1、預應力CFRP加固鋼構(gòu)造技術(shù)初探工程中的鋼構(gòu)造不可防止地存在各種缺陷和損傷。在荷載和環(huán)境等因素的作用下，材料發(fā)生變化，引起宏觀力學性能的劣化，導致鋼構(gòu)造工程事故。為確保構(gòu)造平安工作，延長使用壽命就必須對損傷構(gòu)件進展更換或加固，更換這些構(gòu)件將造成極大的浪費，而且會影響構(gòu)造的正常使用。同時，構(gòu)造損傷具有部分性和多發(fā)性特點，這些構(gòu)造不可能在出現(xiàn)損傷時就立即退役。因此，尋求經(jīng)濟高效的鋼構(gòu)造加固技術(shù)既是土木工程領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題，又是一個關(guān)系到社會可持續(xù)開展的問題。1、鋼構(gòu)造損害的主要因素及加固技術(shù)措施鋼構(gòu)造損害的主要因素有：1由荷載變化，超期服役，標準和規(guī)程改變導致構(gòu)造承載力缺乏；2構(gòu)件由于各種意

2、外產(chǎn)生變形、扭曲、傷殘、凹陷等，致使構(gòu)件截面削弱，桿件翹曲，連接開裂等；3溫差作用下引起構(gòu)件或連接變形、開裂和翹曲；4由于化學物質(zhì)的侵蝕而產(chǎn)生腐蝕以及電化學腐蝕致使鋼構(gòu)造構(gòu)件截面削弱；5其它包括設計、消費、施工中的失誤及服役期中的違規(guī)使用和操作等。鋼構(gòu)造的加固技術(shù)措施主要有三種：1截面補強法：在部分或沿構(gòu)件全長以鋼材補強，連成整體使之共同受力；2改變計算簡圖：增設附加支承，調(diào)整荷載分布情況，降低內(nèi)力程度，對超靜定構(gòu)造支座進展強迫位移，降低應力峰值；3預應力拉索法：利用高強拉索加固構(gòu)造薄弱環(huán)節(jié)或進步構(gòu)造整體承載力、剛度和穩(wěn)度。2、預應力FRP加固鋼構(gòu)造技術(shù)目前，國內(nèi)外對預應力FRP加固鋼構(gòu)造技術(shù)

3、的研究、試驗和應用涉足甚少。因此，如何將高性能預應力FRP加固技術(shù)引入到鋼構(gòu)造工程的加固中，以進步鋼構(gòu)造的承載才能和可靠性，將是鋼構(gòu)造工程加固領(lǐng)域中的一次技術(shù)革命。2.1傳統(tǒng)的鋼構(gòu)造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；焊接構(gòu)造內(nèi)部存在剩余應力，與其他作用結(jié)合可能導致開裂。焊接使構(gòu)造形成連續(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)生應力松弛現(xiàn)象，降低了構(gòu)造的修補效果。粘鋼加固技術(shù)是在鋼構(gòu)造外表用特制的

4、建筑構(gòu)造膠粘貼鋼板，依靠構(gòu)造膠使之粘結(jié)成整體共同工作，以進步構(gòu)造承載力。這些加固方法共同的缺點是使構(gòu)造重量增加很多，鋼板不易制作成各種復雜形狀，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。2.2FRP粘貼加固鋼構(gòu)造的特點FRP粘貼加固鋼構(gòu)造是利用粘結(jié)劑將FRP粘貼到鋼構(gòu)造損傷部位的外表，使一部分荷載通過粘結(jié)層傳遞到FRP上，降低了構(gòu)造損傷部位的應力。粘貼FRP加固技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢：1FRP的比強度和比剛度高，加固后根本不增加原構(gòu)造的自重和原構(gòu)件的尺寸；2復合材料具有良好的抗疲勞性能和耐腐蝕性能；3柔性的復合材料對于任意封閉構(gòu)造和形狀復雜的被加固構(gòu)造外表具有特別的優(yōu)勢。密封性好

5、，減少了滲漏甚至腐蝕的隱患；4簡便易行、本錢低、效率高，在狹小空間亦可施工，特別合適現(xiàn)場修復；5施工過程中無明火，適用于各種特殊環(huán)境。2.3預應力加固的優(yōu)點1加固工作可在不卸載、不停產(chǎn)的條件下進展；2施加預應力可直接減小變形，迅速消除超逾應力和內(nèi)力峰值；3與非預應力方式相比，可消除應力滯后現(xiàn)象，充分利用FRP的高強特性，進步加固效率。4結(jié)合可靠錨固，可降低粘結(jié)界面的剝離應力，防止FRP整體剝落，進步加固的可靠性；5降低加固費用和使用本錢。3.預應力FRP加固鋼構(gòu)造施工工藝及步驟預應力FRP加固鋼構(gòu)造方案可分為兩種，一是直接粘貼法，將FRP兩端錨固并施加預應力后，通過膠粘劑粘貼在鋼構(gòu)造的外表；一

6、般適用于構(gòu)件外表較平整的拉桿，對構(gòu)件或其部分進展加固；二是將FRP束作為預應力拉索調(diào)整應力，一般適用于對整個構(gòu)造進展整體加固。1、選材用于構(gòu)造加固用碳纖維主要選用PAN基碳纖維，極限強度可達3500pa，彈性模量約為2.35109pa.樹脂體系采用環(huán)氧類材料。2、設計根據(jù)待修補構(gòu)造的受力特點、傳力途徑和應力-應變場，確定FRP布的用量、尺寸和鋪設方向等。纖維方向應盡量與損傷構(gòu)件中最大受力方向保持一致。假如損傷部位處于復雜應力狀態(tài)，那么纖維取向和鋪層順序應盡量與控制主應力方向一致。3、嵌入式預應力張拉技術(shù)鋼構(gòu)造加固的特殊性，需要一種簡便的預應力施加方式，傳統(tǒng)的預應力施加方式往往是先張拉后錨固，需要相對復雜的張拉機具，以及相應的反力裝置。在錨固的時候，預應力損失也比擬大。嵌入式預應力張拉技術(shù)，其特點就是先錨固后張拉，以構(gòu)件本身和先前的錨固作為張拉受力裝置，無需