碳纤维加固技术与计算方法研究
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2、原构件受拉钢筋严重腐蚀或受损； 3、为增加构件的抗裂性； 4、被加固构件的实测混凝土等级不得低于 C20，截面纵向受力钢筋配筋率 大于《公桥桥涵钢筋混凝土预应力钢筋混凝土设计规范》（JTG D62-2004）规定 的钢筋混凝土构件最小配筋率。加固后其正截面抗弯承载力提高幅度不应超过 40%，并应计算抗剪承载力。
如果完全按承载力极限状态法来设计计算，不能反映加固构件分阶段受力的 特点，只能反映构件最终状况的承载力。因此，为能准确得到加固效果，须两阶 段考虑并进行持久状况承载力计算。
粘贴碳纤维加固受弯构件设计步骤： （1）根据原结构的受力情况、通病情况、尺寸及配筋、现场条件，结合设 计人员的工程经验，初步确定粘贴碳纤维数量； （2）进行第一阶段计算，即加固前，按照材料力学弹性理论构件在自重作 用下截面内各材料的应力强度计算； （3）进行第二阶段计算，及粘贴加固后，按换算截面原理构件在活载和后 期恒载作用下截面内各材料的应力强度计算； （4）验算以上两个阶段截面内各材料的应力强度，若不符合要求或富余太 多，应调整碳纤维数量； （5）按上述最终确定的碳纤维数量，进行持久状况承载力极限状态正截面 承载力计算，并根据实际情况确定是否作斜截面抗剪加固设计及承载力计算。计 算结果均须符合要求，否则调整碳纤维数量，知道所有材料的强度及截面承载力 均符合要求为止[4]。
2 工程算例
2.1 工程概况
某立交桥于 1990 年设计，1991 年建成，全线运营已经 16 年。桥梁全长 300m， 上部结构采用 15 20m普通钢筋混凝土T梁结构，采用C25 混凝土，双向四车道， 桥面由 8 片T梁组成；下部结构的墩柱及盖梁均采用C25 混凝土，桩基础采用打 入预制管桩基础，如图 2.1 所示。设计荷载标准为汽-20、挂-100 级，人群荷载 3.0KN/m2，设计抗震烈度为 6 度。
4 结论
1、由计算结果可知，加固前后应力均在允许范围内，加固后抗弯、抗剪承 载力得到明显的提高。
2、在保证不发生剥离破坏与脆性破坏的前提下，本文中假设碳纤维的极限 拉应变为 0.007，即设计极限拉应力值为 1600MPa。在本假设下计算受压区混凝 土最大压应力为 9.84MPa，钢筋拉应力有 203.08MPa，而碳纤维的拉应力只有 194.74MPa，在碳纤维布的高强度远没有发挥作用时，受拉钢筋就有可能先屈服， 随后受压区旧混凝土也被压碎。故可以考虑采用粘贴钢板法加固该桥或选择高弹 性模量的碳纤维材料，这样既能充分发挥材料的性能，又能达到良好的加固效果。
于碳纤维材料无明显流限，其应力应变关系几乎成线性变化，故假定其极限应变 为 =0.007，也即在极限承载力状态计算时，其抗拉设计强度可取为
。
7、在达到受弯承载力极限状态前，碳纤维布与混凝土之间必须粘结可靠， 不发生粘结剥离破坏。
1.3 基本计算原理及方法
由于碳纤维布的抗拉强度较高，表现为脆性拉断破坏，对纤维复合材料的设
4、钢筋应力等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但不大于其设计强度值。 碳纤维布的拉应力 等于碳纤维布弹性模量 与其相应拉应变 的乘积；
5、碳纤维布的容许拉应变，取
，且不应大于碳纤维布极限
拉应变的 2/3 和 0. 01 两者中的较小值。 6、混凝土的极限应变为 =0.0033；普通钢筋的极限应变为 =0.01；由
