预应力碳纤维布固定端锚固技术研究
预应力碳纤维加固应用与研究的开题报告
预应力碳纤维加固应用与研究的开题报告
标题：预应力碳纤维加固应用与研究
背景：
目前，预应力碳纤维加固已成为一种广泛应用于建筑结构加固、桥梁加固等领域的新工艺。
预应力碳纤维加固能够显著提高结构抗剪、扭及轴力耐久性能，而且施工简便、安装方便，对原有结构损伤小，是一种非常有利的结构加固方式。
因此，开展预应力碳纤维加固应用及研究具有重要意义。
研究目的：
本研究旨在探究预应力碳纤维在建筑结构加固、桥梁加固等领域中的应用，深入研究预应力碳纤维加固的技术特点、施工工艺、耐久性能等方面，并对其应用前景进行分析探讨。
研究内容：
1.预应力碳纤维加固技术特点；
2.预应力碳纤维加固施工工艺；
3.预应力碳纤维加固的耐久性能；
4.预应力碳纤维加固在建筑结构加固、桥梁加固等领域中的应用；
5.预应力碳纤维加固的应用前景分析。
研究方法：
本研究采用文献综述法、实验法结合的方法进行研究。
首先通过查阅大量文献，了解预应力碳纤维加固的技术特点、施工工艺、耐久性能等方面，探究其应用于建筑结构加固、桥梁加固等领域的原理和实际效果。
其次，通过实验手段模拟预应力碳纤维加固的施工工艺，探究加固后结构的力学性能变化及耐久性能。
研究意义：
本研究将系统地探究预应力碳纤维加固在建筑结构加固、桥梁加固等领域中的应用，深入研究其技术特点、施工工艺、耐久性能等方面。
研究成果将有助于提高预应力碳纤维加固的施工质量，降低加固成本，开发新型预应力碳纤维材料，应用于更广泛的领域，在结构加固领域具有广泛的应用前景。
预应力桥梁施工中的锚固技术
预应力桥梁施工中的锚固技术一、引言在桥梁工程中，预应力技术广泛应用于提高桥梁的承载能力和延长使用寿命。
而锚固技术是预应力施工中的重要环节，决定着预应力力的传递与分布。
本文将深入探讨预应力桥梁施工中的锚固技术，包括其基本原理、主要类型、施工方法以及注意事项。
二、锚固技术的基本原理锚固技术是指将预应力钢束或钢筋固定在桥梁构件中，使其能够有效地传递预应力力至混凝土结构。
基本原理是通过一定的力学传递和固定方式，将预应力力以静力平衡的形式传递给桥梁构件，使其形成一种内部优势应力状态。
这种状态能够消除桥梁自重和外荷载引起的应力，并提高桥梁的整体性能和承载能力。
三、锚固技术的主要类型1. 沿轴向锚固沿轴向锚固是指预应力钢束或钢筋的固定端与桥梁构件的轴线平行。
它采用的主要形式有锚头法、锚盘法、锚固板法和座固法。
其中，锚头法是最常见的沿轴向锚固方式。
它通过将预应力钢束端部穿过锚具，在锚头内形成一定直径的环形体，然后施加锚具和锚固材料，将预应力力以压力形式传递给混凝土构件。
2. 横向锚固横向锚固是指预应力钢束或钢筋的固定端与桥梁构件的轴线垂直。
它采用的主要形式有侧固法和底固法。
侧固法是将预应力钢束通过侧向锚托组合，在桥梁构件的侧面形成一种悬吊的环形体，并通过施加锚具和锚固材料使其固定。
底固法是将预应力钢束通过底面支承装置，使其与桥梁构件的底面形成一种悬吊状态，再使用锚具和锚固材料进行固定。
四、锚固技术的施工方法1. 原材料准备施工前需要对锚具、锚固材料和预应力钢束进行检查和准备。
锚具应符合设计要求，锚固材料要求优质可靠，预应力钢束的表面应无明显腐蚀和损伤。
