據統計，截至2001年底
，我國20年前修建橋梁13萬座
，30年以前修建的橋梁11.4萬座，當時建設的標準都很低，而都又服役二、三san十shi年nian，特te別bie是shi大da噸dun位wei車che輛liang的de發fa展zhan

，有you很hen多duo橋qiao梁liang已yi經jing不bu適shi應ying要yao求qiu，隻zhi能neng限xian載zai通tong過guo。雖sui然ran已yi經jing有you一yi部bu分fen舊jiu橋qiao得de到dao了le加jia固gu補bu強qiang，但dan仍reng有you很hen大da一yi部bu分fen仍reng在zai使shi用yong。由you於yu我wo國guo的de經jing濟ji狀zhuang況kuang和he發fa達da國guo家jia相xiang比bi還hai比bi較jiao落luo後hou
，不bu可ke能neng投tou入ru更geng多duo的de資zi金jin對dui舊jiu橋qiao梁liang進jin行xing重zhong建jian，因yin此ci必bi須xu通tong過guo結jie構gou補bu強qiang的de辦ban法fa對dui舊jiu橋qiao梁liang進jin行xing改gai造zao，使shi其qi達da到dao使shi用yong要yao求qiu。 


目前我國已經積累了豐富的舊橋加固經驗
，總的說來大致有以下幾種方法：加大截麵加固法、外包型鋼加固法、預應力加固法
、粘貼鋼板加固法、玻璃鋼加固法、噴射混凝土加固法等。各種加固方法都有其優點，都得到了較好的實踐運用。 

近jin年nian來lai
，纖xian維wei類lei材cai料liao在zai土tu木mu工gong程cheng中zhong的de運yun用yong一yi直zhi是shi國guo內nei外wai研yan究jiu的de熱re點dian。隨sui著zhe材cai料liao科ke技ji的de發fa展zhan，現xian在zai已yi經jing開kai發fa出chu來lai了le許xu多duo高gao科ke技ji纖xian維wei材cai料liao。在zai所suo有you的de纖xian維wei材cai料liao中zhong
，碳tan纖xian維wei是shi迄qi今jin為wei止zhi用yong於yu土tu木mu工gong程cheng領ling域yu最zui早zao、技術最成熟，也是運用數量最大的一種高科技材料。隨著碳纖維材料被應用於建築業，碳纖維加固技術也應運而生。 

benwenjiandandijieshaoletanxianweidetedianyijiyongqijiaguqiaoliangdejishutedian，zaicijichushangjieshaoleyongtanxianweibuqiangjiaguqiaoliangdeyingyongfanwei，zuihoujianyaojieshaoleyong碳纖維加固橋梁的施工要點，對於橋梁加固的發展和實際運用具有一定的意義。 

1　碳纖維的特點 

碳纖維是以聚丙烯腈或者中間相瀝青纖維為原料經過高溫碳化製成。用於混凝土結構補強的碳纖維種類較多，可以按不同的分類方法進行劃分。按形狀分類，可分為：片材(包括布狀和板狀)；棒材；型材；短纖維。按力學性能可以分為：高模量纖維；高強度纖維和中等彈性模量纖維。 

在結構補強過程中，碳纖維中的布狀材料和棒材都運用較多。碳纖維布的基本力學性能可以通過實驗確定


，目前有許多檢測方法，尚未形成統一的測試標準。但總的講來，碳纖維布和碳纖維棒材有較高的拉伸強度，一般大於1800MPa；彈性模量較大
，一般略大於鋼材的彈性模量，大於220GPa，一般在300GPa～640GPa之間。延伸率較小，不大於2%。其中碳纖維棒材的強度稍小於碳纖維布，而彈性模量則稍大。 

