一文讀懂預應力碳纖維板加固技術【卡本預應力碳板張拉】

1、隨著國民經濟的飛速發(fā)展和社會的進步，建筑加固行業(yè)中的新技術和新材料也應運而生。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用，最后到對碳纖維板施加預應力新技 術的產生。傳統(tǒng)的加固方法具有結構尺寸增加、使用空間減小、結構自重增加、難施工等缺點，而碳纖維布和碳纖維板新材料的應用雖然解決了上述問題，并且具有輕質高強、耐腐蝕、應用面廣等特點，但是材料的利用率低，材料浪費極大，材料 的強度不能很好的被利用。預應力碳纖維板加固技術的應用不僅提高了材料的利用效率、節(jié)約用量，延緩了結構的開裂，減小了裂縫寬度而且極大提高了結構的承載力。在工程加固中， 具有較大的

2、優(yōu)勢。一、 CFRP 板施加預應力的方法在實際工程中，對碳纖維板施加預應力的方法主要有：反拱法、不設錨具的 外部反力架張拉法和端錨加固法。其中，反拱法施加的預應力太小，并且沒法準確控制施加預應力的大小；不設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 此張拉設備比較笨重并且對不同跨度的加固構件適用性比較差；其次，CFRP 板進行放張時，端部的應力較大容易發(fā)生剝離破壞。因此在錨具的可靠性、現場的實用性、經濟的適用性等方面，端錨加固法具有普遍適用性 且更具有實際推廣價值。端錨加固法：在加固構件上設置永久性錨具但不需要外部反力架結構，把加固構件本身作為提供反力的反力架，對

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

4、，減小結構中的應力，增大了剛度，延緩了裂縫的出現和寬度，緩解了剝離破壞，并且提高 了結構的開裂荷載、屈服荷載、極限荷載。3、根據國內外的試驗研究，在相同的預應力水平下，碳纖維板的應力松弛比鋼絞線低。且暴露在野外環(huán)境下，預應力 CFRP 板加固技術比體外預應力鋼 筋或鋼鉸線耐久性更好。三、預應力 CFRP 板加固系統(tǒng)的缺點1、CFRP 板材料本身具有高度非勻質性，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，所以需要成熟的張拉技術和設備，同樣也要做好施工安全防護工作，保障人員的

5、安全。四、卡本預應力 CFRP 板加固系統(tǒng)開發(fā)我公司于 2014 年開始研發(fā)預應力 CFRP 板加固系統(tǒng)，并針對該系統(tǒng)存在的缺陷進行改進。錨具端錨固效率系數通過第三方權威機構檢測高達 0.99 ，徹底解決在施加預應力過程中出現的碳板斷裂和滑移等非正常破壞問題，保障了錨具的穩(wěn)定性及現場施工的安全性；碳纖維板的抗拉強度高達 3200MPa，伸長率高達 2.0%，兩項指標遠超國標要求，解決預應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應力 CFRP 技術起到了積極的推廣作用，且卡本預應力CFRP 板加固系統(tǒng)于 2018 年被評為“國際先進水平”。這是對我公司科研成果

6、的肯定，同時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，是北京首例預應力碳板項目，全橋 206 條預應力碳纖維板均采用卡本預應力碳纖維板加固系統(tǒng)。該工程預應力碳版加固所有的材料、工具和技術均源于卡本。最長 46m 預應力碳板張拉，也創(chuàng)造了國內預應 力張拉最大長度的記錄。2.金昌金川大橋橫向預應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)進行加固,目前運行效果良好。3.海南省?？谑行虏捍髽蛑鬈嚨?T 梁加固工程,該橋 T 梁采用 3mm厚,50mm 寬卡本預應力碳板進行加固。該橋梁體為 18cm 的窄 T 梁,為了安裝預應力碳板,設計和加工了一些鋼構件進行輔助安裝。加固完成一個月后進行荷載 試驗,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 型梁預應力碳板加固工程,是國內首次將預應力碳板技術成功用在大跨度預制雙 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 寬的預應力