2. 锚固孔的准备施工前需要对锚固孔进行准备。
首先根据设计要求确定锚固孔的位置和数量，然后使用钻孔机对混凝土构件进行打孔，确保孔的直径和深度符合要求，并清理孔口。
3. 安装锚具和预应力钢束在打孔孔口中安装锚具，并将预应力钢束穿过锚具。
在安装过程中，要确保锚具和预应力钢束与混凝土结构之间的间隙符合设计要求，同时要保证预应力钢束的端部无明显弯曲和损伤。
预应力碳纤维布加固
预应力碳纤维布加固在建筑结构加固领域，新技术的不断涌现为提高结构的安全性和耐久性提供了更多可能。
预应力碳纤维布加固技术作为一种创新且高效的方法，正逐渐受到广泛关注和应用。
那么，什么是预应力碳纤维布加固呢？简单来说，就是通过对碳纤维布施加预应力，使其在结构承受荷载之前就处于受力状态，从而更大程度地发挥碳纤维布的高强性能，提高结构的承载能力和抗变形能力。
与传统的加固方法相比，预应力碳纤维布加固具有诸多显著优势。
首先，它能够有效地提高结构的承载能力。
在传统加固中，碳纤维布往往是在结构已经出现变形或裂缝后才发挥作用，而预应力碳纤维布则在结构受荷之前就参与工作，提前承担一部分荷载，从而显著增强了结构的整体承载能力。
其次，这种加固方法可以更好地控制结构的裂缝开展。
由于碳纤维布施加了预应力，能够有效地约束裂缝的扩展，减少裂缝的宽度和数量，提高结构的耐久性。
再者，预应力碳纤维布加固能够减小结构的变形。
通过预先施加的应力，结构在承受荷载时的变形得到有效控制，增加了结构的稳定性和正常使用性能。
预应力碳纤维布加固的施工过程相对复杂，但每一个步骤都至关重要。
在施工前，需要对结构进行全面的检测和评估，确定结构的损伤情况和加固的具体需求。
然后，根据设计要求，对碳纤维布进行裁剪和预张拉。
在粘贴碳纤维布时，要确保粘贴面的清洁和平整，使用专用的胶粘剂将碳纤维布牢固地粘贴在结构表面，并通过锚具或其他固定装置对碳纤维布施加预应力。
施工过程中，还需要对预应力的大小进行严格控制和监测，以保证加固效果符合设计要求。
为了确保预应力碳纤维布加固的效果和质量，施工中需要注意很多细节。
比如，胶粘剂的选择和使用就非常关键。
优质的胶粘剂能够保证碳纤维布与结构之间的良好粘结，确保应力的有效传递。
同时，施工环境的温度和湿度也会对胶粘剂的性能产生影响，因此需要在合适的条件下进行施工。
另外，预应力的施加和控制必须精确无误。
如果预应力过小，无法达到预期的加固效果；如果预应力过大，则可能导致结构的破坏或碳纤维布的断裂。
预应力碳纤维板桥梁加固技术研究
预应力碳纤维板桥梁加固技术目前，我国已逐步进入了混凝土结构的维修加固高峰期，60、70 年代建造的建筑、桥梁等结构物大多已步入需要维修改造加固阶段，80年代建造的结构也有一部分由于老化和使用功能的改变需要改造和维修，由于碳纤维加固法具有施工简便、耐久性好等优点，特别适合在各种混凝土梁板桥梁加固中使用，今后几年内用量将会大幅度增加。
一、预应力碳纤维板加固特点：传统的碳纤维布和粘钢加固属于被动加固，当桥梁结构破坏产生应力变形之后碳纤维布和钢板才能被张拉并发挥作用，具有一定的应力滞后性，起到的加固效果有限。
张拉碳纤维板是采用主动加固的办法，直接张拉碳纤维板并产生预应力保护钢筋混凝土桥梁。
