3）用特制的张拉器对预应力钢筋进行张拉；（4）在预应力钢筋上注浆，以固定钢筋和混凝土结构；（5）在混凝土结构表面喷涂防水涂料，以提高其耐久性。

混凝土加固的新型技术

混凝土加固的新型技术一、前言混凝土结构是建筑工程中最常见的结构形式之一，因其强度高、耐久性好等特点，广泛应用于各种建筑工程中。

然而，在长时间的使用和自然环境的作用下，混凝土结构也会发生老化、裂缝、变形等问题，这些问题会严重影响建筑结构的安全性和使用寿命。

因此，混凝土加固技术的研究和应用具有重要的意义。

本文将介绍一种新型的混凝土加固技术，该技术采用碳纤维增强材料（CFRP）和玻璃纤维增强材料（GFRP）等新型材料，能够有效地提高混凝土结构的强度、刚度和耐久性，以延长其使用寿命。

本文将详细介绍该技术的原理、设计流程和施工方法。

二、技术原理CFRP和GFRP是一种新型的轻质、高强度、高刚度的材料，与传统的混凝土结构相比，具有以下优点：1. 轻质：CFRP和GFRP的密度远低于混凝土，可以减轻结构自重，降低荷载对结构的影响。

2. 高强度：CFRP和GFRP的强度远高于混凝土，可以有效地提高结构的承载能力。

3. 高刚度：CFRP和GFRP的刚度远高于混凝土，可以提高结构的刚度和稳定性。

4. 耐久性好：CFRP和GFRP具有良好的耐久性，可以有效地抵抗自然环境的侵蚀和老化。

基于以上优点，CFRP和GFRP被广泛应用于混凝土结构的加固和修复中。

其原理是将CFRP和GFRP材料粘贴在混凝土结构的表面，形成一层增强层，从而提高结构的强度、刚度和耐久性。

三、设计流程混凝土加固的设计流程主要包括以下几个步骤：1. 诊断和评估：对混凝土结构进行现场检测和测试，确定结构的损伤程度和强度等级。

2. 确定加固方案：根据结构的损伤程度和强度等级，确定加固方案，包括增强材料的种类、数量和布置方式等。

3. 设计加固方案：根据加固方案，进行结构计算和设计，确定增强材料的尺寸、厚度和粘结方式等。

4. 编制施工图纸：根据加固方案和设计要求，编制施工图纸，包括增强材料的布置图、粘结方式图和施工工艺图等。

四、施工方法混凝土加固的施工方法主要包括以下几个步骤：1. 表面处理：对混凝土结构表面进行清洗、磨砂和去灰等处理，以提高增强材料与混凝土结构的粘结强度。

混锚ＣＦＲＰ加固混凝土板试验研究

总第３１８期交　通　科　技ＳｅｒｉａｌＮｏ．３１８　２０２３第３期ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ．３Ｊｕｎｅ．２０２３ＤＯＩ１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１７５７０．２０２３．０３．０２１收稿日期：２０２３０２０８第一作者：方正（１９９２－），男，硕士，工程师。

混锚ＣＦＲＰ加固混凝土板试验研究方　正　赵　康（贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司　贵阳　５５００８１）摘　要　为使用碳纤维增强复合材料（ＣＦＲＰ）对钢筋混凝土构件进行抗弯加固，文中提出混锚法，即将ＣＦＲＰ端部绕结自锁式开缝板，通过锚具固定于板底部实现端锚。

并通过对比实验，验证混锚法对抗弯加固的有效性。

试验结果表明，混锚ＣＦＲＰ加固试件较纯粘加固试件，极限承载力有较大提升，并且能有效解决ＣＦＲＰ与混凝土板底面黏贴时因受界面应力作用，跨中发生剥离破坏的难题。

另外１８００ｍｍ长ＣＦＲＰ加固长度与２６００ｍｍ长ＣＦＲＰ加固长度相比，较短的ＣＦＲＰ加固长度提升效果更为明显。

关键词　混锚　ＣＦＲＰ　剥离破坏　界面应力中图分类号　Ｕ４４５．７＋２采用碳纤维增强复合材料（ｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｏｌｙｍｅｒ，ＣＦＲＰ）对混凝土构件进行加固施工时，通常采用胶黏剂将ＣＦＲＰ黏贴于构件的受拉区，ＣＦＲＰ的作用类似于体外受拉钢筋，可提供额外拉力以提升构件的力学性能［１］。

