我國(guó)乃橋梁大國(guó)，尤其自改革開放以來，在橋梁建設(shè)方面我國(guó)取得了巨大的成就。然而伴隨著橋梁總數(shù)量的不斷上升，大部分橋梁正面臨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低、通行能力差的問題，以至于無(wú)法滿足當(dāng)今日益增長(zhǎng)的交通需求，甚至已經(jīng)威脅到橋梁的行駛安全。
為了保證橋梁的安全以及正常運(yùn)營(yíng)，延長(zhǎng)橋梁的使用年限，對(duì)橋梁檢測(cè)、養(yǎng)護(hù)、維修等是必不可少的。但隨著橋梁使用年限的不斷增加，易出現(xiàn)承載能力下降、通行能力超限的問題，這時(shí)就需要對(duì)橋梁采取必要的維修與加固措施以滿足新的使用需求。
由于橋梁使用功能的特殊性，并非所有橋梁都適合加固。首先，加固改造后的橋梁，在承載力、耐久性能上都需滿足使用上的要求。對(duì)橋梁進(jìn)行加固并非意味著可以無(wú)限制的提升橋梁承載力，需要考慮到新的加固體系與舊的混凝土結(jié)構(gòu)的整體性與共同工作。避免出現(xiàn)加固體系受力滯后而混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)先破壞的情況。
在橋梁的主梁加固中，可以將碳纖維布等效為鋼筋，沿橋梁主拉應(yīng)力方向粘貼碳纖維布，同時(shí)兩端設(shè)置錨固段，可有效防止裂縫的生成以及提高主梁的抗彎剛度；也可粘貼在梁的側(cè)面，發(fā)揮類似箍筋的作用機(jī)理，提高主梁抗剪承載力。碳纖維布也可用于軸心受壓的墩柱加固中，可采用環(huán)向圍束法，在墩柱上纏繞碳纖維布對(duì)柱體側(cè)向變形起到約束，進(jìn)而提高墩柱抗壓強(qiáng)度。
在橋梁加固中，必須盡可能地減少對(duì)原結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)、損傷以及加固后自重的增加，同時(shí)兼顧施工操作的可行性。碳纖維布輕質(zhì)高強(qiáng)，且施工方便的特性，在橋梁加固中可得到充分的發(fā)揮。因此碳纖維布在橋梁中，可用于主梁、墩臺(tái)等承重構(gòu)件中，也可在非承重構(gòu)件中加固使用。
事實(shí)上，雖然碳纖維布在橋梁加固中施工方便且對(duì)原結(jié)構(gòu)影響小，但礙于其受力滯后的特性，在橋梁加固中難以發(fā)揮材料的高強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)。而預(yù)應(yīng)力碳板，結(jié)合預(yù)應(yīng)力技術(shù)，能夠充分發(fā)揮碳纖維復(fù)合材高抗拉強(qiáng)度、同時(shí)改變梁受力性能，為橋梁加固提供了全新的方法。預(yù)應(yīng)力碳板尤其適用于大跨徑橋梁的加固，正逐步得到越來越多的認(rèn)可。

碳纖維布及浸漬膠該如何選擇
對(duì)于從事結(jié)構(gòu)加固的施工人員，粘貼碳布其實(shí)并不陌生，但如何選擇好的碳布和浸漬膠是一件令人極其的事情。市面上眾多品牌的碳布浸漬膠魚龍混雜，令人頭暈?zāi)垦５耐瑫r(shí)看起來似乎都沒什么區(qū)別。然而不同的產(chǎn)品卻存在較大的價(jià)格差異，部分工程由于采用了價(jià)格低廉的劣質(zhì)產(chǎn)品導(dǎo)致加固失效也常有發(fā)生，那么，怎樣在眾多廠家中辨識(shí)出的碳布和浸漬膠呢。
1、首先確定碳布和配套浸漬膠的等級(jí)
首先我們要知道碳纖維布有一級(jí)300g、一級(jí)200g、二級(jí)300g和二級(jí)200g四種規(guī)格，配套浸漬膠有A級(jí)和B級(jí)兩種等級(jí)。有些圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說明直接就會(huì)給出碳布和膠的等級(jí)規(guī)格，例如設(shè)計(jì)說明中明確提出碳布采用一級(jí)300g，配套浸漬膠采用A級(jí)膠。那我們就可以直接跟材料廠家說明規(guī)格等級(jí)就可以了。如果設(shè)計(jì)說明沒有明確提出碳布和膠的等級(jí)規(guī)格，我們可以根據(jù)材料幾項(xiàng)關(guān)鍵性能參數(shù)進(jìn)行判斷材料規(guī)格等級(jí)。例如提到碳布抗拉強(qiáng)度≥3400MPa、彈性模量230GPa、伸長(zhǎng)率1.6%，那我們就可以確定碳布等級(jí)為一級(jí)，抗拉強(qiáng)度≥3000MPa、彈性模量200GPa，伸長(zhǎng)率1.5%，說明碳布等級(jí)為二級(jí)；可以根據(jù)碳布厚度確定碳布的克數(shù)，厚度為0.167mm，碳布為300g/㎡，厚度為0.111mm，碳布為200g/㎡；膠體抗拉強(qiáng)度≥38MPa，彈性模量≥2400MPa，伸長(zhǎng)率為1.5%說明為A級(jí)膠；若膠體抗拉強(qiáng)度≥30MPa，彈性模量≥1500MPa，伸長(zhǎng)率為1.5%說明為B級(jí)膠。
