碳纤维材料在桥梁加固应用技术,本文关于碳纤维材料论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
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摘 要：碳纤维片应用于桥梁加固有着明显的优点,能够较大的提高旧桥的承载力,抑制裂缝的产生.碳纤维材料的加固能力优点很明显,是一种理想的加固材料,其前景非常广阔.文章对碳纤维材料在桥梁加固应用技术进行了探讨.
关键词：碳纤维材料；桥梁；加固技术；应用
碳纤维由于其特有的性质、施工工序和加固后的良好效果,而被广泛使用.面对着越来越成熟的使用环境,碳纤维的价格也在逐渐下降,所以在桥梁加固中,碳纤维越来越受到人们的关注.相信在不久的将来,碳纤维会在桥梁加固和建设中发挥出更大的作用.
1 碳纤维材料的性能优势
1.1 高强度、高弹性模量.碳纤维的强度高,极限抗拉强度约为钢材的10 倍,弹性模量和钢材相近.因此,在加固修补混凝土结构中可以充分利用其高强度、高弹性模量的特点来提高混凝土结构及构件的承载力和延性,改善其受力性能,达到加固修补的目的.
1.2 抗腐蚀能力强、耐久性好.碳纤维材料化学性质稳定,不和酸、碱、盐等化学物质发生反应,因而碳纤维加固后的钢筋混凝土结构具有良好的抗腐蚀性和耐久性,解决了其他加固方法所遇到的化学腐蚀问题；同时也免去了粘钢加固所需的定期防锈维护,节省维护费用.
1.3 热膨胀系数小.碳纤维材料的热膨胀系数非常小,其在纤维方向的热膨胀系数几乎等于0.这一特性是目前其他任何材料无可比拟的,垂直于纤维方向的热膨胀系数虽然比较大,但各向同性制品和其他材料相比又最小.
1.4 施工简便,工作效率高.碳纤维布加固不需要大型施工机械和重型设备,施工占用场地少,无湿作业,碳纤维布柔性好,可以根据设计尺寸将其任意裁剪,操作简单,施工速度快.据有关资料统计,粘贴碳纤维的加固工效是粘贴钢板加固工效的4～8 倍.
1.5 施工质量易于保证.碳纤维布是柔性材料,即使被加固构件的表面不是非常平整,经过修补后,有效粘贴率可达到95%以上.
1.6 对结构影响小.碳纤维材料重量轻,厚度薄,经加固修补后的构件,基本上不增加原结构的自重及尺寸,不影响结构的使用空间.
2 维修加固方案的选定及原则
2.1 利用钢筋混凝土进行外包.用钢筋混凝土在原有桥梁上进行外包,形成新的土面层,使桥体构建面增大,进而使桥体的刚度、动力性能和承载能力提高.此种施工方法比较简单,使桥梁的延性、承载力和刚度能够大幅度的有效提高；缺点是需要较长的施工周期.
2.2 用粘结剂进行加固.钢板和桥梁通过粘结剂粘贴在一起,给桥梁提高承载力.此种加固方法的优点为快捷、方便的施工,对桥梁没有较大的影响；缺点为桥梁养护过程中费用过高,而且粘结剂对环境的要求比较严格,它使用的环境温度要小于60℃.
2.3 桥体外进行植筋.为了使桥梁结构的延性和承载力得到有效提高,可以给原来的桥体结构进行植筋,提供张拉预应力筋.此种加固方法的优点是可以在正常使用的情况下进行施工,而且工期短、方便；缺点是需要较高的养护费用,而且较高要求原桥梁的横隔板和腹板良好.
