碳纤维补强加固混凝土结构
混凝土建筑结构中碳纤维增强材料的应用
混凝土建筑结构中碳纤维增强材料的应用一、引言混凝土建筑结构是现代建筑中最常见的结构形式之一，其主要特点是具有较高的强度和耐久性。
然而，在长期使用过程中，混凝土结构也会出现裂缝、变形等问题，从而影响其使用寿命和安全性。
为了解决这些问题，现代建筑中广泛采用了碳纤维增强材料（CFRP）来加强混凝土结构。
二、碳纤维增强材料的特点碳纤维增强材料是由碳纤维和树脂制成的复合材料，具有以下特点：1. 高强度：碳纤维的强度比钢高5-10倍，可以大大提高混凝土结构的承载能力。
2. 轻质：碳纤维的密度为钢的1/4，可以减轻混凝土结构的自重，降低地震和风力荷载对结构的影响。
3. 耐腐蚀：碳纤维不易受到氧化、腐蚀等环境因素的影响，可以延长混凝土结构的寿命。
4. 易加工：碳纤维可以根据需要进行切割、拼接等加工，适合各种形状的混凝土结构。
三、碳纤维增强材料在混凝土结构中的应用1. 加固梁柱混凝土建筑结构中的梁柱是承载结构荷载的主要部位，但在长期使用过程中，由于荷载作用、温度变化、地震等因素的影响，梁柱会出现裂缝、变形等问题。
此时，可以采用碳纤维增强材料来加固梁柱。
具体操作方法：首先对梁柱进行清理、打磨、喷砂等处理，然后将碳纤维增强材料与树脂混合涂抹在梁柱的表面，形成一个厚度约为1-2mm的增强层，待其固化后，再将另一层碳纤维增强材料与树脂混合涂抹在其表面，形成一个厚度约为1-2mm的覆盖层。
这样可以有效地提高梁柱的承载能力，延长其使用寿命。
2. 加固板混凝土结构中的板是承载结构荷载的重要部分，但在长期使用过程中，由于荷载作用、温度变化、地震等因素的影响，板会出现裂缝、变形等问题。
此时，可以采用碳纤维增强材料来加固板。
具体操作方法：首先对板进行清理、打磨、喷砂等处理，然后将碳纤维增强材料与树脂混合涂抹在板的表面，形成一个厚度约为1-2mm的增强层，待其固化后，再将另一层碳纤维增强材料与树脂混合涂抹在其表面，形成一个厚度约为1-2mm的覆盖层。
碳纤维片材加固混凝土结构技术
碳纤维片材加固混凝土结构技术【一】总则1、为使碳纤维片材加固混凝土结构的工程，做到技术可靠、安全适用、经济合理、确保质量，制订本规程。
2、本规程适用于房屋建筑和一般构筑物混凝土结构加固的设计、施工及验收。
3、采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构的设计、施工及验收，除应符合本规程的规定外，尚应遵守国家现行有关标准的规定。
4、采用粘贴碳纤维片材加固的混凝土结构，长期使用的环境温度不应高于60℃。
处于特殊环境（腐蚀、放射、高温等）中的混凝土结构采用碳纤维片材加固时，尚应遵守国家现行有关标准的规定，并采取相应的防护措施。
5、采用碳纤维片材加固混凝土结构前，应按国家现行有关标准对原结构进行检测鉴定。
6、采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时，应由对该加固方法熟悉的设计人员进行设计，并由专业施工队伍进行施工。
【二】材料【1】一般要求1、采用粘贴碳纤维片材对混凝土结构加固时，应使用聚丙烯腈基（PAN基）12k或12k以下的小丝束碳纤维片材、配套的改性环氧树脂胶粘剂和表面防护材料。
2、加固用材料应具有质检部门的产品安全性能检测报告和产品合格证；碳纤维片材和配套胶粘剂应具有符合本规程第3.2节和第3.3节规定的安全性能；对配套胶粘剂还应提供耐湿热老化性能指标及施工和使用环境要求。
3、本规程所列碳纤维片材的安全性能指标是对单向碳纤维片材的要求。