U形箍：单层碳纤维 A
粘贴两层碳纤维 B、C
图 2.2 T 梁横断面加固设计图(A-A 断面)（单位：cm）
主梁中心线
U形箍：单层碳纤维 A
B、C 粘贴两层碳纤维
图 2.3 加固 T 梁半跨纵断面设计图：cm 根据设计图纸及加固设计文件，主要计算参数如下表 2.1：
表 2.1 桥面混凝土现浇层及钢筋计算参数
碳纤维加固技术与计算方法研究
摘要：以某立交桥为背景，比较两种加固方案，最终采用粘贴碳纤维布法加固该 桥；对加固前后的结构进行计算分析，对比其加固前后的应力状态及抗弯、抗剪 承载力，评价碳纤维布加固法的效果并提出建议。 关键词：碳纤维布；加固；应力状态；抗弯；抗剪；承载力
0 引言
常用的桥梁加固方法有增大截面法、粘贴碳纤维布加固法、粘贴钢板加固法、 体外预应力加固法等。碳纤维材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer)因其强度高、 抗腐蚀、耐疲劳，而且施工方便、适用性强等特点被广泛应在旧桥加固中[1]。
另加固后钢筋拉应力有 203.08MPa，碳纤维的拉应力只有 194.74MPa，在碳纤维
布的高强度远没有发挥作用时，受拉钢筋就有可能先屈服，随后受压区旧混凝土
也被压碎。故可以考虑在粘贴钢板加固 T 梁，既能充分发挥材料的性能，又能
达到良好的加固效果。
4、持久状况承载力极限状态受弯构件正截面抗弯承载力计算
4块
弹性模量
230GPa 碳纤维 B
19000mm×180mm
1块
设计厚度
0.167mm 碳纤维 C
14000mm×180mm
1块
2.3 计算结果与分析
1、第一阶段应力计算 在第一阶段应力计算中，原梁截面的混凝土与钢筋只承受 T 梁本身自重， 恒载弯矩中应扣除铺装层所产生的弯矩。
表 2.3 加固前：第一阶段应力计算结果
表 2.4 加固后：第二阶段应力计算
第二阶段应力计算
第二阶段活载+恒载 受压区边缘新混 受压区边缘旧混 受拉钢筋重心处 碳纤维布应力
跨中弯矩(KN.m) 凝土应力(Mpa) 凝土应力(Mpa) 应力 (Mpa)
（Mpa）
1421.08
-7.44
-6.03
3、验算截面混凝土、钢筋和碳纤维布最终应力 由第二阶段应力强度计算结果可知， 截面受压边缘新混凝土应力：
计拉应变及弹性模量须作限制。受弯构件加固按以下两种破坏形态进行设计计 算：
1、受拉钢筋先达到屈服，随后受压区混凝土压坏，此时纤维复合材料未达 到抗拉强度设计值，矩形、Ⅰ形截面梁容易出现此类破坏形态；
2、受拉钢筋先达到屈服，随后纤维复合材料超过其抗拉强度并达到极限拉 应变而拉断，此时受压区混凝土尚未压坏，T 形截面梁容易出现此破坏形态。
148.85
194.74
截面受压区边缘旧混凝土应力：
截面受拉钢筋重心处应力：
碳纤维布拉应力：
由应力强度计算结果可知，加固前后受压区混凝土应力均在允许范围内，基 本满足工程要求，但旧混凝土压应力为 9.84MPa，比较接近压应力极限，故可以 考虑提高新加桥面层混凝土 C25 的标号，改用 C40 以减少旧混凝土的压应力。
满足要求。 5、受弯构件斜截面抗剪承载力计算 （1）验算截面尺寸 距支承点 1/2 梁高处截面的剪力组合设计值：
验算截面尺寸是否符合抗剪加固要求：
符合要求 （2）斜截面加固设计计算 斜截面抗剪承载力：
距支承点 h/2 处斜截面内纵向主拉钢筋为 2Φ32，截面积 1608.6 ，
配筋率 p=0.671；箍筋采用 2Φ8，截面积
混凝土
钢筋
标号
C25
等级
HRB335 φ32
抗压强度设计值 11.9MPa 屈服强度设计值
300MPa
弹性模量
28.0GPa
弹性模量
200GPa
极限压应变
0.0033
钢筋面积
表 2.2 碳纤维布计算参数
8042mm2
碳纤维布
设计参数
规格
一跨 T 梁用量
抗拉强度设计值 1600MPa 碳纤维 A
2500mm×120mm
初始应力由第一阶段应力计算得
；
初始应变
（4）碳纤维有效面积：
加固前截面相对界限受压区高度：
；混凝土极限压应变
，由第二阶段应力计算中知碳纤维布实贴截面积
。
故碳纤维布的强度利用系数：
采用两层碳纤维布，其厚度折减系数：
，取
。
故碳纤维布有效截面面积：
截面受压区高度 x： 由公式
，解得：
，属第一类 T
形截面 （5）正截面抗弯承载力：
加固结构的受力性能与一般未经加固的普通结构有较大的差异。加固结构属 二次受力结构。加固前原结构已经承受荷载(即第一次受力)，尤其是当结构因承 载能力不足而进行加固时，截面应力、应变水平一般都很高。然而，新加部分在 加固后并不立即承担荷载，而是在新增荷载下，即第二次加载情况下，才开始受 力。这样，整个加固结构在其后的第二次受力过程中，新加部分的应力、应变始 终滞后于原结构的累计应力、应变，原结构达到极限状态时，新加部分的应力应 变可能还很低，破坏时，新加部分可能达不到自身的极限状态，其潜力可能得不 到充分发挥[2-3]。本文以某立交桥为背景，对粘贴碳纤维布加固前后结构的结构 进行计算分析，并分析其加固效果。
图2.1 立交桥立面布置图
通过对该立交桥进行现场检查、检测，发现该桥病害较多，主要集中在桥面 开裂、破损严重，支座变形错位，T 梁跨中截面出现竖向受力裂缝，1/4 跨处出 现弯剪裂缝等。结构承载力基本满足设计要求，但安全储备不足，安全系数偏低。
2.2 加固方案
结合该桥的技术现状，综合考虑该桥加固维修造价及现在交通流量大且超载 车较多的现象，加固设计按两个方案进行。其中方案一为按公路-Ⅱ级荷载标准 进行加固设计，此标准与原设计的汽-20，挂-100 荷载标准相当，此方案虽然建 安费较低，但改造后运营期间的交通限载难度大。方案二为荷载等级提高一级， 按公路-Ⅰ级荷载标准进行加固设计，此荷载与交通部 1985 年《公路桥涵设计通 用规范》（JTJ 021-85）中的汽超-20，挂-120 设计相当。此方案建安费较高，但 改造后运营期间的交通限载难度较小。综合考虑各种因素，最后决定按原设计标 准对桥面进行重新设计，更换桥面整体化层及铺装层；对 T 梁梁底、梁侧采用 粘贴碳纤维布进行加固。
第一阶段应力计算
第一阶段恒载跨中 受压区边缘混凝 受拉区边缘混凝 原受拉钢筋重心 最外层钢筋应
弯矩(KN.m)
土应力(Mpa)
土应力 (Mpa)
处应力(Mpa)
力 (Mpa)
478.60
-3.81
6.33
54.23
58.90
2、第二阶段应力计算 计算加固后活载及后加恒载作用下对截面混凝土、钢筋及碳纤维布产生的应 力。
具体加固方案为：①将原桥面整体化层及铺装层整体凿除，然后植筋，按设 计图的要求重新施工桥面整体化层及铺装整体，铺装 8cm厚混凝土桥面现浇层和 6cm厚沥青混凝土桥面铺装；②在T梁底面离梁端部 50cm处需采用贴双层 300g/m2碳纤维布加固，并在端部 5m范围内每隔 20cm设置单层的U型 300g/m2碳 纤维布箍，以便更好的将底板碳纤维布加以固定及增大端部抗剪强度。在翼缘根 部，粘贴一层碳纤维布压条，见图 2.2、2.3。
1.2 基本假定
