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基于光纤的智预应力碳纤维加固系统

1、性能简述

光纤碳纤维板是指由碳纤维增强材料，环氧树脂基体材料，在结构内部加入具有形状记忆功能的驱动元件和测控软硬件，并经一系列生产工艺制成的碳纤维板。

区别于普通的碳纤维板，光纤智能碳纤维板主要是能感知外部环境的变化和荷载作用，感知内部结构的疲劳性和腐蚀性，并通过智能软件传输到电脑端，使工程人员可以实时监控到工程结构概况。

2、应用评价

针对重大工程和基础设施的健康监测和诊断是一项贯穿整个工程生命的周期的技术，从工程施工、运营管理一直到拆除都需要进行监测。

光纤预应力碳纤维板加固系统除了具有普通碳纤维板的低密度、高强度、耐久性好、耐酸碱化学腐蚀性能强、抗压抗剪强度大等优异性能，可广泛适用于工业与民用建筑物的梁、板、柱、墙、天路公路强梁、隧道、烟囱、塔结构等设施的加固补强。预应力碳纤维板做补强混凝土结构时，对原混凝土结构扰动较小，相较于置换混凝土加固法、化学灌浆施工等加固方法，预应力碳纤维版施工工艺更为简便且加固效果突出。相较于其他的加固方式，利用预应力谈纤维板加固系统有显而易见的优势，并作为一种新兴技术，已得到愈来愈多的青睐于肯定。多层粘贴时，待碳纤维布表面胶液达到指干立即进行下一层施工，若延误一小时，必须等12小时后在施工。二光纤预应力碳纤维板加固系统正好弥补了普通碳纤维板加固在结构中无法实时检测的遗憾。相比普通碳纤维板的性能特点，光纤预应力碳纤维板肯定是更上一层楼。因此也已在桥梁、建筑物结构等工程中得到适用，并取得一致好评。

梁结构加固方法优缺点

增大截面加固法是通过增加原梁的受力钢筋，同时在外侧新浇筑混凝土以增大梁截面。

优点：是对增大梁的轻度和刚度稳定性是效果明显的和有保障的，同时可以根据受力特点个加固目的灵活设计为单侧、双侧或三面包套，这为一些位置难以施工的梁提供了灵活性的处理方式，规范没有同其他加固方法一样限制只能提高40%的强度，对承载力相差较大的情况特别适用，该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验，正基于这些优点，此方法为我们大部分结构设计同行的选。6、张拉预应力碳纤维板系统将张拉用千斤顶及反力板安装在张拉端，在碳纤维板***胶涂抹好后，按照0%-10%-20%-50%-100%的程序进行预应力张拉，每张拉一级后进行伸长位移测量，并计算实际伸长量，误差控制在6%以内。

缺点：设计到施工工艺相对其他加固方法较多，现场湿作业大，周期长，造价相对较大，对现场生产和生活有一定影响。假如当操作不慎弄到皮肤或衣物上时，要尽快用酮清洗同时用大量清水冲洗。新、旧混凝土结合、新旧纵筋、箍筋的焊接等节点处理比较繁琐，完成质量跟施工队自身素质影响较大，增加了结构本身的自重和截面大小，也有可能改变了结构本身的刚度分配，造成相邻其他构件的连锁加固。

梁粘贴纤维复合材加固技术是利用碳素纤维布和结构胶对原梁进行加固处理

优点：纤维复合材的抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍；重量轻、密度只有普通钢材的1/4；B、以简支梁抗剪加固为例：一承受均布荷载bxh矩形截面梁，h/b<。碳纤维复合材加固的耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的坏；碳纤维加固的施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证；加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，维护费用低。

缺点：完成质量在很大程度上依赖碳纤维布和结构胶的选取，而现在市场上纤维材料和结构胶质量参差不齐，价格相差比较大，这样也就有些自身要求不严格的施工单位没有严格的按照设计要求选择材料，而材料是决定此加固方法效果的关键。答：按照《混凝土结构设计规范》，在截面和受压钢筋一定的情况下，随着增加受拉钢筋，构件受压区高度不断增加，但不允许超过ξbh0（ξb：所相对界限受压区高度）。还有就是本身方法的缺陷，两种不同材料的共同工作问题，规范虽然作了滞后效应的考虑，但实际当中加上施工的误差，材料本身的差异，理论跟现实是有较大出入的，且加固规范要求此法在加固时不能超过原构件承载力的40%，另外现场施工时还要注意防火问题。

碳纤维加固方法的具体区别是什么？

（1）粘钢加固

与钢板结合被固定到建筑结构与混凝土的表面上形成特殊的粘接部件，这样整体力一起工作，以改善一种加强结构的承载能力的方法。建筑加固利用碳纤维、粘钢、高压灌浆对建筑进行加强加固。此技术广泛用于设计变更，增加梁、柱、悬挑梁、板等加固和变更工程，是目前建筑结构抗震加固工程上的一种钢筋后锚固利用结构胶作用的连接技术。如不能连续粘贴，则再开始前应对底层碳纤维片材重新做好清洁工作。房屋鉴定由专门的机构对房屋的安全性做出科学的评价，确保居住人的生命财产安全。植筋加固一项针对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固的技术；可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；现已广泛应用于建筑物的加固改造工程。

(2)碳纤维加固

碳纤维加固技术是一种非常简单、优良的加固方法。玄武岩纤维板在桥梁加固中的应用1、环氧树脂玄武岩纤维板加固原理玄武岩纤维预浸热固性环氧树脂后，在模具内固化并通过连续拉挤成型成为环氧树脂玄武岩纤维板，玄武岩纤维提供了板材所需要的高强度，树脂提供了较好的耐腐蚀性能。碳纤维增强原理：碳纤维增强的原理是采用碳纤维片材（连续的高强度或高弹性模量的碳纤维，沿一个方向成束排列，用环氧树脂浸渍固化的碳纤维板或未用树脂浸渍固化的碳纤维板，统称碳纤维板，养护后粘贴在混凝土构件表面，用tezhi的胶粘剂或浸渍树脂加固，树脂与原组分形成新的应力复合体，共同作用，起到增强作用。

（3）外包钢加固法

外包钢加固法是将型钢(通常为角钢)包裹在构件的四个角(或两个角)中，以增强构件的力学性能。 在我国，包钢加固法也是一种广泛应用的传统加固方法。 外包钢加固结构，尤其是框架结构，节点区域Z为复杂，结构处理难度大。⑧施工时应考虑环境湿度对树脂固化的不利影响，其粘贴部位混凝土的含水率不应大于4％。 该方法施工简单，原位施工少，施工可靠。 适用于不允许增加原构件尺寸，但要求增加截面承载力的分析框架、腹杆等钢筋混凝土柱、梁、弦杆的加固。

（4）加大截面加固：

通过增加截面加固方法，增加混凝土结构或结构的截面面积，以提高承重，满足加固方法的正常使用。本发明可广泛应用于混凝土结构和一般结构的梁、板、柱等的加固及应用范围，并具有广泛应用于混凝土结构和一般结构的梁、板、柱等的加固的优点。