一文讀懂預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)【卡本預(yù)應(yīng)力碳板張拉】

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和社會的進(jìn)步，建筑加固行業(yè)中的新技術(shù)和新材料也應(yīng)運(yùn)而生。從外包鋼加固法、加大截面法和噴射混凝土加固法等傳統(tǒng)的加固方法到碳纖維布、碳纖維板等新型材料的應(yīng)用，最后到對碳纖維板施加預(yù)應(yīng)力新技 術(shù)的產(chǎn)生。傳統(tǒng)的加固方法具有結(jié)構(gòu)尺寸增加、使用空間減小、結(jié)構(gòu)自重增加、難施工等缺點(diǎn)，而碳纖維布和碳纖維板新材料的應(yīng)用雖然解決了上述問題，并且具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、應(yīng)用面廣等特點(diǎn)，但是材料的利用率低，材料浪費(fèi)極大，材料 的強(qiáng)度不能很好的被利用。預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了材料的利用效率、節(jié)約用量，延緩了結(jié)構(gòu)的開裂，減小了裂縫寬度而且極大提高了結(jié)構(gòu)的承載力。在工程加固中， 具有較大的

2、優(yōu)勢。一、 CFRP 板施加預(yù)應(yīng)力的方法在實(shí)際工程中，對碳纖維板施加預(yù)應(yīng)力的方法主要有：反拱法、不設(shè)錨具的 外部反力架張拉法和端錨加固法。其中，反拱法施加的預(yù)應(yīng)力太小，并且沒法準(zhǔn)確控制施加預(yù)應(yīng)力的大?。徊辉O(shè)錨具的外部反力架張拉法對 CFRP 板施加反力的反力架需要很大的剛度，因 此張拉設(shè)備比較笨重并且對不同跨度的加固構(gòu)件適用性比較差；其次，CFRP 板進(jìn)行放張時(shí)，端部的應(yīng)力較大容易發(fā)生剝離破壞。因此在錨具的可靠性、現(xiàn)場的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)的適用性等方面，端錨加固法具有普遍適用性 且更具有實(shí)際推廣價(jià)值。端錨加固法：在加固構(gòu)件上設(shè)置永久性錨具但不需要外部反力架結(jié)構(gòu)，把加固構(gòu)件本身作為提供反力的反力架，對

3、 CFRP 板進(jìn)行張拉施加預(yù)應(yīng)力，張拉完 畢后便用錨具固定在構(gòu)件表面。這種方法以加固構(gòu)件本身為反力架一方面避免了 CFRP 板放張時(shí)粘貼層剪切變形而導(dǎo)致端部的剝離破壞，減小了 CFRP 板由于放張引起的張拉應(yīng)力的損失；另一方面這種加固方法不受構(gòu)件本身尺寸的限制，具有普遍適用性，不需要笨重的張拉設(shè)備并且適合現(xiàn)場操作，經(jīng)濟(jì)高效。但是，這種加固方法需要研制專 門的錨具和張拉設(shè)備的，技術(shù)要求較高。二、預(yù)應(yīng)力 CFRP 板加固系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1、對 CFRP 板施加預(yù)應(yīng)力可以充分利用 CFRP 板材料的高強(qiáng)性能，減少 材料的浪費(fèi)從而減少了工程成本。2、對 CFRP 板施加預(yù)應(yīng)力還可以抵消結(jié)構(gòu)中原有的一部分荷載