1、与传统的碳纤维布加固相比，①碳纤维板材更适用于采用预应力加固方式，更能充分发挥碳纤维高强度作用；②施工方便，施工质量易于保证；③碳纤维板比碳纤维布易于保持纤维顺直，更有利于碳纤维发挥作用；④一层1.2mm厚板相当于10层碳纤维布作用。
2、与粘贴钢板或增大混凝土截面相比①抗拉强度是同等截面钢的7-10倍；②自重轻、易使用，作业轻松且不需大型机械设备；③与钢材相比有较强的耐腐蚀性和耐久性；④补强后基本不改变构件的形状与重量。
二、预应力碳纤维板桥梁加固施工流程：施工步骤：a、施工准备；b、混凝土表面处理；c、在安装碳纤维板张拉端和固定端构件的位置按照设计图纸要求钻孔种植高强度螺杆；d、螺杆固化达到设计强度后开始安装张拉端和固定端钢构件；e、在碳纤维板和梁底接触面上涂抹粘结剂，锚具底板和梁底接触面上涂抹粘结剂；f、安装碳纤维板；g、张拉碳纤维板并对梁体挠度变化进行观测；h、张拉完毕后，在碳纤维板和锚固构件上涂刷一层保护涂料或饰面漆。
;碳纤维板主要施工流程2.1 施工准备1、搭设施工支架、主要材料进场根据现场条件搭设适于施工的施工支架。
使用的碳纤维板材料应为桥梁加固专用材料。
2、施工放样在加固的梁表面按照设计图纸放样，确定碳纤维板和两端锚具位置。
预应力碳板加固技术
1、碳纤维板介绍碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热等特性，属典型的高新技术产品，主要用于制备先进复合材料，广泛应用于宇航、体育用品领域、工业领域。
随着碳纤维成本的降低及先进低成本制造复合材料技术的突破，碳纤维复合材料在土木工程领域，作为最适合的纤维复合加固材料，其使用量正在逐年急剧增长。
碳纤维板是一种碳纤维加固补强单向板材，其成型工艺是将碳纤维浸渍树脂后在模具内固化并连续拉挤成型。
采用优质碳纤维原料与良好基本树脂，碳纤维板材具有拉伸强度高、耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性等良好性能。
制成的碳纤维单向板材能充分发挥碳纤维的强度和弹性模量，在施工时可免除碳纤维单向织物的树脂固化阶段，强度利用效率高，施工方便。
碳纤维板弹性模量约为165～185GPa，抗拉强度高达2400～2800MPa。
2、预应力碳纤维板加固技术介绍碳纤维材料弹性模量与钢筋相近、但抗拉强度是普通钢筋的10倍。
要发挥碳纤维材料抗拉强度需要1.7%的拉伸应变，而钢筋屈服时拉伸应变仅为0.15%；当碳纤维板材与构件内部钢筋共同工作时，不考虑钢筋原有的初始应变，钢筋屈服、混凝土结构就已经发生破坏（钢筋拉断，混凝土压坏）时碳纤维板材所能发挥的强度也仅为抗拉强度的10%左右。
因此，传统不加预应力的碳纤维加固混凝土结构技术，无法发挥纤维增强复合材料的高强度特性，造成资源的浪费。
而预应力碳纤维板锚固体系，通过对碳纤维增强复合材料施加预应力来克服上述缺陷。
对碳纤维施加了预应力后，避免了碳纤维片材应变滞后的现象，使碳纤维板强度有效发挥，提升结构承载力，同时提高受弯构件的抗弯刚度，减小原构件的挠度，抑制构件变形和裂缝扩展，解决了碳纤维强度和弹性模量比值过高的矛盾，对碳纤维强度的利用远远超出未施加预应力的情况，具有非常良好的经济效益和社会效益。
3、预应力碳纤维板加固技术优势与其他加固方法（加大截面法、外包钢加固法、外部粘钢加固法、预应力加固法、增设支点加固法、喷射混凝土加固法、碳纤维布加固法等）相比，预应力碳纤维板加固法具有以下优点：1）高强高效预应力碳纤维板加固技术充分发挥了碳纤维材料的高强性能，有效提升结构承载力与抗弯刚度，节约碳纤维用量，降低工程总造价。
预应力碳纤维加固技术的研究进展
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２预 应力碳 纤维 布加 固国外研 究现 ．
状
１前言 ．
Ｃ ＲＰ加 崮料 试 验 与 研 究 联 邦 实 验 室 近年来 ，碳纤维加 固混凝土结构技术 （ＭＰ ， 后 他 们也 进 行 了预 应 力碳 纤维 Ｅ Ａ） 其 已得 到 广 泛 应 用 ，其 中应 用 较 多 的是 在混 ｝ 布 加 固 的 研 究 Ｉ 验 证 了此 法 比传 统 的 ，并 凝 土 粱底 部（ 拉 面） 贴碳 纤维 布进 行 受 弯 预 应 力 方 法 更 加 经 济 和 发 挥 材 料 特 性 。 受 粘 加 固 ，以提 高 梁 的 整 体 受 弯 承 载 力 。 碳 纤 Ｍｅ ｒｔｌ通 过总 结Ｅ Ａ对 预应 力与 非预 ｉ ｅａＩ ｅ ＭＰ 维的广 泛应 用是 由于材 料 本身 的一 些特 应力 ＣＦ Ｐ的研究 ，得出结论 ，当预应力 Ｒ 点 ，主要 的 优 点 为 ：比 强 度 和 比模 量 高 ； 施 加 到 碳 纤 维 布 强 度的 ５ ％ 时 ，预 应 力加 ０ 良好的抗疲劳性 能 ；耐 腐蚀性很好 ；易于 现 场 施 工 ；经 济性 好 。 目前碳 纤 维 布 对 混
预 应 力碳 纤 维 加 固 的 优 点 如 下 ： Ｃ ＲＰ高强和耐腐蚀性能很 好 ，极适用于 Ｆ 预应 力混凝土 ；纤维增 强塑料的弹性模量 与强度的比值低 ；Ｃ ＲＰ的疲劳强度很大， Ｆ 高于钢材 ，这样可以提高整体预应 力构件 的疲劳承载力 ；预应 力构件的受拉部分在 承受使用荷载时应 力增长要远远小于非预 应 力 构 件 ，不 容 易发 生 粘 结 破 坏 。
颓 应 力碳 纤 维 布 ； 加 固 ； 展 望
预应力纤维布加固技术
预应力纤维布加固技术
、引言
用于建筑结构补强加固的高强纤维材料，具有高强高效、耐腐蚀性能及耐久性，不增加构件的自重及体积、适用面广及便于施工等优点。
但当采用无预应力方式加固时，由于纤维布的应力滞后造成高强纤维布的强度利用率很低。
以碳纤维布为例，构件达到正常使用极限状态时，纤维布的应力约为300MPa。
实际工程中，因构件为二阶段受力，如未采取卸载或顶撑等措施，其实际的应力水平将更低。
在使用高强纤维布对梁进行加固时，有一种特有的破坏形态，即纤维布与构件的粘结层破坏而使纤维布被整体的剥离，这种破坏形态带有明显的脆性特点，是非常危险的破坏形式。
同时这种破坏使高强纤维布的高强特性无从发挥，极大地降低了构件的承载力和变形。
2、FRP加固受弯构件
2.1 破坏形式
根据相关研究资料表明，FRP加固受弯构件有以下6种破坏形态：
①超筋破坏，即在受拉钢筋达到屈服前受压区混凝土压坏；
②部分超筋破坏，即钢筋屈服后受压区混凝土压坏，而FRP未达到极限拉应变；
③适筋破坏，即钢筋屈服后FRP达到极限拉应变拉断，而受压区混凝土尚未压坏；
④表层混凝土剪切受拉剥离破坏；
⑤FRP与混凝土间粘结基层剥离破坏。
收藏!悍马预应力碳纤维板锚具加固原理全面深度分析!