然而在实际过程中仍存在一些问题，例如，跨高比对加固构件中部剥离应力的影响、黏贴面现场施工处理困难，工程实施不便，以及ＣＦＲＰ条带黏贴长度对构件加固效果的影响等［２］。

为此，本文拟以矩形混凝土截面单向板为对象进行抗弯加固对比试验研究［３］。

１　试件设计设计了６个钢筋混凝土板试件破坏性试验，其中包含１个对比试件和５个ＣＦＲＰ加固试件。

所有试件均采用矩形钢筋混凝土单向板，截面尺寸为２５０ｍｍ×１５０ｍｍ，板长３２００ｍｍ，两端简支，计算跨径为３０００ｍｍ。

预张拉CFRP片材加固混凝土受弯构件张拉技术评述

预张拉CFRP片材加固混凝土受弯构件张拉技术评述第22卷第1期2006年2月结构工程师StructuralEngineersV o1.22,No.1Feb.20O6预张拉CFRP片材加固混凝土受弯构件张拉技术评述★高鹏顾祥林张伟平(同济大学,上海200092)提要对近年来国内外学者采用预张拉CFRP片材加固受弯构件的张拉方法进行了总结,分析了不同预张拉方法在研究和实际工程中的应用现状和前景,讨论了张拉控制应力,锚夹具的开发和应用以及预应力损失等影响加固效果的关键因素,指出了有待继续研究的问题.关键词CFRP,锚具,加固,预应力损失ReviewonTensionTechniquesforReinforced ConcreteBendingMenbersStrengthened,thPre—tensionedCFRPSheetsGAOPengGUXianglinZHANGWeiping(TongjiUniversity,Shanghai200092) AbstractStateoftheartoftensiontechniquesforreinforcedconcretebendingnlelTlbersstren gthenedwithpre—tensionedCFRPsheetsallovertheworldiSreviewed.I11eapplicationofdifferentkindsoften sionmethodsinresearchandengineeringprojectsisanalyzed.Andsomekeyissueswhichwillaffectthebeh aviorofrein.forcedconcretebendingmembersstrengthenedwithpre—tensionedCFRPsheetsobviously,suchasthepre—tensionstress.anchorageorgripand1OSSofprestress,arediscussed.Tomakefulluseofthiski ndofstrengtheningtechniqueforreinforcedconcretestructures,futureresearchobjectivesarepro posed.Keywordspre—tension,CFRP,anchorage,strengthening,lossofprestress1引言CFRP片材是一种高强度的材料,预张拉可以使CFRP片材的性能得到充分发挥,同时能够进一步改善加固构件的受弯性能,提高构件的耐久性,这使得预张拉CFRP片材加固受弯构件比普通CFRP片材有着相当的优越性而成为最近加固研究的热点.然而选择合适的预张拉方法,满足适用性和经济性的需要,使之能够真正用到实际工程中去,是一个值得探讨的问题.本文在大量文献研究的基础上对现有的预张拉CFRP片材加固受弯构件中的一些关键问题做出分析和总结,并对可能的发展方向做出展望.基金项目:上海市科学技术委员会科研攻关项目(编号:032112060)2CFRP片材的张拉方法2.1反拱法如图1所示,在被加固受弯构件的底部用大型的液压起重设备将梁从底部向上顶起,保持梁向上位移的同时将CFRP布粘贴在梁底,当梁卸荷的时候已经粘贴好的CFRP布便被加上了预应力….