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【摘 要】 FRP因其高性能而被广泛应用于桥梁补强工程之中。其施工工期较短，不需要大型器械，且修补后的构件性能更强，具有极高的使用价值和经济效益； 同时桥梁加固工程对纤维材料大量需求也促进了我国纤维技术的发展。
【关键词】预应力FRP；桥梁加固；应用
前言
FRP是一种材料的统称，其具体指的是纤维增强复合材料。增强体和基体共同构成复合材料。按照增强体的相应几何形态可将复合材料分为4种，分别为叠层增强复合材料、薄片增强复合材料、颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料。存在于FRP中的基体种分别有金属基体、树脂基体、碳素基体、陶瓷基体等。存在于FRP中的纤维种类分别有碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、聚烯烃纤维、金属纤维、玄武岩纤维等。
1、FRP 材料的种类及特性
建筑行业常用的 FRP 材料有玻璃纤维（Glass Fiber，GFRP）、碳纤维（Carbon Fiber，CFRP）及芳纶纤维（Aramid Fiber，AFRP）、混杂复合纤维（Hybrid Fiber，GFRP）等。这几种材料的物理强度比较高，具有轻质高强的特点，拉伸强度与重量的比值是普通钢材的几十倍，拉伸模量与比重的比值明显高于普通钢材。AFRP 的比模量是普通钢材的 3倍左右，CFRP 的比模量是普通钢材的 10 倍左右。混杂复合纤维是由两种或以上的不同纤维混合加工的，这种纤维材料能兼具各种材料的优势。
与传统的钢材等加固材料比较，加强纤维复合材料的优势非常明显，主要体现在：1）耐碱、耐酸、耐潮湿、抗疲劳等性能好；2）可设计性非常强，通过混合使用不同的纤维材料，把握各种材料的含量设计出不同的强度标准，以满足不同施工环境的要求；3）比强度比普通钢材高很多，采用 FRP 材料能大大减轻结构自重，发挥轻质高强的优势；4）FPR 具有加工、储藏、运输方便等优点，能在很大程度上提高建筑物的结构强度、工程质量，提高了建筑物施工效率。FRP 材料的缺点是受力性能不均匀，抗火性比较差，其弹性模量较低，这些不足对 FRP 应用于建筑行业长生了很大的限制。
2、FRP材料在工程结构加固中的应用优势分析
FRP在工程结构加固中的应用优势主要体现在以下几点：（1）FRP的抗腐蚀性能较强，可正常应用于碱、酸、潮湿的环境中。所以，在部分特殊工程中，其具有很好的应用价值。（2）FRP具有很好的弹性性能。FRP具有接近线性的应力-应变曲线，当形状出现较大变化时可很好地恢复原状，塑性发生较小的形变，适用于动载承受力及冲击荷载较大的工程结构。（3）FRP具有良好的设计性。FRP可通过各种纤维种类，对纤维含量、铺衬方向、成型工艺等各种方法，设计出具有不同弹性及强度的FRP，更好地满足各种类型工程结构加固需求。（4）FRP具有隔热、绝缘、不导磁、抗电磁波等诸多特点。相比较于传统的钢板加固，FRP加固有着以下一些优点： （1） 施工方便，高效率，不需要使用大型机器即可进行操作； （2） 可以修补混凝土裂缝，增加混凝土结构的使用期限；（3） 在施工中不用破坏原有混凝土结构，只在结构表面进行施工； （4） 成本低廉，且后期维护耗费少； （ 5） 不会对原有构件的结构进行改变，在形状和大小上能够保持和原构件一致。
3、FRP加固技术施工方法
3.1基底处理
在对桥梁进行FRP加固施工前，应对要进行施工部分的基底进行处理。首先，要将桥梁的残缺部分进行修补。将破损、碳化的部分进行去除，对钢筋腐蚀的部分进行处理，然后对缺口的位置进行修复，使其与破损之前一样完整。在修补裂缝时，如裂缝宽度在 0.2mm 以下时，可使用环氧树脂进行涂刷，再进行密封处理； 如裂缝宽度在 0.2mm 以上时，应使用环氧树脂灌入裂缝中进行修补。将施工位置破损、突出的地方打磨平事，使施工的表面尽量平滑，再用磨光机对边角进行打磨，倒角的半径应在 30mm 以上； 在打磨完毕后，应对表面进行清洗，然后待其干燥后方可进行施工。