预应力碳纤维板加固混凝土结构技术作为一种主动加固方式，是当前比较先进的混凝土结构加固技术；同时，预应力碳纤维板加固技术的优势明显，在实际工程中的应用前景十分广阔。
目前，国内关于预应力碳纤维加固混凝土结构方面的研究工作才刚刚开始，对预应力碳纤维加固混凝土结构技术的研究具有重要的社会效益和巨大的经济效益。
其中，预应力碳纤维板夹片式锚具展开深入的研究，设计和优化出一款安全的、适用的、稳定的预应力碳纤维板夹片式锚具，可以有效地推动预应力碳纤维板加固技术在实际工程中的推广和应用。
1夹片式锚具锚固原理基于摩阻锚固原理预应力碳纤维板夹片式锚具是基于摩阻锚固原理对碳纤维板进行锚固的。
在预应力碳纤维板夹片式锚具组装件的预紧组装过程中，楔形夹片连同碳纤维板被逐步顶进锚板锥孔，根据楔块原理会产生较大的横向压力和摩擦力将碳纤维板紧紧夹持住。
张拉锚固时碳纤维板连同楔形夹片一体与锚板产生相对位移，会使碳纤维板和楔形夹片一起被挤紧在锚板锥孔。
同时，随着锚板锥孔内壁对楔形夹片顶面的压力增大将使楔形夹片底面施加在碳纤维板板面上的压力增大，在楔形夹片和碳纤维板之间压力作用下产生的摩阻力将阻止碳纤维板的回缩，维持碳纤维板的张拉伸长状态，从而实现预应力碳纤维板夹片式锚具对碳纤维板的锚固。
关于夹持锚具接触面第一接触面与第二接触面2预应力碳纤维板夹片式锚具组装件由锚板、楔形夹片和碳纤维板三部分组成。
锚板、楔形夹片和碳纤维板三者之间存在两个接触面，一是楔形夹片与碳纤维板表面之间的接触面，称为第一接触面；二是锚板锥孔内壁与楔形夹片之间的接触面，称为第二接触面。
预应力碳纤维板夹片式锚具对碳纤维板的锚固主要依靠预应力碳纤维板夹片式锚具组装件的两个接触面。
其中，楔形夹片在预应力碳纤维板夹片式锚具组装件中起着承上启下的关键作用：第一步，楔形夹片依靠第一接触面的摩阻力平衡碳纤维板的回缩力；第二步，楔形夹片利用第二接触面之间的相互作用的将回缩力传递给锚板，从而实现对碳纤维板的锚固。
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预应力碳纤维布固定端锚固技术研究
自新中国成立起,我国经济一直处在持续的增长阶段,人们对于建筑行业的需求越来越广泛。
由于生活质量的提高,人们对住宅实用性,舒适性等要求越来越严格。
从而建筑结构改造与加固成为了近几年的热门,促进了加固与改造行业的发展。
目前我们面临的主要问题是:现有建筑物或构筑物的长期使用,将达到设计的使用期限及结构承载力,抗震性能,安全性能有所降低。
因此,怎样提高已有建筑结构承载力,抗震性等性能是目前加固改造行业需要解决的首要问题。
CFRP加固具有施工简单、用时短、强度高、自重小等优点,对工程加固中的应用越来越广泛。
但采用将碳纤维布直接粘贴于构件上的方式,混凝土和碳纤维的粘结界面易发生剥离破坏,同时碳纤维应力滞后二次受力强度不能得到充分发挥,而且不能改善结构的挠度和裂缝宽度。
对碳纤维布施加预应力可以抑制这些现象的产生。
因此,碳纤维布施加预应力的端部锚固问题是目前加固工程中必须要解决的关键问题。
销钉锚具是一种机械锚固设备,专门针对预应力碳纤维布加固混凝土结构的可靠锚固设备,本课题组对销钉锚具锚固碳纤维片材(CFRP)做了初步的试验研究,已取得初步的成果。
分析试验内容及实验结果得出以下主要结论:1.主要对销钉锚具的力学性能进行分析,在无粘结作用下进行了销钉锚固试验,根据试验现象得出了距离销钉长度-变形曲线关系;2.采用销钉锚具与平板锚具对比方式,得出销钉锚具锚固效果优于平板锚具锚固效果;由试验可知3根销钉锚固值最大,锚固效果最好;并根据试验数据拟合出销钉锚具的锚固能力同参数之间的关系;3.本试验还研究了碳
纤维布与平板锚具仅受摩擦力作用下的摩擦系数,同样分析了销钉锚具同碳纤维布之间的粘结性能,有效粘结长度,粘结破坏机理等,试验证明碳纤维布的有效锚固长度为15mm;4.采用单面粘结方法对销钉锚具锚固碳纤维布进行试验,主要目的更清楚的分析销钉锚具的破坏机理,根据单面粘结分析出其破坏机理并找到造成锚固破坏的影响因素,进行改善;推出一根销钉锚具对碳纤维布产生的抗剪切力公式;分析销钉锚具锚固效果与销钉直径、销钉个数的关系。