2、檢查檢測(cè)報(bào)告是否齊全
首先涉及到結(jié)構(gòu)安全的加固材料必須通過安全性鑒定，若圖紙要求設(shè)計(jì)年限是30年一定得檢查浸漬膠安全性鑒定報(bào)告中是否有耐濕熱老化這項(xiàng)檢測(cè)，若圖紙要求設(shè)計(jì)年限是50年，還需要檢查浸漬膠耐長(zhǎng)期應(yīng)力的檢測(cè)；其次要檢查浸漬膠的無(wú)毒檢測(cè)報(bào)告。無(wú)毒檢測(cè)報(bào)告有一個(gè)是檢測(cè)苯、二等有毒物質(zhì)含量的檢測(cè)報(bào)告，如果產(chǎn)品有該報(bào)告則說明浸漬膠不會(huì)揮發(fā)出或者揮發(fā)出很少的有害氣體。另一個(gè)無(wú)毒是針對(duì)小白鼠和白兔的喂食和皮膚涂抹，如果該產(chǎn)品有該報(bào)告則說明浸漬膠對(duì)人體皮膚基本沒有性?？ū窘n膠通過了全項(xiàng)的安全性鑒定報(bào)告的檢測(cè)，并且也通過了無(wú)毒檢測(cè)報(bào)告，是國(guó)內(nèi)檢測(cè)報(bào)告為齊全的生產(chǎn)廠家。
3、觀察產(chǎn)品外觀以及施工體驗(yàn)性
當(dāng)碳布和浸漬膠進(jìn)場(chǎng)時(shí)，檢查碳布外觀是否有明顯的不平整現(xiàn)象。在施工過程中感受膠體是否好用，膠體如果太稠則會(huì)導(dǎo)致施工人員施工體驗(yàn)性不好，并且膠體很難充分浸透碳布，達(dá)到的加固效果，若果膠體太稀，又會(huì)導(dǎo)致浸漬膠流淌，影響粘接效果。
了解廠家規(guī)模以及技術(shù)能力
如果廠家規(guī)模太小，生產(chǎn)能力就會(huì)有問題，會(huì)導(dǎo)致供貨不及時(shí)?？ū緭碛?條碳布機(jī)，兩條結(jié)構(gòu)膠生產(chǎn)線，碳布年產(chǎn)量可達(dá)100萬(wàn)平以上，結(jié)構(gòu)膠年產(chǎn)量可到萬(wàn)噸以上。并且常規(guī)產(chǎn)品常年有存貨，定制產(chǎn)品也會(huì)及時(shí)生產(chǎn)，保證以快的速度來響應(yīng)客戶一切的合理要求。并且卡本擁有專門的研發(fā)部和技術(shù)部，擁有技術(shù)人員三十多人，占全體員工近三分之一，如果現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)問題，技術(shù)人員會(huì)馬上進(jìn)行電話溝通，如果電話溝通解決不了問題，我們會(huì)派技術(shù)人員去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理解決問題。
結(jié)構(gòu)安全無(wú)小事，在加固材料的選購(gòu)上更是體現(xiàn)得淋漓盡致。加固材料是結(jié)構(gòu)加固中對(duì)安全影響的因素，因此在選購(gòu)中，我們一定要仔細(xì)篩選、謹(jǐn)慎決定，防止一時(shí)疏忽，留下安全隱患。

當(dāng)前在工程結(jié)構(gòu)加固改造市場(chǎng)上，粘貼碳纖維復(fù)合材料加固是當(dāng)下熱門的加固方式，其原因當(dāng)然與碳纖維材料的優(yōu)點(diǎn)有關(guān)：重量輕、強(qiáng)度高、耐酸堿、不占原有建筑空間、施工簡(jiǎn)便、幾乎無(wú)濕作業(yè)等。
如何選擇好的碳布是一件令人極其的事情，市面上眾多品牌的碳纖維布魚龍混雜，令人頭暈?zāi)垦５耐瑫r(shí)看起來似乎都沒什么區(qū)別。然而不同的產(chǎn)品卻存在較大的價(jià)格差異，部分工程由于采用了劣質(zhì)產(chǎn)品導(dǎo)致加固失效常有發(fā)生，其造成的損失難以估計(jì)，因而值得加固改造業(yè)的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理和業(yè)主單位予以關(guān)注，需要多方共同做出努力。