在結構補強中，需要把碳纖維布和碳纖維棒材用有一定強度的粘結膠粘貼到混凝土上
，使其和混凝土共同工作
，以達到補強的目的。 

2　碳纖維加固橋梁的技術特點 

由於碳纖維材料的強度和彈性模量都很高
，在橋梁加固中
，和其它的加固技術相比
，具有以下的優勢： 

ａ)高強高效　由於碳纖維材料優異的物理力學性能，在對混凝土橋梁進行加固補強過程中，可以充分利用其高強度、高模量的特點來提高橋梁或其構件的承載力和延性，改善其受力性能，達到高效加固的目的。 

ｂ)耐腐蝕性及耐久性好　碳纖維材料的化學性質穩定，不與酸堿鹽等化學物質發生反應，因而用碳纖維材料加固的鋼筋混凝土構件具有良好的耐腐蝕和耐久性，解決了其他加固方法所遇到的化學腐蝕問題，特別是在腐蝕環境下進行加固更有優勢。 

ｃ)不增加構件的自重及體積　碳纖維布質(zhi)量(liang)輕(qing)且(qie)厚(hou)度(du)薄(bo)，經(jing)加(jia)固(gu)修(xiu)補(bu)的(de)構(gou)件(jian)，基(ji)本(ben)上(shang)不(bu)增(zeng)加(jia)結(jie)構(gou)的(de)自(zi)重(zhong)和(he)尺(chi)寸(cun)
，也(ye)不(bu)會(hui)減(jian)少(shao)建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)使(shi)用(yong)空(kong)間(jian)。這(zhe)對(dui)於(yu)橋(qiao)下(xia)要(yao)求(qiu)通(tong)航(hang)或(huo)者(zhe)有(you)通(tong)行(xing)要(yao)求(qiu)的(de)舊(jiu)橋(qiao)進(jin)行(xing)加(jia)固(gu)特(te)別(bie)重(zhong)要(yao)。 


ｄ)適用麵廣　由於碳纖維布是一種柔性材料，可以任意地裁剪，所以這種加固技術可以廣泛地運用於各種結構類型、各種結構形狀和結構的各個部位，且不改變結構形狀
、不影響結構外觀。對於橋梁的墩台

、梁板等結構構件都能夠順利的進行加固。 

ｅ)便於施工　將碳纖維材料用於加固混凝土橋梁，在施工時不需要大型的機械設備，占用施工場地少，沒有濕作業，工效極高。 

用碳纖維加固橋梁結構有十分顯著的優點，然而用碳纖維加固橋梁結構的造價較高
，建議在補強加固橋梁時和其它的加固方法進行綜合對比、選擇。 

3　碳纖維布加固橋梁時的運用範圍 

上麵談到用碳纖維布可以對各種構件進行加固
，具體到橋梁加固中，它主要的可以對承受彎矩和剪力的構件的正截麵承載力進行補強，對斜截麵承載力進行加強，對截麵的承剪進行加強；另外，用碳纖維布還可以對受壓構件進行加強。簡單介紹一下。 

3.1　正截麵承載力加強 

用碳纖維布加強受彎構件的正截麵承載力時，一般采用如圖1所示的粘貼方法。 



圖1　碳纖維布補強正截麵   1―鋼筋；2―粘貼碳纖維布 

具體的，在梁的底部粘貼一層或者數層碳纖維布
，其截麵形式可做成圖1ｂ的形式。如有可能，碳纖維布應該粘貼成如圖的Ｕ型截麵，這種截麵正截麵的承載力提高更大。粘貼層數可以參照《混凝土結構設計原理》的正截麵承載力的計算方法進行計算定量。進行計算時，仍然采用平截麵假設

，適當考慮碳纖維布強度的折減(一般碳纖維的強度不能夠完全發揮[2])
，建議一般取其強度的60%為宜。 

3.2　斜截麵抗彎和截麵承剪加強 

用碳纖維布對斜截麵抗彎加固
、或者用以提高截麵的抗剪能力時，一般可采用圖2所示的粘貼方式。 

一般，把碳纖維布剪成條狀，粘貼在梁的側麵，粘貼方向最好和梁體內的主拉應力跡線相一致
，這樣碳纖維布能夠充分發揮其抗拉效能，阻止混凝土的開裂，進而也可以提高梁的抗剪能力。 