4、混凝土、钢筋和其它材料的有关设计指标应按国家现行有关标准采用。
【2】碳纤维片材1、碳纤维布的抗拉强度应按纤维的净截面面积计算。
净截面面积取碳纤维布的计算厚度乘以宽度。
碳纤维布的计算厚度应取碳纤维布的单位面积质量除以碳纤维密度。
碳纤维板的性能指标应按板的截面（含胶）面积计算，截面（含胶）面积取实测厚度乘以宽度。
2、碳纤维片材的受拉性能应按现行国家标准《定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法》GB/T3354测定。
3、单层碳纤维布的单位面积碳纤维质量不宜低于150g/m2，且不应高于300g/m2。
混凝土结构粘贴碳纤维布加固补强施工方法
混凝土结构粘贴碳纤维布加固补强施工方法一、引言混凝土结构在使用过程中，由于承载荷载或外力作用等原因，可能会出现裂缝、变形或破损等问题，影响结构的承载能力和安全性。
为了提高混凝土结构的强度和耐久性，减少结构的变形和裂缝，可以通过粘贴碳纤维布对混凝土结构进行加固补强。
本文将介绍混凝土结构粘贴碳纤维布加固补强的施工方法。
二、施工前准备1. 确定加固部位：根据混凝土结构的损坏情况，确定需要进行加固补强的部位。
2. 清理表面：清理加固部位的混凝土表面，去除灰尘、污垢和松散部分，使表面平整、干净。
3. 基准线确定：根据设计要求，确定加固部位的基准线，用于确定碳纤维布的粘贴位置和角度。
三、施工工艺1. 粘贴胶水处理：在加固部位的混凝土表面涂上粘贴胶水，均匀覆盖整个加固区域。
2. 粘贴碳纤维布：将预先切割好的碳纤维布按照设计要求粘贴在加固部位的混凝土表面上。
注意，碳纤维布的粘贴应从基准线开始，由下至上、由内至外逐渐粘贴，确保整个加固区域均匀受力。
3. 碳纤维布纤维方向控制：根据设计要求，控制碳纤维布纤维的方向，使其与结构的受力方向相匹配，以达到最佳的加固效果。
4. 处理碳纤维布接缝：在碳纤维布的接缝处，使用特殊的胶水或胶带进行固定，以增加接缝的强度和稳定性。
5. 碳纤维布压实：使用刮板等工具将粘贴的碳纤维布压实，使其与混凝土表面紧密贴合，并排除气泡。
6. 碳纤维布表面处理：在碳纤维布表面涂上一层特殊的防水涂料或防腐涂料，提高碳纤维布的耐久性和抗老化能力。
四、施工注意事项1. 碳纤维布的选择：根据结构的需求，选择合适的碳纤维布材料，并确保其质量合格。
2. 粘贴胶水的选择：选择适合混凝土结构的粘贴胶水，确保其粘结性和耐久性。
3. 施工温度：施工过程中要注意环境温度，避免在过高或过低的温度下进行施工。
4. 粘贴碳纤维布的顺序：按照从下到上、从内到外的顺序粘贴碳纤维布，确保整个加固区域均匀受力。
5. 粘贴碳纤维布的角度：根据结构的受力方向，控制碳纤维布的粘贴角度，使其与结构的受力方向相匹配。
碳纤维增强复合材料加固混凝土结构技术规程
碳纤维增强复合材料加固混凝土结构技术规程碳纤维增强复合材料加固混凝土结构技术规程一、引言在建筑结构中，混凝土是常用的材料之一，但随着时间的推移和外界环境的影响，部分混凝土结构可能会出现裂缝、变形甚至损坏的情况。
为了延长结构的寿命并增强其承载能力，碳纤维增强复合材料加固技术逐渐应用于混凝土结构的修复与加固中。
本文将深入探讨碳纤维增强复合材料加固混凝土结构的技术规程及其应用。
二、技术规程概述碳纤维增强复合材料加固混凝土结构是一种先进的结构改造技术，其基本原理是通过将碳纤维加固带粘贴于混凝土结构表面，形成与结构相互作用的复合体系，从而提高结构的抗弯、抗剪、抗震和抗冲击性能。
