橋梁是我國重要的交通基礎設施，隨著重型荷載車輛的碾壓及風雨的持續侵蝕，很多上世紀80、90年代建成的高速公路橋梁都相繼出現了裂縫等病害。然而，橋梁屬于大跨度結構，所處的環境也比較惡劣，采用哪種方法養護好橋梁成為了難題。好在這些年經過科技的研發，出現了一種新型的針對橋梁加固的材料---碳纖維布。

    ▋ 為什么碳纖維布是橋梁加固的理想材料？

    1.耐酸堿腐蝕性強。碳纖維布試件在10%的硫酸中浸泡3個月后，強度不降低；在40℃氫氧化鈣飽和溶液中浸泡300小時后，強度不降低；在35℃鹽水中浸泡一年后，強度不降低。

    2.溫度穩定好。碳纖維布可長期在54-83℃條件下使用，強度不變。

    3.抗紫外線、抗老化。經過自然暴露試驗和加速暴露試驗，利用紅外線光譜儀對加強暴露后的試件性能進行評估，最終證實，碳纖維布的強度和粘貼性能可以在50年的時間內不發生劣化，并且沒有發現抗拉強度有什么損失。

    4.耐水性好。在70℃水中浸漬30天，強度不降低。

    ▋ 碳纖維布加固橋梁受力分析

    1.將抗拉性能優良的碳纖維布用粘結材料粘貼到梁體底面或箱梁內壁上，使其與原結構布置的鋼筋一道共同承受拉力，以提高舊橋的承載能力。與其他加固方法相比，碳纖維布保證在設計荷載范圍內與原結構共同受力，且改變原有結構的應力分布程度最小。

    2.沿橋梁的主拉應力方向（或與裂縫正交方向）粘貼碳纖維布，兩端分別設置錨固端，可約束混凝土表面裂縫，防止裂縫擴大，提高構件抗彎剛度、減少構件撓度、改善梁體受力狀態。

    3.應根據實際情況合理使用碳纖維布加固鋼筋混凝土梁式橋，因碳纖維布在加固混凝土構件時，在提高受彎承載力的同時還影響受彎構件的破壞形態。當碳纖維布用量過多時，構件的破壞形態由碳纖維被拉斷引起的破壞轉變為混凝土被突然壓碎破壞。還因碳纖維為完全彈性材料，它與鋼筋共同工作會減弱鋼筋塑性性能，碳纖維布用量過多，構件延性將有所降低。

    4.碳纖維布加固后橋梁結構物最后破壞形式變化為突然性（拉斷或剝離等脆性破壞），其承載力極限狀態應按碳纖維抗拉強度的2/3進行抗彎承載力計算，不能按普通鋼筋混凝土考慮。

    5.碳纖維布可提高混凝土梁抗剪承載力，其作用機理類似箍筋，同時還能明顯改善構件的變形性能，增強構件的變形能力。

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責任編輯：殷鵬飛

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