这方法适用于各种长度的梁,施工比较便捷,不需要锚具,但需要大型的液压起重设备,同时所加的预应力水平较低,且不易控制,耗用的CFRP材料较多,反拱对梁也有损坏作用,一般较少采用.StructuralEngineersV o1.22.No.1?82?StateoftheArt(a)用液压千斤顶使粱实现反拱(b)粘贴CFRP片材到粱底(c)移去千斤项,对粱卸载实现对CFR.P片材加预应力图1反拱法现场施工工艺2.2独立床张拉法这一方法被国内外多家科研单位广泛采用,如图2所示,在梁的外部做一个独立的工作床,采用后张法的锚具将CFRP片材固定在工作床上并张拉,然后将CFRP片材粘贴到粱底部,等到胶水干了之后将CFRP布放张,锚固后在两端截断_.(a】工作床上锚固并张拉CFRP片材(b)将张拉后~crm,片材粘贴到粱底(c)在床两端剪断cFRp片材,转移预应力至粱上图2独立床张拉法现场施工工艺英国的L.C.Hollaway运用这一方法做了一系列的试验,研究了预张拉CFRP板加固钢筋混凝土梁的破坏模式和锚固长度等内容.这套装置在CFRP板两端用了钢板做的夹具来对CFRP板实施固定(图3),再在工作床的一端进行张拉,同时在床的另一端用荷载计记录下荷载大小,张拉完毕后粘贴CFRP板,等到胶水干了用锚栓将CFRP板固定在梁上,并在两端将CFRP板截断(图4).这套装置能将CFRP板张拉到较高的预应力水平,试验中在4.5m的梁上将CFRP板张拉到了极限强度的50%,而且同时能够保证CFRP板的均匀受力,是用工作床进行张拉的经典实验装置.铝垫片钢板图3张拉夹具详图张拉千斤顶张拉架粘接层CFRP板固定支座荷载计蜷一.--图4试验室中工作床法张拉装置详图Meier在2000年对工作床张拉方法进行了革新j,他采用在两端将CFRP布缠绕在3/4的滚轮圆弧上,布的末端用夹具固定在滚轮上,通过转动滚轮来达到CFRP布所需要的预张拉力水平,利用滚轮转动逐渐放松CFRP布以获得不同大小的预张拉力,在梁上将CFRP布按照粘贴顺序分为三个不同预应力大小区域,预应力逐渐减小.到末端的夹具处已基本没有预应力,采用电热设备对胶体加热养护,缩短养护时问(图5).这样CFRP布在跨中有最大预应力,试验中达到了50kN,而在端部的集中应力减小,锚固要求降低,甚至可以不需要机械锚固.l临时螺杆\II,,Jl/,rc三^_/,r,\cIl图5Meier分段张拉粘贴法示意图浙江大学的Huangl4J,要日本的华人学者吴智深,Kojim和美国Missouri大学的YuPiyong等也均采用过类似的张拉床法进行过试验研究.独立床张拉法能对多层CFRP片材进行有效的张拉,并且对预张拉力能够有很好的控制,对预应力损失有很好的测量,适宜实验研究.但应用于实际工程将受到很大的限制,需要大型的交通工具来支持,还要工作床和其抬升设备,同时受到现场交通条件的制约,很难操作.2.3构件底环绕布法这一方法也被许多科研人员在实验室里所采?文献综述??83?结构工程师第22卷第1期用,将CFRP布在构件底锚具上环绕一圈,形成闭合的回路,用张拉千斤顶将CFRP布在梁底拉紧,或用普通千斤顶在回路中部将CFRP布顶升绷直,以实现加预张拉力的目的Cs,9].2003年,后勤工程学院飞渭等利用滚轴将预施加应力的CFRP布做成回路的形式,将CFRP 布的两个自由端与手扳葫芦及力传感器相连,利用手扳葫芦将CFRP布收紧从而建立预应力,其张拉力大小达到15kN,CFRP布上的预应力达到极限强度的l6%(图6).b廿,b图6梁底环绕CFRP布法预张拉装置l一提升装置2一钢板3一螺栓4一滚轴5一碳纤维布6一央具7一手板葫芦8一挂钩9一力传感器同济大学张坦贤等于2005年用在梁底将CFRP布形成回路并用千斤顶顶升的办法,对CFRP布施加了预应力.这种方法在使用小型液压设备的情况下能够给CFRP布均匀施加张拉应力,适合实验中使用,但是CFRP布做成回路造成了材料的浪费,也不适宜进行大跨度构件的施工,这种方法在实际工程中并不一定可行.2.4构件上张拉法如图7,在梁上设置固定端和张拉端的锚具,在固定端上将CFRP布一端固定,在另一端利用梁上的锚具做反力装置,用张拉设备对CFRP布进行张拉¨珀J.