国内早期预应力碳纤维板加固工程应用 ——浏阳金刚头桥

　　1、简介

　　该桥，位于湖南省浏阳市境内106国道线上，建于1963年，至加固日服役时间已超过40年。结构体系为典型的钢筋混凝土T梁结构。裂缝多，病害严重，通行能力不足，原设计荷载汽-15，目标设计荷载汽-20，需要加固。湖南大学于2006年对该项目进行了加固。

　　2、加固方案

　　主梁通长粘贴控制应力为1000MPa的预应力碳纤维板。

　　预应力碳纤维板加固的优点：解决普通碳纤维加固易剥离、强度利用率低等问题。

　　①强度利用率低

　　碳纤维的剥离撕裂导致被加固构件的提前破坏(国内外一直未解决的难题)，极限强度降低。

　　②剥离

　　普通粘贴碳纤维片材加固因构件表面的不平整产生法向力N，剥离破坏。

　　3、施工工艺

　　①将梁表面打磨并在梁表面凿出锚具槽

　　②埋入锚具并用化学螺栓固定

　　③在梁表面和碳纤维板材上涂抹胶粘剂

　　④安装张拉机具

　　⑤锚具将预应力碳纤维板固定端固定

　　⑥油泵加压，开始张拉

　　⑦用角钢将碳纤维板材压贴于砼梁表面

　　⑧张拉到位后将活动端锚具压板拧紧

　　⑨施工完毕后的加固梁

　　⑩利用温控设备在冬季施工时提升碳纤维温度

　　4、加固效果

　　(1)加固桥的车载试验

　　荷载试验 荷载布置

　　电阻应变片及光纤光栅布置

　　预应力碳纤维板加固效果分析

　　(2)长期观测

　　采用光纤光栅应变传感器对加固桥进行长期观测。

　　桥底俯视图

　　光缆光栅应变传感器——碳纤维板松弛长期监测结果

　　(3)长期观测结果

　　①未发现因碳纤维锚具滑移使碳板产生松弛;

　　②碳板的应变松弛<0.4%.

　　③未发现碳板粘结胶流淌;

　　④未发现碳板粘结胶脆硬

　　5、结语

　　浏阳金刚头桥加固项目是世界范围内除德国及英国外第三例成功的预应力碳纤维技术工程应用，也是亚洲第一例工程应用。金刚头桥的成功加固及荷载试验证明：预应力碳纤维片材加固技术具有传统的碳纤维加固技术及体外预应力无法比拟的优势，在提高结构抗弯刚度(间接提高刚度)、承载力，减小结构变形，抑制裂缝发展等方面表现出了显著的效果。

　　经过更多的试验研究和工程应用后，国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB 50367将已成熟的预应力碳纤维复合板加固法纳入标准中，如今，预应力碳纤维复合板加固技术已有广泛应用。

　　6、项目主要参与人

　　尚守平

　　湖南大学土木工程学院教授、博士生导师。

　　主要研究方向：地基基础与上部结构动力相互、新型材料及其在结构加固中的应用研究。

　　出版了《钢筋混凝土房屋结构计算机辅助设计》、《土木工程CAD》等多本著作。

　　荣获了多项专利。