纖維復合材料是高強度的材料,強度通常都達到3000 MPa以上(如碳纖維),可用于抗彎、抗剪、抗壓(偏心受壓)等構件的加固,一般在混凝土梁式橋、板橋、蓋梁的抗彎、抗剪加固中使用較多,還適用于混凝土墩柱的抗壓補強、抗震延性補強以及地震破壞后的修復。
纖維復合材料的力學特點是完全線彈性,不存在屈服點或塑性區(qū)。碳纖維具有高強、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐疲勞等優(yōu)異物理力學性能,以及施工速度快,施工工期短,粘貼質(zhì)量容易得到保證等優(yōu)點。采用纏繞粘貼高強復合纖維對軸向受壓構件進行加固可以明顯地提高柱的承載力,由于高強復合纖維層的約束作用,在縱向力的作用下,混凝土處于三向受壓狀態(tài),可以較大幅度地提高結構的抗壓承載力。
值得注意的是,纖維復合材料的彈性模量相對其強度來說卻小得多,常用的一般為230 GPa,高彈性模量也不過380~640 GPa。要發(fā)揮較大的強度,纖維復合材料需要相當大的變形。當與鋼筋共同工作時,鋼筋完全發(fā)揮強度時碳纖維才發(fā)揮出不到20%的強度,難以高效抑制結構的變形與裂縫的擴展。
因此,采用粘貼高強復合纖維加固,對結構的剛度提高不大,對于以控制結構變形為主要目的的使用功能加固是不適宜的。在加固設計時,不能簡單地將碳纖維作為鋼筋的替代物,必須考慮碳纖維片材的受力特點。
粘貼碳纖維布法加固橋梁梁體施工流程如下: