预应力碳纤维板加固技术浅析

众所周知，碳纤维是我们已知的抗拉强度最高的人造纤维，用它制成的碳纤维板，弹性模量是150~170GPa，抗拉强度达2800MPa，而钢筋的弹性模量一般是200 GPa左右，抗拉强度仅为300MPa左右。由此可知，碳纤维板和钢筋的弹性模量相近，但抗拉强度，碳纤维板是同等截面钢筋的9倍。另外，碳纤维板还有一些其它优良特性：它比重轻，不额外增加被加固结构的重量、性质稳定，弱酸、弱碱、冻融循环、长时间日照等环境作用对它的影响小…

但是，另一方面碳纤维板发挥最大强度需要17%的拉伸应变，钢筋发挥最大强度只需要0.15的拉伸应变，也就是说，在传统的直接粘贴碳纤维板施工工艺中，在钢筋已经屈服、结构已发生破坏性变形的情况发生时，碳纤维板材可能才发挥了不到10%的强度并且开始从结构上剥离了。随着新的GB50367-2012的出台，现有的碳纤维布（板）补强加固已不能适用混凝土结构加固特别是桥梁加固应用实践了。

预应力碳纤维板加固工法就是在这样一个背景下诞生并得到广泛应用的。

预应力碳纤维板加固的基本原理就是在碳纤维板承载结构传递的荷载应力之前就使它处在较高的应力水平，预先发挥一定的强度，从而实现对其高强性能的有效利用。

预应力碳纤维板加固系统由三部分组成：锚具、碳纤维板、碳纤维板材胶。锚具实现碳纤维板的张拉和固定、碳板胶使碳纤维板和被加固的构件形成一个共同受力的整体。在这三个组成部分中，锚具是关键。威士邦WSB-TY系列预应力碳纤维板锚具采用的波纹楔形自锁

夹紧方式是目前国内外通用的结构选型，而其特有的圆弧转化角度单元更使其成为国内目前预应力碳纤维板锚具设计的优秀代表。