在进行加固设计时，需要根据结构的受力情况、裂缝分布及其他相关因素综合考虑。
下面将详细阐述碳纤维增强复合材料加固混凝土结构的技术规程。
三、评估与筛选在开始进行碳纤维增强复合材料加固前，首先需要进行结构评估与筛选工作。
通过对结构原始设计图纸、实测数据以及现场勘察等工作的综合分析，确定结构的受力情况、裂缝分布和加固需求。
同时，还需要确定碳纤维增强复合材料的种类、级别以及施工方式等。
四、材料准备选择合适的碳纤维增强复合材料是加固工程的关键。
根据结构的受力情况和需要加固的部位，确定合适的碳纤维增强复合材料类型，如碳纤维布、碳纤维板等。
同时，需要针对具体工程情况，选择相应的胶黏剂和填料，以确保加固材料与混凝土结构之间的良好粘结性能。
五、表面处理在进行碳纤维增强复合材料粘贴之前，需要对混凝土结构表面进行必要的处理。
这包括清洁、修复裂缝、打磨表面等操作，以确保碳纤维增强复合材料与混凝土结构之间的粘结强度。
六、材料施工碳纤维增强复合材料的施工过程包括胶黏剂或树脂的涂刷、碳纤维材料的粘贴和压实等步骤。
胶黏剂或树脂的涂刷需要均匀、一致地涂布在碳纤维材料的表面，并尽可能避免气泡和空隙的产生。
在粘贴碳纤维材料时，需要确保其紧密贴合于结构表面，并进行适当的压实，以提高粘结强度。
碳纤维布补强技术在混凝土结构加固中的应用
８ ； 后 用 刮板 将 底 层 涂 料 均 匀 涂 刷 于 构 件 底 面 （ 侧 刮 Ｏ 然 两 １０ ５ ｍｍ） 待 胶 固化 后 （ ， 固化 时 间 视 现 场 气 温 而 定 ， 以指 触 干
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一 ０ ｎ内 （） ３ 耐腐蚀及 耐久 性能好 ， 不与 酸 、 、 等 化学 物质 发 用 完 ， 般 情 况 下 ４ ｍｉ 用 完 ； 碱 盐 （ ） 刷 底 层 涂 料 时 ， 涂 表 面 须 干 燥 ， 境 湿 度 应 ＞ ２涂 底 环 生 反 应 ， ～５ —８ ℃ 温 度 环 境 条 件 下 使 用 ， 应 范 围 广 ； 在 ２ ２ 适
Ｎｏ． ２１， Ｏ１ ２ ０
现代 商贸工业 Ｍｏ ｅｎＢ ｓ ｅ ｒｄ ｄ ｓ ｙ ｄ ｒ ｕｉ ｓ Ｔ ａｅＩ ｕｔ ｎｓ ｎ ｒ
２１ 第 ２ ０ ０年 １期
碳纤维布补强技术在混凝土结构加 固中的应用
覃 俊 飞
（ 西 贝 多丰 建 筑 工 程 有 限公 司 ， 西 南 宁 ５ ０ ０ ） 广 广 ３０ １
钢筋混凝土结构碳纤维加固补强施工工法
钢筋混凝土结构碳纤维加固补强施工工法钢筋混凝土结构碳纤维加固补强施工工法一、前言钢筋混凝土结构是建筑物和桥梁中常见的结构形式，但随着使用年限的增加和外部荷载的不断改变，结构往往会出现疲劳、腐蚀和裂缝等问题，使其承载能力下降和安全性受到威胁。
为了提高结构的承载能力和延长使用寿命，钢筋混凝土结构碳纤维加固补强工法应运而生。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点钢筋混凝土结构碳纤维加固补强工法具有以下特点：1. 轻质高强：碳纤维具有轻质高强的特性，可以提高结构的抗弯、抗剪和承载能力；2. 灵活性：碳纤维可以按照需要进行构件加固和薄壁板弯曲加固，适用于不同形式和要求的结构；3. 耐久性：碳纤维具有优异的抗腐蚀性能，能够延长结构的使用寿命；4. 施工方便：加固材料轻便易携带，施工过程简便快捷，既能够在运营中进行，又能够在停工期间进行；5. 经济性：相对于传统加固方法，碳纤维加固的成本较低且施工周期较短。