对原结构进行加固补强时，有以下几项假定：
1、碳纤维布仅在活载作用下分担一部分承载能力，故可按相应的弹性模量 比值，按容许应力法计算其应力状态。
2、平截面假定：构件弯曲后，其截面仍保持为平面，加固粘贴的碳纤维布 的拉应变 仍按平截面假定计算确定，但不应超过碳纤维布的容许拉应变
；
3、截面受压混凝土的应力图形可简化为矩形，其压力强度取混凝土的轴心 抗压强度设计 值，截面受拉混凝土的抗拉强度不予考虑。
，
，R235
钢筋
； 斜 筋 为 HRB335 钢 筋 ， 弹 性 模 量
，
，
；采用粘贴高强度 I 级碳
纤维带 U 形箍加压条进行加固，条带中心间距 320mm，每条宽 120mm，粘贴一
层，每层厚 0.167mm，
，腹板两侧与斜裂缝香蕉的 U 形箍各有两
条，方向与梁纵向垂直，总截面积
。
计算得：
V=838KN>591.4KN，符合要求。
1 碳纤维加固设计计算方法
1.1 受力特点与使用条件
采用粘贴碳纤维布加固法，混凝土截面内相当于由三种材料复合而成，因为 碳纤维材料的弹性模量与混凝土及钢材的弹性模量有所不同。由于加固常用的碳 纤维材料的抗拉强度远大于钢材的抗拉强度，一般情况下要让原受拉钢筋达到屈 服后，碳纤维的高强度才能发挥出来，这其中受压区混凝土及原配受拉钢筋是否 起破坏控制作用。设计时应考虑分阶段受力的特点。
（1）按《公路桥涵设计通用规规》(JTG D-2004)的第 4.1.6 条，采用公路 II
级车道荷载产生的跨中弯矩 767.8
，计算抗弯承载力，其弯矩组合设计值：
结构重要性系数： （2）先判断是否考虑腹板混凝土抗压作板
，b=18。
（3）加固前恒载弯矩作用下截面受拉边缘混凝土的初始应力及应变为：
粘贴碳纤维布加固混凝土结构是将厚度为 0.111～1.2mm 的纤维片（布）通
过配套粘贴于构件的表面，使碳纤维材料承受拉力，并与混凝土变形协调，共同 受力，类似于粘钢加固，主要适合以下情况：
1、.现行使用荷载下，原构件受拉主筋或斜筋配筋不足，如果是超筋梁构件， 则应同时增加受压区面积，如增加桥面厚度等；
如果完全按承载力极限状态法来设计计算，不能反映加固构件分阶段受力的 特点，只能反映构件最终状况的承载力。因此，为能准确得到加固效果，须两阶 段考虑并进行持久状况承载力计算。
粘贴碳纤维加固受弯构件设计步骤： （1）根据原结构的受力情况、通病情况、尺寸及配筋、现场条件，结合设 计人员的工程经验，初步确定粘贴碳纤维数量； （2）进行第一阶段计算，即加固前，按照材料力学弹性理论构件在自重作 用下截面内各材料的应力强度计算； （3）进行第二阶段计算，及粘贴加固后，按换算截面原理构件在活载和后 期恒载作用下截面内各材料的应力强度计算； （4）验算以上两个阶段截面内各材料的应力强度，若不符合要求或富余太 多，应调整碳纤维数量； （5）按上述最终确定的碳纤维数量，进行持久状况承载力极限状态正截面 承载力计算，并根据实际情况确定是否作斜截面抗剪加固设计及承载力计算。计 算结果均须符合要求，否则调整碳纤维数量，知道所有材料的强度及截面承载力 均符合要求为止[4]。
2 工程算例
2.1 工程概况
某立交桥于 1990 年设计，1991 年建成，全线运营已经 16 年。桥梁全长 300m， 上部结构采用 15 20m普通钢筋混凝土T梁结构，采用C25 混凝土，双向四车道， 桥面由 8 片T梁组成；下部结构的墩柱及盖梁均采用C25 混凝土，桩基础采用打 入预制管桩基础，如图 2.1 所示。设计荷载标准为汽-20、挂-100 级，人群荷载 3.0KN/m2，设计抗震烈度为 6 度。
