碳 纤 维 布 在 桥 梁 加 固 中 的 应 用
The Application of Carbon Fiber Cloth in Bridge Reinforcement
李 竞涛
(河北省保定市保通公路勘测设计有限责任公司，河北 保定 071000)
LI Jing-tao
(BaotongHighwaySurveyandDesignCo．Ltd．ofBaodingCityHebeiProvince，Baoding071000，China)
【摘 要】桥梁碳纤维布加固技术具有自重轻、强度高、耐腐蚀、施工简便、工期短、经济性好及基本不占用桥下空间等优点，有着极
大的适应性和经济性。基于此，论文介绍了粘贴碳纤维布加固某公路桥梁的设计原理、计算方法和施工与检验要点，可供相关_T-程
参考。
【Abstract]The rein~ emem technology ofCFRP has many advantages，such as light weight，high strength，corrosion resistance，simple
construction，shortconstructionperiod，goodeconomy，littleoccupiedthespaceunderbridge，andgreatadaptability andeconomy．Basedonthis，
this paper introduces the design principles，calculation me~ods，construction and inspection points ofa highway bridge reinforced with CFRP
sheets，whichcanbeusedasthereferenceforrelatedprojects．
【关键词】碳纤维布；桥梁加固；设计方法
【Keywords]carbonfibercloth；bridgereinforcement；designmethod
【中图分类号1U445．7+2 【文献标志码IB 【文章编号】1007．9467(2017)03．0098．03
[DOI]10．13616／j．cnki．gcjsysj．2017．03．143
1 桥 梁 加 固 工 程 概 况
某公路桥梁于 1999年竣工，为单跨 10m钢筋混凝土简支
板桥，桥面宽 8．5 m，桥面布置为 0．5m，防撞护栏+7．5m车行
道，+0．5m防撞护栏，原桥为整体现浇施工 ，梁高 0．45m，梁断
面近似为矩形截面，设计荷载为汽车一2O级。该桥所在道路因
等级低需进行提档改造 ，本桥拟老桥利用，设计荷载为公路一
Ⅱ级。结合道路改造情况及老桥资料调查，该桥改造中存在以
下问题 ：
1)原桥横坡为 1％，现桥梁横坡根据道路总体设计为
1．5％，需铣刨桥面铺装层后重新按横坡加铺桥面铺装层 ，桥梁
铺装永久作用增加 1．76kN／m。
2)原桥两侧防撞护栏为钢筋混凝土墙式护栏 ，高出桥面
仅约 50cm，不满足现行《公路交通安全设施设计细~J)(yrcer
D81--2006)的要求，需拆除原护栏后新建满足规范要求的 A
级护栏，护栏自重则加 4．18kN／mt 1。
【作者简介】李竞涛(1984 )，男，河北保定人，工程师，从事交通工
程研究。
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3)经调查原桥设计资料 ，在未改造之前原桥受拉钢筋配
筋量略有不足。经复核计算，考虑结构重力、汽车荷载(含冲击
力)、温度作用，原桥跨中弯矩设计值为 3 714 kN·m，安全等级
为一级 ，钢 筋采用 HRB335，则计算需配置受拉钢筋 面积
23 6726mmz，而实际梁底配筋为 114根 ~20mm，235 814mm~，
截面抗弯承载力 3 633kN·m，不足 2．18％。本桥在改造过程中
增加了桥梁永久作用，改造后跨中弯矩设计值 3795kN·m，梁
板配筋不满足承载能力要求 ，需进行加固设计日。
2 加 固 方 法 的 确 定
桥梁上部结构一般加固方法有 ：增大截面和补加钢筋加
固法、粘贴钢板加固法、体外预应力筋加固法、桥面层补强加
固法与改变结构受力体系加固法。粘贴纤维增强复合材料加
固法，是采用建筑结构胶将碳纤维布或高强玻璃纤维布粘贴
在混凝土构件表面，结构荷载增加时，纤维布与混凝土协调变
形，共同受力，从而提高构件承载力和刚度。其 自重轻、强度
高、耐腐蚀、施工简便、工期短、经济性好，基本不占用桥下空
间，目前已广泛应用于实际工程中。经过对加固方案进行反复
论证和经济技术可行性比较后，鉴于粘贴纤维增强复合材料
加固法与其他方法相比有较为突出的优点，决定该桥梁的加
固采用粘贴纤维增强复合材料加固法，本工程所选用的纤维
增强复合材料为碳纤维布。
3 碳 纤 维 加 固 设 计
采用纤维复合材料对矩形截面受弯构件进行加固时 ，加
固构件正截面承载力可按 《公路桥梁加固设计规范))(JTG／T
J22--2008)中7．6．2条计算。由于本结构在加固前已处于使用
状态，所以需考虑二次受力影响 ，即作用荷载按两阶段受力进
行分析。第一阶段为加固前，作用包括原构件自重等永久作用
及施工荷载；第二阶段为加固后 ，作用包括原构件自重等永久
作用及使用阶段的可变作用。
3．1第 一 阶段
加固前在第一阶段弯矩 作用下 ，梁板下缘受拉混凝土
的初始应变即碳纤维布的滞后应变：
(1) 凸 仃
对本桥而言，应选择在铣刨桥面铺装层及拆除老桥护栏
后开始加固，可有效降低第一阶段弯矩，降低碳纤维布的滞后
应变。本阶段弯矩设计值 =1 45 1kN·In，碳纤维弹性模量
Ec=3xl0aMPa，加固前原构件开裂截面换算截面的受压区高度
X。=128mm，原构件开裂截面 换算截面的惯性矩 ／~r----2．39x
10·~mm，
碳纤维布在桥梁加固中的应用（论文）.pdf