三、适应范围钢筋混凝土结构碳纤维加固补强工法适用于以下结构：1. 梁、柱、板、墙等混凝土构件的加固；2. 梁、板、墙等混凝土构件的薄壁板弯曲加固；3. 结构出现裂缝或疲劳损伤的修补。
四、工艺原理钢筋混凝土结构碳纤维加固补强的工艺原理是通过将碳纤维布或碳纤维板粘贴在结构表面，并使用特殊的环氧树脂胶进行粘结，形成一个新的整体结构。
碳纤维材料具有很高的强度与刚度，可以在结构中承担一部分的荷载，通过与原结构的协同作用，提高结构的承载能力和抗震性能。
五、施工工艺钢筋混凝土结构碳纤维加固补强的施工工艺主要包括以下几个阶段：1. 表面处理：清理结构表面的杂物和污垢，修补和加固结构表面裂缝；2. 准备碳纤维材料：根据设计要求，将碳纤维布或碳纤维板切割成需要的形状和尺寸；3. 粘结处理：使用环氧树脂胶将碳纤维材料固定在结构表面，确保胶层和碳纤维之间的紧密粘结；4. 压实与固化：使用专用的压实工具对碳纤维材料施加压力，使其与结构表面牢固连接，并等待环氧树脂胶完全固化；5. 后续处理：根据需要进行加固区域的涂漆等后续处理。
碳纤维布(CFS)加固混凝土结构工法
FR-E3P：粘贴材料，保证碳纤维布与混凝土的 有效粘结及两者的共同工作。
常用胶粘剂及技术性能指标
表5
性能
FP-NS（春秋用） FE-Z（春秋用） FR-E3P（春秋用）
配合比
2:1
2:1
2:1
适用温度（℃） 15-25
碳纤维布(CFS) 加固混凝土结构工法
一、前言
混凝土结构的加固补强一直是建筑物维修
改造中重要的一环，其具体加固方法将直接影 响工程的经济性、施工进度。碳纤维布加固修 补结构技术是一种新型的结构加固技术，它是 利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土 表面，以达到对结构及构件加固补强的目的。 碳纤维材料(CFRP)用于混凝土结构加固修补的 研究始于80年代美、日等发达国家，我国起步 很晚，国家工业建筑诊断与改造工程技术研究 中心引进开发了此项目，并在全国建筑加固与 鉴定第四届学术会议上获奖。
（三）定位、放线
根据设计图纸及施工前的再调查报告，对 粘贴碳纤维位置进行定位、放线工作。
（四）基层处理
1．用小锤、錾子等工具清除被加固构件表 面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土， 露出混凝土结构层，用清洗剂或专用清理工具 洗刷干净，清理干燥后用专用结构胶分层填 平。
2．标明裂缝位置，并按设计要求进行处 理，一般情况下用环氧树脂对裂缝进行灌缝和 封闭处理。
5．对重点结构的加固施工时，应对碳纤 维布和配套胶粘剂进行现场取样检验。
（七）表面防护
当需要做表面防护时，应按有关标准的规 定处理，并保证防护材料与碳纤维片材之间有 可靠的粘接。当采用抹水泥砂浆作防护时，应 在验收后作粘砂、拉毛处理。
粘贴碳纤维增强复合材料加固混凝土工程施工与验收暂行规定
粘贴碳纤维增强复合材料加固混凝土工程施工与验收暂行规定为了规范粘贴碳纤维增强复合材料加固混凝土工程施工与验收，提高工程质量和安全性，根据国家相关标准和技术规定，制定本规定。
一、适用范围本规定适用于采用粘贴碳纤维增强复合材料加固混凝土结构的新旧建筑物、桥梁、隧道、涵洞、渠道、堤坝等工程。
二、材料选择（一）粘贴碳纤维增强复合材料应符合国家标准或行业规范的要求，必须通过相关机构的认证并获得合格证书。
（二）胶黏剂应选择符合要求的外墙装修用或石材干挂用强力胶黏剂。
（三）加固混凝土表面处理应采用机械或化学法处理，表面必须达到一定的粗糙度和清洁度，确保粘结牢固。