4 结论
1、由计算结果可知，加固前后应力均在允许范围内，加固后抗弯、抗剪承 载力得到明显的提高。
2、在保证不发生剥离破坏与脆性破坏的前提下，本文中假设碳纤维的极限 拉应变为 0.007，即设计极限拉应力值为 1600MPa。在本假设下计算受压区混凝 土最大压应力为 9.84MPa，钢筋拉应力有 203.08MPa，而碳纤维的拉应力只有 194.74MPa，在碳纤维布的高强度远没有发挥作用时，受拉钢筋就有可能先屈服， 随后受压区旧混凝土也被压碎。故可以考虑采用粘贴钢板法加固该桥或选择高弹 性模量的碳纤维材料，这样既能充分发挥材料的性能，又能达到良好的加固效果。
于碳纤维材料无明显流限，其应力应变关系几乎成线性变化，故假定其极限应变 为 =0.007，也即在极限承载力状态计算时，其抗拉设计强度可取为
。
7、在达到受弯承载力极限状态前，碳纤维布与混凝土之间必须粘结可靠， 不发生粘结剥离破坏。
1.3 基本计算原理及方法
由于碳纤维布的抗拉强度较高，表现为脆性拉断破坏，对纤维复合材料的设
4、钢筋应力等于钢筋应变与其弹性模量的乘积，但不大于其设计强度值。 碳纤维布的拉应力 等于碳纤维布弹性模量 与其相应拉应变 的乘积；
5、碳纤维布的容许拉应变，取
，且不应大于碳纤维布极限
拉应变的 2/3 和 0. 01 两者中的较小值。 6、混凝土的极限应变为 =0.0033；普通钢筋的极限应变为 =0.01；由
U形箍：单层碳纤维 A
粘贴两层碳纤维 B、C
图 2.2 T 梁横断面加固设计图(A-A 断面)（单位：cm）
主梁中心线
U形箍：单层碳纤维 A
B、C 粘贴两层碳纤维
图 2.3 加固 T 梁半跨纵断面设计图：cm 根据设计图纸及加固设计文件，主要计算参数如下表 2.1：
表 2.1 桥面混凝土现浇层及钢筋计算参数
碳纤维加固技术与计算方法研究
摘要：以某立交桥为背景，比较两种加固方案，最终采用粘贴碳纤维布法加固该 桥；对加固前后的结构进行计算分析，对比其加固前后的应力状态及抗弯、抗剪 承载力，评价碳纤维布加固法的效果并提出建议。 关键词：碳纤维布；加固；应力状态；抗弯；抗剪；承载力
0 引言
常用的桥梁加固方法有增大截面法、粘贴碳纤维布加固法、粘贴钢板加固法、 体外预应力加固法等。碳纤维材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer)因其强度高、 抗腐蚀、耐疲劳，而且施工方便、适用性强等特点被广泛应在旧桥加固中[1]。
另加固后钢筋拉应力有 203.08MPa，碳纤维的拉应力只有 194.74MPa，在碳纤维
布的高强度远没有发挥作用时，受拉钢筋就有可能先屈服，随后受压区旧混凝土
也被压碎。故可以考虑在粘贴钢板加固 T 梁，既能充分发挥材料的性能，又能
达到良好的加固效果。
4、持久状况承载力极限状态受弯构件正截面抗弯承载力计算
4块
弹性模量
230GPa 碳纤维 B
19000mm×180mm
1块
设计厚度
0.167mm 碳纤维 C
14000mm×180mm
1块
2.3 计算结果与分析
1、第一阶段应力计算 在第一阶段应力计算中，原梁截面的混凝土与钢筋只承受 T 梁本身自重， 恒载弯矩中应扣除铺装层所产生的弯矩。
表 2.3 加固前：第一阶段应力计算结果
表 2.4 加固后：第二阶段应力计算
第二阶段应力计算
第二阶段活载+恒载 受压区边缘新混 受压区边缘旧混 受拉钢筋重心处 碳纤维布应力
跨中弯矩(KN.m) 凝土应力(Mpa) 凝土应力(Mpa) 应力 (Mpa)