結(jié)構(gòu)安全無(wú)小事，在加固材料的選購(gòu)上更是體現(xiàn)得淋漓盡致，加固材料是結(jié)構(gòu)加固中對(duì)安全影響的因素，因此在選購(gòu)中，我們一定要仔細(xì)篩選、謹(jǐn)慎決定，防止一時(shí)疏忽，留下安全隱患。
01
如何選擇優(yōu)質(zhì)碳纖維布
1、確定碳布等級(jí)
首先我們要知道碳纖維布有一級(jí)300g、一級(jí)200g、二級(jí)300g和二級(jí)200g四種規(guī)格，有些圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說明會(huì)直接給出碳布規(guī)格。例如設(shè)計(jì)說明中明確提出碳布采用一級(jí)300g，那我們就可以直接跟材料廠家說明規(guī)格等級(jí)就可以了。
如果設(shè)計(jì)說明沒有明確提出碳布的等級(jí)規(guī)格，我們可以根據(jù)材料幾項(xiàng)關(guān)鍵性能參數(shù)進(jìn)行判斷材料規(guī)格等級(jí)。例如提到碳布抗拉強(qiáng)度≥3400MPa、彈性模量230GPa、伸長(zhǎng)率1.6%，那我們就可以確定碳布等級(jí)為一級(jí)，抗拉強(qiáng)度≥3000MPa、彈性模量200GPa，伸長(zhǎng)率1.5%，說明碳布等級(jí)為二級(jí)；可以根據(jù)碳布厚度確定碳布的克數(shù)，厚度為0.167mm，碳布為300g/㎡，厚度為0.111mm，碳布為200g/㎡。
2、檢查檢測(cè)報(bào)告是否齊全
碳纖維布的配套浸漬膠作為涉及到結(jié)構(gòu)安全的加固材料，必須通過安全性鑒定。若圖紙要求設(shè)計(jì)年限是30年，一定要檢查浸漬膠安全性鑒定報(bào)告中是否有耐濕熱老化這項(xiàng)檢測(cè)；若圖紙要求設(shè)計(jì)年限是50年，還需要檢查浸漬膠耐長(zhǎng)期應(yīng)力檢測(cè)；還須檢查浸漬膠的無(wú)毒檢測(cè)報(bào)告。無(wú)毒檢測(cè)報(bào)告有一個(gè)是檢測(cè)苯、二等有毒物質(zhì)含量的檢測(cè)報(bào)告，如果產(chǎn)品有該報(bào)告則說明浸漬膠不會(huì)揮發(fā)出或者揮發(fā)出很少的有害氣體。另一個(gè)無(wú)毒是針對(duì)小白鼠和白兔的喂食和皮膚涂抹檢測(cè)，如果該產(chǎn)品有該報(bào)告則說明浸漬膠對(duì)人體皮膚基本沒有性。
卡本浸漬膠通過了全項(xiàng)安全性鑒定報(bào)告，并且也通過了無(wú)毒檢測(cè)報(bào)告，是國(guó)內(nèi)檢測(cè)報(bào)告為齊全的生產(chǎn)廠家。
3、觀察產(chǎn)品外觀及施工體驗(yàn)性
當(dāng)碳纖維布和浸漬膠進(jìn)場(chǎng)時(shí)，檢查碳纖維布外觀是否有明顯的不平整現(xiàn)象。在施工過程中感受膠體是否好用，膠體如果太稠則會(huì)導(dǎo)致施工人員施工體驗(yàn)性不好，并且膠體很難充分浸透碳布，達(dá)到的加固效果，若果膠體太稀，又會(huì)導(dǎo)致浸漬膠流淌，影響粘接效果。
4、了解廠家規(guī)模及技術(shù)能力
如果廠家規(guī)模太小，生產(chǎn)能力就會(huì)有問題，會(huì)導(dǎo)致供貨不及時(shí)?？ū境Ｒ?guī)產(chǎn)品常年有存貨，特殊定制產(chǎn)品也會(huì)及時(shí)生產(chǎn)，保證以快的速度來響應(yīng)客戶一切合理要求?？ū緭碛袑ｉT的研發(fā)部和技術(shù)部，擁有技術(shù)人員三十多人，如果現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)問題，卡本技術(shù)人員會(huì)在快時(shí)間和您溝通。
02
碳纖維布
1、生產(chǎn)
恒固碳纖維布采用德國(guó)進(jìn)口設(shè)備進(jìn)行碳纖維布編織，且對(duì)生產(chǎn)操作工在上崗之前進(jìn)行嚴(yán)格培訓(xùn)，使其達(dá)到熟練操作才能進(jìn)行生產(chǎn)工作。
對(duì)自己嚴(yán)格的要求就會(huì)有性能穩(wěn)定的產(chǎn)品：
（1）平整度高：碳纖維布表面的平整度決定碳布是否容易滲透和粘貼，而碳布粘貼牢固才能發(fā)揮它的性能，這樣才能在施工中避免除人為的情況下，沒有空鼓，讓工程更好的通過驗(yàn)收。
（2）強(qiáng)度性能優(yōu)異：碳絲分布均勻，每根碳絲都有受力，完全充分發(fā)揮碳布的強(qiáng)度，對(duì)所加固結(jié)構(gòu)更好的保障.