三、加固结构设计（一）加固结构应根据工程的具体情况选择合适的形式，设计要符合国家及行业标准和规范，必须由具有相应资质的专项设计机构或专业领域的注册结构工程师负责。
（二）加固结构的设计应充分考虑加固对象的现状、受力状况及加固后应承受的荷载和变形。
（三）加固结构的设计应满足以下要求：1.保证加固结构的抗拉、抗剪和抗弯强度不低于原结构的要求。
2.确保加固结构与原结构的协同工作，保证原结构的受力状态稳定，不受破坏的影响。
3.在设计中应尽量减小加固工程对原有结构的影响，保证结构的安全性和经济性。
四、加固施工（一）施工前，应进行安全技术交底和现场培训，施工作业人员必须经过专门培训并取得相应的证书。
（二）应根据加固结构的具体设计方案进行施工。
（三）施工中注意事项：1.施工人员应穿戴符合安全规定的个人防护装备，确保人员安全。
2.施工现场应保持清洁，施工区域应严格控制进入人员和杂物。
3.施工过程中，应按照规定要求进行现场检测、记录，并定期汇总。
五、加固验收（一）加固施工完成后，应作现场质量检验，对加固结构的粘结强度、拉伸强度、剪切强度、弯曲强度等力学性能进行测试。
（二）加固结构应经过技术人员的认真检查验收，必须符合国家及行业标准和规范，合格后才能交付使用。
六、安全防范（一）施工单位和施工人员应当按照法律法规和有关规定履行安全生产责任，保证施工场所的安全和施工人员的健康。
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碳纤维补强加固混凝土结构
碳纤维是目前世界上已知的工程材料中比强度最高的，特别突出的是具有极高的抗拉强度和弹性模量。
碳纤维布制成复合材料后的比重降低至钢铁的五分之一，是非常轻质的材料。
同时，碳纤维又是一种力学性能优异的新材料。
工程用的碳纤维是以高纯度的聚丙烯腈（PAN）为原料经过高温碳化等特殊工艺加工成极细的纤维丝，使一定量纤维的表面积增大很多，更利于加强与树脂胶的结合。
施工中，树脂胶充分进入纤维之间，将各条纤维丝完全包裹起来，形成物理性能优异的复合材料。
测试证明，碳纤维的抗拉强度可达4500N/mm2以上，形成复合材料后为3500N/mm2以上，分别是普通合金结构钢的9倍和7倍左右。
碳纤维复合材料的弹性模量略高于普通钢材，碳纤维材料还具有优异的抗腐蚀性，对空气中氯离子含量高的沿海地区的结构加固工程特别适用。
碳纤维增强水泥：混凝土、水泥灰浆、水泥砂浆系列材料价格低廉，耐火、耐热、耐蚀性能优良，压缩强度也高，因此在土木建筑、海洋工程方面被大量使用。
碳纤维增强水泥复合材料，在承受负荷时表面不再产生肉眼可见的龟裂，其拉伸强度和弯曲强度、弯曲韧性比不增强的高几倍到十几倍。
其耐冲击性也得到改善。
由它制成的构件尺寸稳定，同时还具有防静电性、耐磨耗、耐腐蚀等性能，因而这些技术近年来得到较快发展。
国外用碳纤维增强水泥的典型例子是：伊拉克巴格达建成的AL-Shaheecl纪念碑，在此大型建筑
结构上全面使用了碳纤维增强水泥；日本东京的37层的ARK事务所大楼外墙装修的幕墙，由碳纤维增强水泥灰浆制造。
此后日本又陆续在大型建筑物上应用，并应用到桥梁建设中。
当前工程结构加固主要是应用碳纤片材。
碳纤片材：有板状和布状编物两种，碳纤布更能适应不同结构外形的需要。
碳纤布性能优劣除强度指标外，很重要的一点是对粘结剂的渗透性，和对粘结剂的消泡性能，这主要取决于碳纤布的编织技术，有些片材未经编织或无间隙，均会影响粘贴效果。
主要的使用方法是将浸透了树脂胶的碳纤维布贴合到钢筋混凝土的受拉部位，如桥板的底面、梁体或桥墩的表面，并使其与混凝土结合成为一体，从而达到加固结构的目的。