計算時
，仍可以參照《混凝土結構設計原理》中對於彎起鋼筋的抗彎和抗剪的考慮方式來考慮碳纖維布的作用
，進而確定碳纖維布的用量。 



圖2　碳纖維布補強斜截麵抗彎以及截麵抗剪能力    1―碳纖維布 

3.3　受壓構件的加固 

用碳纖維對受壓的混凝土柱進行加強時
，一般可以用如圖3所示的粘貼方法。 

在加固後的受壓混凝土杆件中
，碳纖維的作用類似於混凝土柱中箍筋的作用，因此計算時仍可以參照《混凝土結構設計原理》中對於箍筋的處理方法

，對碳纖維布的(de)作(zuo)用(yong)進(jin)行(xing)量(liang)化(hua)，以(yi)確(que)定(ding)粘(zhan)貼(tie)的(de)層(ceng)數(shu)。另(ling)外(wai)，柱(zhu)體(ti)可(ke)以(yi)全(quan)部(bu)用(yong)碳(tan)纖(xian)維(wei)包(bao)裹(guo)，也(ye)可(ke)以(yi)部(bu)分(fen)包(bao)裹(guo)
，初(chu)期(qi)的(de)研(yan)究(jiu)證(zheng)明(ming)部(bu)分(fen)包(bao)裹(guo)可(ke)能(neng)更(geng)具(ju)優(you)勢(shi)，如(ru)圖(tu)3的立麵圖所示。 


圖3　混凝土受壓構件的加固   1―粘貼的碳纖維布
；2―混凝土柱體 

用碳纖維布加固的混凝土柱不僅能夠提高承載力，而且能夠提高混凝土柱的延性[2]。因此，對處於地震活動較為頻繁地區的橋梁墩台進行加固時，用它更具優勢。 

4　碳纖維布加固的施工要點 

用碳纖維布加固橋梁時

，應該按照以下步驟進行，並注意每一步的關鍵。 

ａ)施工準備　充分分析、研究加固的橋梁或其構件的特點
，並對使用的材料、配套樹脂
、機具做好準備工作。 

ｂ)原結構混凝土基麵處理　對粘貼的混凝土基麵進行打磨處理。如果在潮濕環境，應該對表麵進行幹燥處理

；應該清除表麵的浮灰


；應該把轉角打磨成圓弧狀；混凝土表麵如有裂紋，應該首先封閉裂紋。表麵處理關係到粘貼的效果，是碳纖維布能否和原結構共同工作的關鍵
，應該予以足夠重視。 

ｃ)刷底層樹脂　底層樹脂的作用是保證碳纖維布和混凝土構件有足夠的粘結，以使它們共同工作；底層樹脂應該均勻
、全麵

，避免厚度不一和局部漏刷。 

ｄ)粘貼碳纖維布　用浸潤樹脂把碳纖維布粘貼平順
，擠出其中的氣泡。如果為多層，重複前麵步驟――再貼纖維布、再擠出氣泡
，最後覆上聚酯薄膜。 

ｅ)粘貼的碳纖維布的表麵處理　待樹脂固化後
，根據需要可以在碳纖維布的外麵刷一層防曬漆或者防火漆，以減緩樹脂的老化、或者增強結構的防火性。 

5　碳纖維棒材加固橋梁結構的一般方法 

碳tan纖xian維wei棒bang材cai對dui構gou件jian進jin行xing加jia固gu時shi，由you於yu受shou到dao自zi身shen幾ji何he形xing狀zhuang的de影ying響xiang，它ta主zhu要yao的de用yong於yu對dui受shou彎wan構gou件jian的de正zheng截jie麵mian承cheng載zai力li進jin行xing補bu強qiang
，對dui斜xie截jie麵mian承cheng載zai力li進jin行xing加jia強qiang，對dui截jie麵mian的de承cheng剪jian進jin行xing加jia強qiang。下xia麵mian將jiang碳tan纖xian維wei棒bang材cai加jia固gu橋qiao梁liang結jie構gou的de一yi般ban方fang法fa簡jian單dan介jie紹shao如ru下xia： 