通過ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證，從供應(yīng)商篩選、原材料抽檢、生產(chǎn)工藝流程標(biāo)準(zhǔn)、過程控制、成品檢測(cè)、出入庫(kù)到售后質(zhì)量跟蹤嚴(yán)格遵守質(zhì)量管理流程，形成了完整的質(zhì)量控制管理鏈，保障質(zhì)量，并不斷提高品質(zhì)，為客戶提供滿意的產(chǎn)品。
3、性能
恒固碳纖維布已做到抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)超GB 50728-2011要求的3400MPa，達(dá)到3800MPa~4000MPa，達(dá)到國(guó)內(nèi)水平。
碳纖維布秉承了碳纖維高強(qiáng)度、高彈性模量、耐腐蝕、耐老化的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)易于剪裁、施工快捷，應(yīng)用廣泛。

碳纖維布輕質(zhì)高強(qiáng)、適用面廣、施工方便快捷等優(yōu)點(diǎn)不言而喻，因而碳纖維布加固法作為一種新型的、技術(shù)含量高的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，在加固領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，具有很大的推廣價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。本文將碳纖維布加固技術(shù)與傳統(tǒng)的幾種加固技術(shù)進(jìn)行了分析，并且全面闡述了碳纖維加固的優(yōu)點(diǎn)和在工程應(yīng)用中需注意的幾點(diǎn)不足。另外，本文還將碳纖維布加固與粘鋼加固進(jìn)行對(duì)比換算，并提出在不同條件下選用不同加固方案。
目前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)己成為現(xiàn)代建筑、構(gòu)筑物常用的結(jié)構(gòu)形式，成為我國(guó)乃至世界各國(guó)占主導(dǎo)地位的建筑結(jié)構(gòu)，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著不可代替的作用。因此，確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全使用具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。但是由于自然災(zāi)害、年久失修以及人為因素、荷載等級(jí)提高和設(shè)計(jì)規(guī)范修訂等原因?qū)е陆ㄖY(jié)構(gòu)承載力不足，影響正常使用和安全運(yùn)行，須對(duì)其進(jìn)行加固處理；加之一些結(jié)構(gòu)工程中混凝土的質(zhì)量不盡理想，致使加固維修問題更為突出，己成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)的沉重負(fù)擔(dān)并制約了進(jìn)一步的發(fā)展。
加固改造具有三個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：投資少、工期短、省空間，這些都會(huì)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益，特別是時(shí)間和空間的節(jié)省，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)活動(dòng)來講，在效益方面往往起著決定性的作用。對(duì)承載力不足的工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)加固，不僅可以使的生命及財(cái)產(chǎn)得到保障，還可以盡可能地發(fā)揮既有結(jié)構(gòu)的作用，緩解人力、物力、資金緊張的情況，使資金投到需要的地方。
碳纖維增強(qiáng)塑料（Carbon Fiber Reinforced Plastics，下稱CFRP,常以碳纖維布的形式出現(xiàn)），具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能、耐久性及抗腐蝕性等特點(diǎn)。該材料是在日本發(fā)明的，早應(yīng)用于航空航天，國(guó)外早對(duì)纖維加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行研究的是德國(guó)IBMB研究院和瑞士的EMPA實(shí)驗(yàn)室，日本、韓國(guó)和美國(guó)緊隨其后，碳纖維塑料對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行修復(fù)加固在發(fā)達(dá)國(guó)家已成為一項(xiàng)成熟技術(shù)②。
