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[摘要]碳纖維因其高強高效、耐腐蝕、耐久性、自重輕、施工方便、快捷、適用面廣
等特點而有著廣闊的發展前景和經濟效益。本文結合工程實例，探討其結構加固工程中的應用及性能評價。
一、工程概況
某市技術交流站工程建于1983年，為一棟5層現澆鋼筋砼框架結構，2005年根據城市規劃建設需要將此工程約7000m2房間改建為市博物館工程，部分房間及公共走廊樓面部分原設計均布荷載活荷載標準值為2．0KN／m2,3，0 KN／m：，而現在根據設計提供的資料，部分房間樓面均布活荷載標準值為5．0 KN／m2，比原設計要求增大150％ ，需加固的梁達23根。受業主委托，筆者對提出的加固處理方案的安全性、經濟性能方面進行了認真審查和復核，確保其承載力滿足建筑物的安全及使用要求，做到經濟、安全、可靠。
二、碳纖維加固設計
(二)碳纖維加固技術的設計原則
碳纖維加固修補砼結構作為一項新技術，既有其不可比擬的優點，但也有其一定的適用范圍和適用條件，超出此范圍而盲目地采用此技術就會導致不安全、不經濟、不合理的后果。首先，被加固結構構件的最小截面尺寸必須滿足有關規范的要求；其次，被加固構件的受壓區高度、配筋率、面積配箍率、體積配箍率等仍要滿足現有規范的要求；第三，要求加固后不改變原有結構的最終破壞形式P-· ；碳纖維布的應用存在使用效率問題，同樣的碳纖維布用量，分條加固效果好于整條粘貼，構件受彎承載力隨碳纖維布用量的增加而提高，當碳纖維布使用層數較少時，提高幅度相對較大，隨著碳纖維布層數的增加，提高幅度相應減少；當碳纖維布用量過多時，構件破壞將由碳纖維布被拉斷引起的破壞轉變為砼被壓碎破壞，構件延性有所降低。
(三)框架梁及次梁的加固處理方案
因次梁僅跨中抗彎承載力不足，按照CECS146：2003中的規定計算。為保證次梁下部碳纖維布在端部的錨固作用，采用了增設錨固附加U型箍的加固措施。
三、碳纖維加固的施工要點
(一)施工流程
碳纖維加固的基本流程為：施工準備一基層處理一底膠工程—碳纖維布粘貼一養護一細部加工。
(二)施工要點
1．碳纖維加固砼結構施工應由熟悉該技術施工工藝的隊伍承擔，并應有專項加固施工方案和質量保證措施。
2．砼表面的浮漿、油污等雜質，應用砼角磨機、砂紙等機具進行清除，對砼梁表面出現的裂縫及凹陷用聚合物砂漿修補，并養護不少于3天。表面凸起的部位要打磨平整，用壓縮空氣將表面浮塵清除干凈，再用丙酮將需粘貼處清洗干凈，平整度應達到每米不超過5mm。
3．粘貼前需先將梁的銳角部位磨成半徑為2cm的圓弧，以免造成應力集中而降低補強效果。
4．涂刷底膠。用刮板將膠均勻地涂在梁底面，待膠固化后再進行一道工序施工。要特別注意調好的底膠須在規定的時間內用完，一般情況下40分鐘內用完。
5．粘貼碳纖維布。將膠按比例重量稱好，放在潔凈的容器中調和均勻，用刮板將膠均勻地涂刷在底膠上需粘貼碳纖維布處，隨即把已按照設計要求剪好的碳纖維布粘貼在設計要求部位，然后用專用滾筒順碳纖維布方向均勻平整壓實，擠出氣泡，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布，滾壓時不得損傷碳纖維布。待指觸干燥后即可進行第二道碳纖維布的粘貼。
6．兩道碳纖維布粘貼完待指觸干燥后，再刮涂一層面膠，用滾筒順碳纖維布方向均勻平穩壓實，使膠充分浸入碳纖維布中。
7．注意搭接區粘貼，做好標記，保證搭接長度不小于150mm，端部用橫向碳纖維固定。
8．檢驗時可用小錘輕擊，總有效粘結面積不應小于95％，碳纖維片材的實際粘貼面積不應小于設計面積，位置偏差不應大于10mm。 |
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