3.2 涂刷底层
对施工底层进行涂刷是为了使涂料渗入到桥体中，强化粘结效果。在涂刷时，先对涂料进行合理调配，主剂与固化剂的配比应参考标准选取。在混合后，应充分搅拌，使两者均匀混合。由于涂料比较易固化。因此，在涂料调配完成后，应尽快施工，以避免涂料固化，造成浪费。在涂刷时，应使用滚涂的方式进行均匀涂刷。在涂料硬結固化后，应对涂刷表面进行打磨处理，使表面顺滑。在进行涂刷施工时，应对自然条件加以注意，保证温度在 5℃以上，温度以 85%以下。
3.3粘贴纤维材料
根据施工面的大小对纤维布的形状、尺寸进行设计、裁剪。一般来说，纤维布的施工长度应小于2m； 在确认自然条件满足施工要求后，用滚筒在施工表面涂刷胶水。胶水的使用量应依施工表面的平整度来决定，在转角的位置应多涂一些胶水，胶水涂好后静置一会，便可将纤维布粘贴到施工面上。在粘贴时，纤维布的粘贴方向应严格按照规程操作，在粘贴时，应用滚刷不断施加压力，滚筒的碾压力度和速度要尽量保持不变，使纤维布与胶水充分接触。同时，碾压出的气泡和胶水应及时处理。此外，在对纤维材料进行运输、裁剪时，应避免将其弯折，在粘贴前用直尺和刀具进行规范裁剪，以避免材料浪费。
3.4养护
在纤维片粘贴之后，需要进行养护处理。养护的时间为施工表面硬结固化时，约为施工后的 24h，在对施工表现进行养护时，应尽量避免外界的干扰。
3.5涂装
在树脂硬结固化后，对桥梁加固的施工表面，可按需要涂耐火涂料或是其他颜色的涂料。
4、FRP复合材料加固技术发展分析
在工程建设中，FRP复合材料具有巨大的发展和应用空间。在对FRP复合材料进行研究和应用的过程中个，需高度重视以下两个方面内容：（1）在使用品种较为单一的FRP复合材料前提下，应加强对具有不同性能的FRP复合材料进行研究和开发，并将其混合应用于工程结构加固中。在混合材料的应用过程中，需严密观察期性能及特性的变化情况。通过深入研究，推动FRP复合材料的优势得到充分发挥，并应用相应的措施对其缺陷进行克服或弥补。只有这样，才能使该种材料的应用更加符合现代工程建设的结构加固要求，满足社会经济发展需求。（2）FRP复合材料的最突出优点为高强高性能。所以，要在工程结构的加固中充分应用有力措施。通过预应力对FRP在工程施工过程中的实际应用研究更为深入，应用结构设计具有更大的灵活性，促进其更好地满足工程结构加固补强要求。
5、施工注意事项
进行FRP加固施工时，应该预先掌握现场的温度及湿度，如果气温低于5冗或相对湿度大于95%，则不适合继续施工。纤维布的裁剪尺寸必须符合设计要求，其位置偏差应该小于20mm；同时保证粘贴方向与所需要的受力方向一致。纤维布与混凝土之间的有效粘贴面积必须大于95%。严格控制纤维布的粘贴质量，如果纤维布的空鼓面积小于10cm2，可以利用针管注胶来进行处理；如果空鼓面积大于100cm2，则必须将空鼓部分切除并重新粘贴，粘贴时应注意搭接长度。
6、结束语
随着技术的快速发展，FRP 材料已经从建筑加固修复发展到其他领域，包括加固隧道、桥梁、水利工程及其他结构的加固。FRP 材料应用于土木工程结构加固具有广阔的前景，但是由于早期的 FRP 材料使用费用较高，在土木工程结构加固中是新兴材料，其在理论设计和实际应过程中仍然存在很多不足。FRP 材料的研发和应用已经成为了热点，其技术进步能极大地推动土木工程加固工程的进步。
参考文献：
[1]杨建中，熊光晶，蒋小青等.用混杂纤维复合材料预制圆套筒加固混凝土方柱的性能研究[J].混凝土与水泥制品，2012，（1）.
[2]欧阳煜，黄奕辉，饯在兹.玻璃纤维片材加同混凝土粱柱节点的抗震性能研究[J].建筑结构，2013，（5）.
[3]肖岩，吴徽，陈宝春.碳纤维套箍约束混凝土的应力一应变关系[J].二程力学，2012，（2）.
[4]赵彤，张晨军，谢剑.碳纤维布用于砖砌体抗震加固的试验研究[J].地震工程与工程振动，2011，（2）.