这种方法只要求很少的人员和轻设备来支持,并且可以用到实际工程中各种长度的梁上,很具有开发价值,因此被众多的科研单位所关注.其中锚具需要很大的刚度,和更小的尺寸,配套的张拉设备宜轻便和小巧.图7梁上张拉法施工工艺Wight等在1995年用自己的装置(图8)作了一系列在梁上张拉CFRP布的试验.CFRP布在300mm宽,575mm高,总长度为5.0m的梁上被张拉到500MPa和600MPa.其中,有效预应力为250MPa,为布张拉强度的20%.布绕在滚轴上有2.5倍滚轴直径长,并粘贴在上面养护三天.预张拉时,布的一端通过滚轴上伸出梁宽尺寸外的螺栓固定在梁上有孔的锚具上,另一端的滚轴和钢绞线相连,梁上的锚具为反力架,由液压装置拉动,当拉到合适位置时同样通过螺栓固定在梁底锚具上;如果有多层布,将各层布进行分层张拉并固定;张拉后养护过程中布上要受反向压力,大约两个星期胶水才完全愈合.这套装置滚轴的固定位置不可调节,所以CFRP布的预张拉力不容易被控制,同时滚轴直径需足够大才能抵抗拉力带来的变形.图8Wight的CFRP布张拉装置2003年Raafat开发出了一套液压张拉设备和锚固装置(图9)…J,在这套装置中,在梁上用角钢做固定,然后将CFRP布粘贴在梁底的锚具上,一端为固定端,与梁上的角钢相连接,另一端CFRP 布粘贴在一个两侧焊有牵引杆的钢板上,牵引杆被一个大型的液压装置所带动,用梁上的固定角钢做反力架,从而对CFRP布进行张拉,张拉完毕后,固定端锚具留在梁上.实验中,CFRP布上的应力达到了1300MPa,是CFRP布极限强度的40%.图9Raafat张拉装置图2003年,湖南大学彭晖,尚守平等研制出用于预应力CFRP布外贴加固受弯构件的施工机具,这套工具需要一个大型液压张拉设备,分为张拉机具和固定机具,施工时将机具分别用膨胀螺栓固定在柱构件上,CFRP布固定在两个半圆柱体组成的锚固装置上,通过张拉机具带动CFRP布锚固装置进行张拉.这套装置和Raafat的张拉锚固装置一样,采用的液压装置体积庞大,不利于实际工程施工作业.StructuralEngineersV o1.22,No.1?84?StateoftheArt 东南大学李世宏开发出的装置中张拉端采用了圆形钢管固定CFRP布的方法,并在张拉端的锚具处对CFRP布做出转向,用一个尺寸小巧的千斤顶对拉杆进行张拉.这套装置曾多次用200ram宽锚具张拉CFRP布至4OkN或以上的拉力,并能保持CFRP布均匀受力¨,但装置中包含数量众多的复杂零配件,在实际工程中并不一定实用可行.清华大学叶列平等同中国煤炭研究院也共同开发出了可直接应用于实际工程的预应力CFRP 布加固补强钢筋混凝土梁的施工工艺和技术¨,张拉装置质量为45kg,张拉有效CFRP布宽度为260mm,最大拉力为50kN,关于这套张拉设备的详细描述并没有见诸于文献.在已有的预张拉方法中,采取梁上张拉方法适合在各种尺寸的梁上进行作业,不需要大型交通工具,不需要工作床,对梁没有破坏作用,进行桥梁结构加固施工时不防碍正常交通秩序,对张拉设备和工作人员要求较低,而且CFRP片材固定在两端的锚具上可以防止梁在受力时CFRP布在梁端的剥离和滑移,这些优点使之成为众多科研单位关注的开发对象.3张拉控制应力大多数实验中预张拉力是用荷载计或CFRP片材应变片直接测量,或者是由千斤顶的油压表来进行标定测量的.预张拉力的大小一般用其与CFRP片材的受拉强度的百分比来度量,U.Meier 等研究认为J,在完全卸荷的梁上,CFRP布的预张拉力只有达到25%,梁的刚度和承载力才有可能上升;达到5O%后才能避免剥离破坏,实现最大受弯承载力;达到50%一75%时,由于富裕变形能力较小,容易出现CFRP布的较早断裂,承载力反而可能下降.然而,实际工程中的梁总是在持荷状态下被加固,预张拉力应该能抵消一部分初始弯矩,同时预张拉力应该受到梁的反向开裂荷载的控制,预张拉力受梁的变形等影响还会有损失.