本方法还被广泛地用于隧道衬砌、建筑物的梁、柱等混凝土结构的加固补强工程。
国内工程界已注意到此新兴的领域，各高等院校竞相投入在量人力和资金，成立课题组进行专题研究，相应设计规范正在审批中。
近年国内许多加固工程已相继采用碳纤布进行加固，遍及建筑结构和铁路、公路桥梁，如广州古建筑六榕塔、广州市某立交简支梁桥、某高架路预应力箱梁、某高架路墩柱、海口市人民桥等；碳纤布加固突出的优点是加固后基本上不改变结构的外形，稍作处理则类似装修，在某五星级宾馆的梁板加固中被优先采用；但总的来说碳纤加固技术的应用在我国仍处于起步阶段，据有关报道，去年广州全年碳纤布用量仅为数千平米，相对于大量有待维修加固的桥梁和建筑物这是一个十分小的数字，应用前景应是很广阔的。
碳纤棒材：代替钢筋用于特种建筑结构，还在研究阶段。
1.碳纤维布主要性能碳纤维布的品质规格：
2. 碳纤树脂粘结剂：
一般采用环氧树脂基的高分子树脂，要求其物理力学性质优异，具有适宜的粘度、高粘结强度、高韧性，渗透性强。
3. 粘结树脂系列：
包括底胶（primer）、树脂腻子（putty），底胶要求渗透力强，提高混凝土的表面强度，促使粘结剂与混凝土的有效连接；树脂腻子的作用是修复不平的粘结面，使碳纤保持与粘贴面的全接触。
4.主要施工工艺：
（1）表面处理：除掉混凝土表面强度较弱的风化层、污物、脱模剂层、浮浆；
（2）截面修复（处理不平整处）：打磨混凝土表面不平滑的凹凸面，整平，消除阶梯状部分的落差；棱角打磨圆滑，半径不小于20mm；（3）涂布底胶：
（4）整平贴合面：用树脂腻子（PUTTY）刮抹在不平整的混凝土表面，以消除所有缝隙和不平之处；
（5）贴合碳纤维布：将粘结剂涂刷在选定的区域，均匀摊铺，将成卷的碳纤维布铺到上面，边用脱泡辊子沿纤维方向碾压。
在整段碳纤维布完全贴合到混凝土表面之后，再用消泡辊子反复碾压，以除去纤维丝之间的空气，使粘结剂包裹纤维丝，达到将纤维浸渍在胶里的目的。
然后再涂一层粘结剂。
5.设计
5.1 适用范围：
（1）钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土构件抗弯加固；
（2）钢筋混凝土梁柱构件的抗剪加固；
（3）混凝土柱的抗震加固；
（4）砌体的抗震加固；
5.2 一般原则：
（1）设计时将碳纤维布按强度换算成钢筋量，按照与钢筋混凝土构件抗弯计算同样地方法进行计算。
合成地截面共同抵抗设计外力造成的动载荷及增加的静载荷；
（2）计算理论采用极限状态法进行承载力极限状态和正常使用极限状态的计算；
（3）碳纤维沿钢筋混凝土构件强度不足的主筋方向配置；
（4）抗剪加固时可采用封闭式、U形或侧面粘贴；纤维方向与轴线方向宜相垂直；
5.3 抗弯构件极限承载力计算的基本假定
（1）受拉区混凝土的作用忽略不计
（2）梁受弯后，混凝土、钢筋、及碳纤应变符合平截面假定；
（3）碳纤维材料的应力应变关系：σf=Efεf 6.
构造一般建议：
（1）碳纤维应贴于梁的受拉区的下缘，如需要贴于梁侧面时，宜限于1/4梁高的范围，对侧面的碳纤面积应乘以折减系数；
（2）碳纤维粘贴层数不宜超过五层；对多层碳纤应考虑共同工作系数的折减，碳纤层数过多将导至混凝土结构的脆性破坏；
（3）碳纤维的分条粘贴加固的效果优于整幅粘贴；
（4）碳纤维粘贴应有可靠的锚固，锚固长度应通过计算决定，必要时可另加锚固设施；
（5）一般来说，在桥板上的加固，需要粘贴至梁腋处；
（6）纤维布互相衔接（接长）的部位采取重叠结构，重叠部分长度为不小于10厘米。