桥梁是我国重要的交通基础设施，随着重型荷载车辆的碾压及风雨的持续侵蚀，很多上世纪80、90年代建成的高速公路桥梁都相继出现了裂缝等病害。然而，桥梁属于大跨度结构，所处的环境也比较恶劣，采用哪种方法养护好桥梁成为了难题。好在这些年经过科技的研发，出现了一种新型的针对桥梁加固的材料---碳纤维布。

    ▋ 为什么碳纤维布是桥梁加固的理想材料？

    1.耐酸碱腐蚀性强。碳纤维布试件在10%的硫酸中浸泡3个月后，强度不降低；在40℃氢氧化钙饱和溶液中浸泡300小时后，强度不降低；在35℃盐水中浸泡一年后，强度不降低。

    2.温度稳定好。碳纤维布可长期在54-83℃条件下使用，强度不变。

    3.抗紫外线、抗老化。经过自然暴露试验和加速暴露试验，利用红外线光谱仪对加强暴露后的试件性能进行评估，最终证实，碳纤维布的强度和粘贴性能可以在50年的时间内不发生劣化，并且没有发现抗拉强度有什么损失。

    4.耐水性好。在70℃水中浸渍30天，强度不降低。

    ▋ 碳纤维布加固桥梁受力分析

    1.将抗拉性能优良的碳纤维布用粘结材料粘贴到梁体底面或箱梁内壁上，使其与原结构布置的钢筋一道共同承受拉力，以提高旧桥的承载能力。与其他加固方法相比，碳纤维布保证在设计荷载范围内与原结构共同受力，且改变原有结构的应力分布程度最小。

    2.沿桥梁的主拉应力方向（或与裂缝正交方向）粘贴碳纤维布，两端分别设置锚固端，可约束混凝土表面裂缝，防止裂缝扩大，提高构件抗弯刚度、减少构件挠度、改善梁体受力状态。

    3.应根据实际情况合理使用碳纤维布加固钢筋混凝土梁式桥，因碳纤维布在加固混凝土构件时，在提高受弯承载力的同时还影响受弯构件的破坏形态。当碳纤维布用量过多时，构件的破坏形态由碳纤维被拉断引起的破坏转变为混凝土被突然压碎破坏。还因碳纤维为完全弹性材料，它与钢筋共同工作会减弱钢筋塑性性能，碳纤维布用量过多，构件延性将有所降低。

    4.碳纤维布加固后桥梁结构物最后破坏形式变化为突然性（拉断或剥离等脆性破坏），其承载力极限状态应按碳纤维抗拉强度的2/3进行抗弯承载力计算，不能按普通钢筋混凝土考虑。

    5.碳纤维布可提高混凝土梁抗剪承载力，其作用机理类似箍筋，同时还能明显改善构件的变形性能，增强构件的变形能力。

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责任编辑：殷鹏飞

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