與傳統(tǒng)加固方法比較，碳纖維增強(qiáng)塑料具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在③：
1）強(qiáng)度高、延性好
碳纖維布具有優(yōu)異的物理力學(xué)性質(zhì)，抗拉強(qiáng)度2500-4500MPa（是普通鋼材的10倍左右），彈性模量是普通鋼材的1-2倍。以其強(qiáng)度來提高承載力，以其高彈性模量來改善結(jié)構(gòu)的延展性，從而達(dá)到加固的目的。
2）耐久性和耐腐蝕性好
由于其固有的化學(xué)特性，致使碳纖維布能夠抵抗一般酸堿鹽的腐蝕，有良好的耐腐蝕性和耐久性，而且其本身還可以起到對(duì)內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)作用，間接增加了混凝土保護(hù)層，從而達(dá)到雙重效果。
3）不增加構(gòu)件的自重及體積
碳纖維布質(zhì)量輕，厚度薄，粘貼后基本不增加結(jié)構(gòu)自重和尺寸，不影響建筑物的有效使用空間和外觀。
4）適用面廣
碳纖維布是一種柔性材料，可以方便地裁剪，所以這種加固技術(shù)可以廣泛適用于各種結(jié)構(gòu)類型（如橋梁、隧道、涵洞、煙囪等）、各種結(jié)構(gòu)形狀（如矩形、圓形、曲面結(jié)構(gòu)等）、各種結(jié)構(gòu)部位（梁、板、柱、節(jié)點(diǎn)、拱、殼等），且不改變結(jié)構(gòu)形狀及不影響結(jié)構(gòu)外觀，這是傳統(tǒng)加固方法所不具有的。
5）施工便捷高效
碳纖維布加固，無(wú)大型機(jī)具，沒有濕作業(yè)，占用場(chǎng)地少。施工工效高，粘貼碳纖維法是粘貼鋼板施工工效的4-5倍。施工質(zhì)量易保證，碳纖維預(yù)浸料輕質(zhì)柔軟，易貼附，即使被加固的結(jié)構(gòu)表面不是非常平整，也可以保證很高的粘貼率。
碳纖維布的這些特點(diǎn)，為建筑結(jié)構(gòu)的加固提供了技術(shù)支持，決定了碳纖維加固技術(shù)具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。
現(xiàn)代建筑中，粘鋼加固和碳纖維加固應(yīng)用較多，此處將兩種加固方法進(jìn)行對(duì)比：
碳纖維布輕質(zhì)高強(qiáng)，厚度為0.111-0.167mm，抗拉強(qiáng)度高，為普通鋼材的8-10倍，但各向異性，即抗拉強(qiáng)度高但抗剪強(qiáng)度低；施工更為簡(jiǎn)便，施工速度為粘鋼的2-3倍。
鋼板的物理力學(xué)性能為各項(xiàng)同性，受力性能好；施工時(shí)需夾具和施工機(jī)具， 施工工序和施工操作性較碳纖維布復(fù)雜。
下表中，我們對(duì)碳纖維布與鋼板進(jìn)行換算，通過分析得出：
對(duì)于普通小荷載結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，其補(bǔ)強(qiáng)所需面積較小，粘貼碳纖維布1-2層即可滿足要求時(shí)，優(yōu)先選用粘貼碳纖維布加固，其經(jīng)濟(jì)性和施工操作性優(yōu)勢(shì)明顯：而當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)所需面積較大時(shí)，即粘貼碳纖維布超過2-3層時(shí)，優(yōu)先選用粘鋼加固方案，可大幅提高結(jié)構(gòu)的承載力或受力性能，并取得良好的經(jīng)濟(jì)性。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)地迅猛發(fā)展，各類建筑結(jié)構(gòu)的適用性和安全性被廣泛關(guān)注，如何在確保安全的前提下，低投資帶來高回報(bào)，成為新時(shí)代的焦點(diǎn)。以醫(yī)院等公共建筑為例，新的醫(yī)療設(shè)備或者結(jié)構(gòu)功能調(diào)整，對(duì)原有結(jié)構(gòu)提出了需求，如何在短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到要求，盡可能減少對(duì)社會(huì)的損失，都值得我們認(rèn)真思考。
碳纖維布具有強(qiáng)度高、延性好、耐腐蝕和耐久性好、適用面廣、施工便捷等優(yōu)點(diǎn)，在建筑加固中具有廣闊的前景。隨著科技的不斷進(jìn)步，新的加固材料、新的加固技術(shù)，必將為建設(shè)注入新的色彩。