（Mpa）
1421.08
-7.44
-6.03
3、验算截面混凝土、钢筋和碳纤维布最终应力 由第二阶段应力强度计算结果可知， 截面受压边缘新混凝土应力：
计拉应变及弹性模量须作限制。受弯构件加固按以下两种破坏形态进行设计计 算：
1、受拉钢筋先达到屈服，随后受压区混凝土压坏，此时纤维复合材料未达 到抗拉强度设计值，矩形、Ⅰ形截面梁容易出现此类破坏形态；
2、受拉钢筋先达到屈服，随后纤维复合材料超过其抗拉强度并达到极限拉 应变而拉断，此时受压区混凝土尚未压坏，T 形截面梁容易出现此破坏形态。
148.85
194.74
截面受压区边缘旧混凝土应力：
截面受拉钢筋重心处应力：
碳纤维布拉应力：
由应力强度计算结果可知，加固前后受压区混凝土应力均在允许范围内，基 本满足工程要求，但旧混凝土压应力为 9.84MPa，比较接近压应力极限，故可以 考虑提高新加桥面层混凝土 C25 的标号，改用 C40 以减少旧混凝土的压应力。
满足要求。 5、受弯构件斜截面抗剪承载力计算 （1）验算截面尺寸 距支承点 1/2 梁高处截面的剪力组合设计值：
验算截面尺寸是否符合抗剪加固要求：
符合要求 （2）斜截面加固设计计算 斜截面抗剪承载力：
距支承点 h/2 处斜截面内纵向主拉钢筋为 2Φ32，截面积 1608.6 ，
配筋率 p=0.671；箍筋采用 2Φ8，截面积
混凝土
钢筋
标号
C25
等级
HRB335 φ32
抗压强度设计值 11.9MPa 屈服强度设计值
300MPa
弹性模量
28.0GPa
弹性模量
200GPa
极限压应变
0.0033
钢筋面积
表 2.2 碳纤维布计算参数
8042mm2
碳纤维布
设计参数
规格
一跨 T 梁用量
抗拉强度设计值 1600MPa 碳纤维 A
2500mm×120mm
初始应力由第一阶段应力计算得
；
初始应变
（4）碳纤维有效面积：
加固前截面相对界限受压区高度：
；混凝土极限压应变
，由第二阶段应力计算中知碳纤维布实贴截面积
。
故碳纤维布的强度利用系数：
采用两层碳纤维布，其厚度折减系数：
，取
。
故碳纤维布有效截面面积：
截面受压区高度 x： 由公式
，解得：
，属第一类 T
形截面 （5）正截面抗弯承载力：
加固结构的受力性能与一般未经加固的普通结构有较大的差异。加固结构属 二次受力结构。加固前原结构已经承受荷载(即第一次受力)，尤其是当结构因承 载能力不足而进行加固时，截面应力、应变水平一般都很高。然而，新加部分在 加固后并不立即承担荷载，而是在新增荷载下，即第二次加载情况下，才开始受 力。这样，整个加固结构在其后的第二次受力过程中，新加部分的应力、应变始 终滞后于原结构的累计应力、应变，原结构达到极限状态时，新加部分的应力应 变可能还很低，破坏时，新加部分可能达不到自身的极限状态，其潜力可能得不 到充分发挥[2-3]。本文以某立交桥为背景，对粘贴碳纤维布加固前后结构的结构 进行计算分析，并分析其加固效果。
图2.1 立交桥立面布置图
通过对该立交桥进行现场检查、检测，发现该桥病害较多，主要集中在桥面 开裂、破损严重，支座变形错位，T 梁跨中截面出现竖向受力裂缝，1/4 跨处出 现弯剪裂缝等。结构承载力基本满足设计要求，但安全储备不足，安全系数偏低。
2.2 加固方案
结合该桥的技术现状，综合考虑该桥加固维修造价及现在交通流量大且超载 车较多的现象，加固设计按两个方案进行。其中方案一为按公路-Ⅱ级荷载标准 进行加固设计，此标准与原设计的汽-20，挂-100 荷载标准相当，此方案虽然建 安费较低，但改造后运营期间的交通限载难度大。方案二为荷载等级提高一级， 按公路-Ⅰ级荷载标准进行加固设计，此荷载与交通部 1985 年《公路桥涵设计通 用规范》（JTJ 021-85）中的汽超-20，挂-120 设计相当。此方案建安费较高，但 改造后运营期间的交通限载难度较小。综合考虑各种因素，最后决定按原设计标 准对桥面进行重新设计，更换桥面整体化层及铺装层；对 T 梁梁底、梁侧采用 粘贴碳纤维布进行加固。
第一阶段应力计算
第一阶段恒载跨中 受压区边缘混凝 受拉区边缘混凝 原受拉钢筋重心 最外层钢筋应
弯矩(KN.m)
土应力(Mpa)
土应力 (Mpa)
处应力(Mpa)
力 (Mpa)
478.60
-3.81
6.33
54.23
58.90
2、第二阶段应力计算 计算加固后活载及后加恒载作用下对截面混凝土、钢筋及碳纤维布产生的应 力。
具体加固方案为：①将原桥面整体化层及铺装层整体凿除，然后植筋，按设 计图的要求重新施工桥面整体化层及铺装整体，铺装 8cm厚混凝土桥面现浇层和 6cm厚沥青混凝土桥面铺装；②在T梁底面离梁端部 50cm处需采用贴双层 300g/m2碳纤维布加固，并在端部 5m范围内每隔 20cm设置单层的U型 300g/m2碳 纤维布箍，以便更好的将底板碳纤维布加以固定及增大端部抗剪强度。在翼缘根 部，粘贴一层碳纤维布压条，见图 2.2、2.3。
1.2 基本假定
对原结构进行加固补强时，有以下几项假定：
1、碳纤维布仅在活载作用下分担一部分承载能力，故可按相应的弹性模量 比值，按容许应力法计算其应力状态。
2、平截面假定：构件弯曲后，其截面仍保持为平面，加固粘贴的碳纤维布 的拉应变 仍按平截面假定计算确定，但不应超过碳纤维布的容许拉应变
；
3、截面受压混凝土的应力图形可简化为矩形，其压力强度取混凝土的轴心 抗压强度设计 值，截面受拉混凝土的抗拉强度不予考虑。
，
，R235
钢筋
； 斜 筋 为 HRB335 钢 筋 ， 弹 性 模 量
，
，
；采用粘贴高强度 I 级碳
纤维带 U 形箍加压条进行加固，条带中心间距 320mm，每条宽 120mm，粘贴一
层，每层厚 0.167mm，
，腹板两侧与斜裂缝香蕉的 U 形箍各有两
条，方向与梁纵向垂直，总截面积
。
计算得：
V=838KN>591.4KN，符合要求。
1 碳纤维加固设计计算方法
1.1 受力特点与使用条件
采用粘贴碳纤维布加固法，混凝土截面内相当于由三种材料复合而成，因为 碳纤维材料的弹性模量与混凝土及钢材的弹性模量有所不同。由于加固常用的碳 纤维材料的抗拉强度远大于钢材的抗拉强度，一般情况下要让原受拉钢筋达到屈 服后，碳纤维的高强度才能发挥出来，这其中受压区混凝土及原配受拉钢筋是否 起破坏控制作用。设计时应考虑分阶段受力的特点。
（1）按《公路桥涵设计通用规规》(JTG D-2004)的第 4.1.6 条，采用公路 II
级车道荷载产生的跨中弯矩 767.8
，计算抗弯承载力，其弯矩组合设计值：
结构重要性系数： （2）先判断是否考虑腹板混凝土抗压作板
，b=18。
（3）加固前恒载弯矩作用下截面受拉边缘混凝土的初始应力及应变为：
粘贴碳纤维布加固混凝土结构是将厚度为 0.111～1.2mm 的纤维片（布）通
过配套粘贴于构件的表面，使碳纤维材料承受拉力，并与混凝土变形协调，共同 受力，类似于粘钢加固，主要适合以下情况：
1、.现行使用荷载下，原构件受拉主筋或斜筋配筋不足，如果是超筋梁构件， 则应同时增加受压区面积，如增加桥面厚度等；