因此,对CFRP布预张拉力大小的问题还有待于进一步的研究.4锚夹具由于张拉方法的不同,国内外学者采用了不同的端部锚固方式.按照CFRP片材与锚具的连接方式大体上可以分为三类:第一种是夹片式(图3),在独立床的张拉方法中,由于CFRP板有一定厚度,采用钢板制作的夹具将CFRP板夹紧固定,待张拉到需要的预张拉力大小时,用锚栓将CFRP 板直接固定在梁端的底部,再在端部切断板材,夹片式夹具能很好实现CFRP片材的表面平整要求,使片材表面与梁底有良好的接触,但必须有工作床的支持才能工作;第二种是缠绕滚轴式(图8),由于CFRP布质地柔软,将一定长度的CFRP 布缠绕粘贴在滚轴上,可以使布牢固地与滚轴相结合,然后在端部逐渐拉伸或转动滚轴收紧CFRP 布从而实现预张拉ll0.],滚轴上缠绕CFRP布的方法对布长度的控制比较灵活,有利于施工操作,但是滚轴的直径需要足够大才能保证滚轴的刚度而在张拉时不弯曲变形;第三种是粘贴式(图9),将CFRP布与锚具粘贴在一起并保证足够的粘贴长度,可以使CFRP布与锚具在张拉时成为共同工作的整体.在几种锚夹具形式中,粘贴式锚具与滚轴式相比具有较大的刚度来承受张拉时的变形,与独立床法中的夹片式锚具相比,粘贴式锚具形式简单,加工方便,并在张拉完毕后仍然留在梁上,对CFRP布起到固定和防止剥离的作用…J,所以,粘贴式锚具应该成为优先开发的锚具.5预应力损失同其它预应力结构一样,预张拉力损失是预张拉CFRP加固中被关心的话题.它与普通预应力结构中的损失有相同之处,如放张时梁上锚具的回缩,CFRP布在养护过程中的应力松弛徐变损失,压应变在梁内造成的混凝土徐变损失,以及二次张拉对于第一批CFRP布的受力影响等.预张拉力的损失与CFRP的张拉装置有很大的关系,用Hollaway的工作床能够在床的两端用荷载计测量张拉力大小并能很好地用应变片测量出片材上的预应力损失,不考虑锚具回缩变形的损失,适合于试验研究;环绕法在收紧或顶升CFRP布的地方测量出张拉力的大小,但布与滚轴会有摩擦损失;对于采用梁上张拉法,在放张拉力的时候粱上锚具会有回缩变形造成的损失.在研究预张拉CFRP片材加固受弯构件舭r算理论时必须对张拉损失有明确的认识,并将其影响反映到计算公式中去,而现有的计算理论都-文献综述??85?结构工程师第22卷第1期没有反映这一点,对于各类型的预张拉损失目前尚没有定量的公式进行描述.6结语现有的张拉方法中,真正适合实际工程用途的张拉技术还没有发展成熟,相比普通CFRP片材加固受弯构件,多数张拉方法需要特别的设备.如大型汽车,工作床,抬升千斤顶等.对CFRP片材进行张拉的初衷之一是充分利用其材性以达到节省材料费用的目的,然而目前多数方法中张拉装置的设备费,施工中的人工费和锚具费用等总和将远大于节省CFRP片材的费用,并没有实现节省费用的目的.另外,有关张拉控制应力和预应力损失的研究尚不充分,锚夹具的型式有待完善.今后研究开发的重点是:(1)探讨用尽量轻型的设备和少的人力实现对大尺寸,多跨度受弯构件进行预张拉CFRP片材加固的方法;(2)开发高强度大刚度的锚夹具,其组成材料无特殊要求,加工简单以利推广;(3)开发体积小重量轻的液压设备,以便于长途运输和施工作业;.(4)在已有的方法中,重点研究构件上张拉法;(5)根据不同的张拉工艺和不同的锚夹具研究合适的张拉控制应力,对影响预应力损失的因素进行分析,确定预应力损失的理论计算方法.参考文献1CharMS,SaadatmaneshH,EhsaniMR.Concretegird—ersexternallyprestressedwithcompositeplate.PCIJour-nal,1994;39(3):40—512R.J.Quantril1.L.C.Hollaway.TheFlexuralRehabil—itationofReinforeedConcreteBeamsbytheUseofPres—positesScience 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