金固公司認(rèn)為在國內(nèi)外對預(yù)應(yīng)力碳纖維增強復(fù)合材料加固鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究、試驗和應(yīng)用涉足甚少。因此,如何將高性能預(yù)應(yīng)力碳纖維增強復(fù)合材料加固技術(shù)引入到鋼結(jié)構(gòu)工程的加固中,以提高鋼結(jié)構(gòu)的承載能力和可靠性,將是鋼結(jié)構(gòu)工程加固領(lǐng)域中的一次技術(shù)革命。
傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)加固存在的問題:焊接加固時,高溫作用使焊接部位的組織及性能劣化;而且焊縫必然存在缺陷,會產(chǎn)生新的裂紋;焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在殘余應(yīng)力,與其他作用結(jié)合可能導(dǎo)致開裂。焊接使結(jié)構(gòu)形成連續(xù)的整體,裂縫一旦失穩(wěn)擴展,就有可能一斷到底,引發(fā)重大事故。
采用螺栓連接需要在損傷部位附近的母材上開孔,削弱了截面,形成新的應(yīng)力集中區(qū);普通螺栓在動載作用下易松動,高強螺栓易發(fā)生應(yīng)力松弛現(xiàn)象,降低了結(jié)構(gòu)的修補效果。粘鋼加固技術(shù)是在鋼結(jié)構(gòu)表面用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板,依靠結(jié)構(gòu)膠使之粘結(jié)成整體共同工作,以提高結(jié)構(gòu)承載力。這些加固方法共同的缺點是使結(jié)構(gòu)重量增加很多,鋼板不易制作成各種復(fù)雜形狀,運輸和安裝也不方便,且鋼板易銹蝕,影響粘結(jié)強度,維護費用高。
碳纖維增強復(fù)合材料粘貼加固鋼結(jié)構(gòu)的特點:碳纖維增強復(fù)合材料粘貼加固鋼結(jié)構(gòu)是利用粘結(jié)劑將碳纖維增強復(fù)合材料粘貼到鋼結(jié)構(gòu)損傷部位的表面,使一部分荷載通過粘結(jié)層傳遞到碳纖維增強復(fù)合材料上,降低了結(jié)構(gòu)損傷部位的應(yīng)力。粘貼碳纖維增強復(fù)合材料加固技術(shù)具有明顯的5個優(yōu)勢:
。保祭w維增強復(fù)合材料的比強度和比剛度高,加固后基本不增加原結(jié)構(gòu)的自重和原構(gòu)件的尺寸;
。玻畯(fù)合材料具有良好的抗疲勞性能和耐腐蝕性能;
。常嵝缘膹(fù)合材料對于任意封閉結(jié)構(gòu)和形狀復(fù)雜的被加固結(jié)構(gòu)表面具有特別的優(yōu)勢。密封性好,減少了滲漏甚至腐蝕的隱患;
4.簡便易行、成本低、效率高,在狹小空間亦可施工,特別適合現(xiàn)場修復(fù);
。担┕み^程中無明火,適用于各種特殊環(huán)境。
預(yù)應(yīng)力碳纖維增強復(fù)合材料加固鋼結(jié)構(gòu)方案可分為兩種,一是直接粘貼法,將碳纖維增強復(fù)合材料兩端錨固并施加預(yù)應(yīng)力后,通過膠粘劑粘貼在鋼結(jié)構(gòu)的表面;一般適用于構(gòu)件表面較平整的拉桿,對構(gòu)件或其局部進行加固;二是將碳纖維增強復(fù)合材料束作為預(yù)應(yīng)力拉索調(diào)整應(yīng)力,一般適用于對整個結(jié)構(gòu)進行整體加固。