2.4 用碳纤维进行加固.碳纤维布用环氧树脂粘贴剂粘到桥梁上,并且沿着受力方向粘贴,最后形成新的复合体结构,使原有钢筋混凝土和碳纤维共同形成受力面,使桥体结构能增加抗剪和抗弯的能力.此种加固方法的优点是在截面尺寸和结构自重不增加,以及同时净空尺寸不改变的情况下,施工比较方便,而且施工在不损伤原结构基础上,可以使桥梁的抗疲劳、耐久和耐腐蚀的性能增强.缺点为形成的弹性模量和强度之间的比值低,如果温度超过60℃时,环氧树脂就会出现软化.
3 碳纤维加固技术
对碳纤维材料的处理,有很多种方法,包括处理混凝土表面、修复断截面、维护混凝土表面、底层涂料、粘结以及对碳纤维材料的使用和处理.
对桥梁实施处理,需要将原来桥梁表面的恶化层进行处理.桥梁的混凝土表面,经过长期的风吹雨淋以及车辆的碾压,会出现粉刷层掉落、风化、砂浆剥离等现象,需要利用砂轮机将这些恶化层研磨掉,并做好表面的清洁工作,经过水洗并干燥后,才能进行下一步的粘结工作.
对于桥梁中坏掉的断截面,也需要将表面腐蚀、剥落等现象处理,比如一些钢筋外露现象等,做好相应的清洁工作后,还需要对断截面进行相应的修复工作.
对于一般的裂缝,可以用环氧树脂进行修复,但是在修复前,需要检查裂缝是否存在漏水现象,如果发现漏水,需要先进行处理再修复裂缝.
一些桥梁混凝土表面在长期使用过程中,由于重车碾压等,出现坑洼或突起,这就说明桥梁表面已经受到了严重的损坏,需要及时的进行维护,避免出现更大面积的损坏.所以在混凝土表面维护前,需要利用砂轮机以及切割机进行打磨,保证混凝土表面平整,对坑洼处一般使用环氧树脂进行修补.底层涂料的作用上文已经有过介绍,但是对其使用的环境要求却没有明确指出.如果气温低于5°、雨天或者是RH 值太大,这不能直接使用,需要保证施工现场空气流通,并做好相应的防护措施,施工人员也需要佩戴防护工具.
4 桥梁施工中对碳纤维加固技术的应用
碳纤维材料的质量轻,利用其对桥梁维修时较为方便,不需要额外的设备,也不会对维修施工造成太大的影响,这就给桥梁加固施工提供了方便,也为桥下高空作业提供了便利,这也正是桥梁施工中应用碳纤维材料广泛的原因.
对于一般老化公路混凝土维修过程中,还需要注重维修方式和方法,目前常用的方法为综合法,首先对施工现场的环境以及相应的技术进行检测,以加固为主,维修为辅.碳纤维材料由于优良的特性,在技术等方面正好符合相应的要求,在粘结过程中,可以利用环氧树脂等材料进行灌封.
我国碳纤维加固技术还处于起步阶段,和国外先进水平还存在一定的差距,并且碳纤维材料主要是来自进口,所以为了降低成本,发挥材料的经济效益,一般桥梁维修以加固为主.
根据我国现行的碳纤维加固技术,并结合我国的基本国情,总结以往的工程施工经验,编制碳纤维技术应用指导手册,为相关的技术人员提供有效的指导,促进碳纤维材料使用的专业性、系统性.目前,我国相关的科研部门,正根据我国桥梁道路特点以及环境,对碳纤维加固技术进行了进一步的研究,促进了这项技术的推广和使用.
总之,碳纤维材料具有很多独特的性能和优点,碳纤维布施工简便迅速,无需模板、夹具、职称等；不增加结构重量；能适应各种结构外形的补强；可以多层粘贴.碳纤维产生的综合经济效益和社会效益都很好,具有广阔的应用前景,但任何事物都有其局限性,比如碳纤维材料不能承受抗压.因此在进行桥梁加固时,我们要充分考虑建筑物的性能和补强的需要,做出科学的选择.
参考文献
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结论：关于本文可作为碳纤维材料方面的大学硕士与本科毕业论文碳纤维材料的优缺点论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
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