4、，減小結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力，增大了剛度，延緩了裂縫的出現(xiàn)和寬度，緩解了剝離破壞，并且提高 了結(jié)構(gòu)的開裂荷載、屈服荷載、極限荷載。3、根據(jù)國內(nèi)外的試驗(yàn)研究，在相同的預(yù)應(yīng)力水平下，碳纖維板的應(yīng)力松弛比鋼絞線低。且暴露在野外環(huán)境下，預(yù)應(yīng)力 CFRP 板加固技術(shù)比體外預(yù)應(yīng)力鋼 筋或鋼鉸線耐久性更好。三、預(yù)應(yīng)力 CFRP 板加固系統(tǒng)的缺點(diǎn)1、CFRP 板材料本身具有高度非勻質(zhì)性，這就需要規(guī)格要求更高效果更好 的錨具，防止碳纖維板在張拉過程中錨具端碳纖維板出現(xiàn)斷裂或滑移。2、CFRP 板材料的脆性會使其在張拉過程中極易被拉斷，具有很大的危險(xiǎn)，所以需要成熟的張拉技術(shù)和設(shè)備，同樣也要做好施工安全防護(hù)工作，保障人員的

5、安全。四、卡本預(yù)應(yīng)力 CFRP 板加固系統(tǒng)開發(fā)我公司于 2014 年開始研發(fā)預(yù)應(yīng)力 CFRP 板加固系統(tǒng)，并針對該系統(tǒng)存在的缺陷進(jìn)行改進(jìn)。錨具端錨固效率系數(shù)通過第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測高達(dá) 0.99 ，徹底解決在施加預(yù)應(yīng)力過程中出現(xiàn)的碳板斷裂和滑移等非正常破壞問題，保障了錨具的穩(wěn)定性及現(xiàn)場施工的安全性；碳纖維板的抗拉強(qiáng)度高達(dá) 3200MPa，伸長率高達(dá) 2.0%，兩項(xiàng)指標(biāo)遠(yuǎn)超國標(biāo)要求，解決預(yù)應(yīng)力碳板張拉過程中由于碳板材料本 身性能差而被拉斷的問題。以上問題的解決對預(yù)應(yīng)力 CFRP 技術(shù)起到了積極的推廣作用，且卡本預(yù)應(yīng)力CFRP 板加固系統(tǒng)于 2018 年被評為“國際先進(jìn)水平”。這是對我公司科研成果

6、的肯定，同時(shí)也是對我們提出更高的要求。五、案例故事1.北京市政豐益橋大修工程，是北京首例預(yù)應(yīng)力碳板項(xiàng)目，全橋 206 條預(yù)應(yīng)力碳纖維板均采用卡本預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固系統(tǒng)。該工程預(yù)應(yīng)力碳版加固所有的材料、工具和技術(shù)均源于卡本。最長 46m 預(yù)應(yīng)力碳板張拉，也創(chuàng)造了國內(nèi)預(yù)應(yīng) 力張拉最大長度的記錄。2.金昌金川大橋橫向預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固工程,該橋梁為空心板梁橫向張拉且空心板梁錯(cuò)臺位置較大,最低與最高差值至少 8cm,此外橋梁位于高速匝道下坡位置,無法搭設(shè)滿堂紅腳手架,施工難度較大。該橋采用 25 根 1.4mm 厚,50mm 寬的碳纖維加固系統(tǒng)進(jìn)行加固,目前運(yùn)行效果良好。3.海南省海口市新埠大橋主車道 T 梁加固工程,該橋 T 梁采用 3mm厚,50mm 寬卡本預(yù)應(yīng)力碳板進(jìn)行加固。該橋梁體為 18cm 的窄 T 梁,為了安裝預(yù)應(yīng)力碳板,設(shè)計(jì)和加工了一些鋼構(gòu)件進(jìn)行輔助安裝。加固完成一個(gè)月后進(jìn)行荷載 試驗(yàn),測得橋梁跨中截面變形小于加固前截面變形。4.河北邢臺某玉米粉廠雙 T 型梁預(yù)應(yīng)力碳板加固工程,是國內(nèi)首次將預(yù)應(yīng)力碳板技術(shù)成功用在大跨度預(yù)制雙 T 板加固的案例。在梁體撓度和跨度過大情況下, 采用 3mm 厚 50mm 寬的預(yù)應(yīng)力