5.1　正截麵承載力加強 

用碳纖維棒材加強受彎構件的正截麵承載力時，一般采用植筋的方法。 


當(dang)受(shou)彎(wan)構(gou)件(jian)的(de)正(zheng)截(jie)麵(mian)抗(kang)彎(wan)能(neng)力(li)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)需(xu)要(yao)而(er)采(cai)用(yong)碳(tan)纖(xian)維(wei)棒(bang)材(cai)加(jia)固(gu)時(shi)
，首(shou)先(xian)鑿(zao)除(chu)梁(liang)底(di)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)或(huo)者(zhe)在(zai)梁(liang)底(di)混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong)鑿(zao)出(chu)縱(zong)向(xiang)的(de)溝(gou)槽(cao)，將(jiang)碳(tan)纖(xian)維(wei)棒(bang)材(cai)綁(bang)紮(zha)在(zai)結(jie)構(gou)原(yuan)有(you)的(de)縱(zong)向(xiang)主(zhu)拉(la)鋼(gang)筋(jin)上(shang)


，或(huo)者(zhe)錨(mao)固(gu)在(zai)鑿(zao)出(chu)的(de)溝(gou)槽(cao)中(zhong)，然(ran)後(hou)澆(jiao)注(zhu)環(huan)氧(yang)混(hun)凝(ning)土(tu)，封(feng)閉(bi)碳(tan)纖(xian)維(wei)棒(bang)材(cai)並(bing)使(shi)其(qi)和(he)原(yuan)有(you)的(de)混凝土結構粘結成整體。待環氧樹脂固化後，結構加固工作就完成了。 

碳纖維棒材的用量可以參照《混凝土結構設計原理》dezhengjiemianchengzailidejisuanfangfajinxingjisuandingliang。jinxingjisuanshi，rengrancaiyongpingjiemianjiashe，shidangkaolvtanxianweibangcaiqiangdudezhejian，lingwaizhuyixuanyonghehunningtudanxingmolianghewenbianxishuxiangdangdehuanyanghunningtu
，yibimianhuanyanghunningtuzaigongzuozhongyouyushoulihuozhewenbianyinsuheyuanjiegoutuolierdabudaoyuqixiaoguo。 

5.2　斜截麵抗彎和截麵承剪加強 

用碳纖維棒材對斜截麵抗彎加固、或者用以提高截麵的抗剪能力時，一般也采用植筋方式。 

加固時
，可參照圖2，在梁的側表麵
、和梁體內的主拉應力跡線一致的地方，鑿出溝槽(直接對抗剪加固時
，溝槽也可和箍筋反向一致)
，放入碳纖維棒材，然後運用環氧樹脂混凝土封閉。加固後，碳纖維布棒材可發揮其抗拉效能，阻止混凝土的開裂，進而也可以提高梁的斜截麵抗彎能力和截麵抗剪能力。 

計算時，仍可以參照《混凝土結構設計原理》中對於彎起鋼筋的抗彎利抗剪的考慮方式來考慮碳纖維的作用，進而確定碳纖維棒材的用量
，同時也應該注意環氧混凝土的選擇。 

6　結論 

用碳纖維加固橋梁，無論采用片材或者棒材
，均有受力明確、shigongjiandanfangbiandeyoudian，duiyuqiaoliangzhongbutongbuweideshouligoujianjunkeyifangbiandijiagu，shizhidetuiguangyunyongdeyizhongxinjishu。jianyiyoutiaojiandedifangjieheshijiqingkuangduiqijinxinggengjiashenrudeyanjiu


，yicujinjiuqiao加固技術的發展。