【关键词】预应力FRP；桥梁加固；应用
前言
FRP是一种材料的统称，其具体指的是纤维增强复合材料。增强体和基体共同构成复合材料。按照增强体的相应几何形态可将复合材料分为4种，分别为叠层增强复合材料、薄片增强复合材料、颗粒增强复合材料、纤维增强复合材料。存在于FRP中的基体种分别有金属基体、树脂基体、碳素基体、陶瓷基体等。存在于FRP中的纤维种类分别有碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、聚烯烃纤维、金属纤维、玄武岩纤维等。
1、FRP 材料的种类及特性
建筑行业常用的 FRP 材料有玻璃纤维（Glass Fiber，GFRP）、碳纤维（Carbon Fiber，CFRP）及芳纶纤维（Aramid Fiber，AFRP）、混杂复合纤维（Hybrid Fiber，GFRP）等。这几种材料的物理强度比较高，具有轻质高强的特点，拉伸强度与重量的比值是普通钢材的几十倍，拉伸模量与比重的比值明显高于普通钢材。AFRP 的比模量是普通钢材的 3倍左右，CFRP 的比模量是普通钢材的 10 倍左右。混杂复合纤维是由两种或以上的不同纤维混合加工的，这种纤维材料能兼具各种材料的优势。
与传统的钢材等加固材料比较，加强纤维复合材料的优势非常明显，主要体现在：1）耐碱、耐酸、耐潮湿、抗疲劳等性能好；2）可设计性非常强，通过混合使用不同的纤维材料，把握各种材料的含量设计出不同的强度标准，以满足不同施工环境的要求；3）比强度比普通钢材高很多，采用 FRP 材料能大大减轻结构自重，发挥轻质高强的优势；4）FPR 具有加工、储藏、运输方便等优点，能在很大程度上提高建筑物的结构强度、工程质量，提高了建筑物施工效率。FRP 材料的缺点是受力性能不均匀，抗火性比较差，其弹性模量较低，这些不足对 FRP 应用于建筑行业长生了很大的限制。
2、FRP材料在工程结构加固中的应用优势分析
FRP在工程结构加固中的应用优势主要体现在以下几点：（1）FRP的抗腐蚀性能较强，可正常应用于碱、酸、潮湿的环境中。所以，在部分特殊工程中，其具有很好的应用价值。（2）FRP具有很好的弹性性能。FRP具有接近线性的应力-应变曲线，当形状出现较大变化时可很好地恢复原状，塑性发生较小的形变，适用于动载承受力及冲击荷载较大的工程结构。（3）FRP具有良好的设计性。FRP可通过各种纤维种类，对纤维含量、铺衬方向、成型工艺等各种方法，设计出具有不同弹性及强度的FRP，更好地满足各种类型工程结构加固需求。（4）FRP具有隔热、绝缘、不导磁、抗电磁波等诸多特点。相比较于传统的钢板加固，FRP加固有着以下一些优点： （1） 施工方便，高效率，不需要使用大型机器即可进行操作； （2） 可以修补混凝土裂缝，增加混凝土结构的使用期限；（3） 在施工中不用破坏原有混凝土结构，只在结构表面进行施工； （4） 成本低廉，且后期维护耗费少； （ 5） 不会对原有构件的结构进行改变，在形状和大小上能够保持和原构件一致。
3、FRP加固技术施工方法
3.1基底处理
在对桥梁进行FRP加固施工前，应对要进行施工部分的基底进行处理。首先，要将桥梁的残缺部分进行修补。将破损、碳化的部分进行去除，对钢筋腐蚀的部分进行处理，然后对缺口的位置进行修复，使其与破损之前一样完整。在修补裂缝时，如裂缝宽度在 0.2mm 以下时，可使用环氧树脂进行涂刷，再进行密封处理； 如裂缝宽度在 0.2mm 以上时，应使用环氧树脂灌入裂缝中进行修补。将施工位置破损、突出的地方打磨平事，使施工的表面尽量平滑，再用磨光机对边角进行打磨，倒角的半径应在 30mm 以上； 在打磨完毕后，应对表面进行清洗，然后待其干燥后方可进行施工。
3.2 涂刷底层
对施工底层进行涂刷是为了使涂料渗入到桥体中，强化粘结效果。在涂刷时，先对涂料进行合理调配，主剂与固化剂的配比应参考标准选取。在混合后，应充分搅拌，使两者均匀混合。由于涂料比较易固化。因此，在涂料调配完成后，应尽快施工，以避免涂料固化，造成浪费。在涂刷时，应使用滚涂的方式进行均匀涂刷。在涂料硬結固化后，应对涂刷表面进行打磨处理，使表面顺滑。在进行涂刷施工时，应对自然条件加以注意，保证温度在 5℃以上，温度以 85%以下。
3.3粘贴纤维材料
根据施工面的大小对纤维布的形状、尺寸进行设计、裁剪。一般来说，纤维布的施工长度应小于2m； 在确认自然条件满足施工要求后，用滚筒在施工表面涂刷胶水。胶水的使用量应依施工表面的平整度来决定，在转角的位置应多涂一些胶水，胶水涂好后静置一会，便可将纤维布粘贴到施工面上。在粘贴时，纤维布的粘贴方向应严格按照规程操作，在粘贴时，应用滚刷不断施加压力，滚筒的碾压力度和速度要尽量保持不变，使纤维布与胶水充分接触。同时，碾压出的气泡和胶水应及时处理。此外，在对纤维材料进行运输、裁剪时，应避免将其弯折，在粘贴前用直尺和刀具进行规范裁剪，以避免材料浪费。
3.4养护
在纤维片粘贴之后，需要进行养护处理。养护的时间为施工表面硬结固化时，约为施工后的 24h，在对施工表现进行养护时，应尽量避免外界的干扰。
3.5涂装
在树脂硬结固化后，对桥梁加固的施工表面，可按需要涂耐火涂料或是其他颜色的涂料。
4、FRP复合材料加固技术发展分析
在工程建设中，FRP复合材料具有巨大的发展和应用空间。在对FRP复合材料进行研究和应用的过程中个，需高度重视以下两个方面内容：（1）在使用品种较为单一的FRP复合材料前提下，应加强对具有不同性能的FRP复合材料进行研究和开发，并将其混合应用于工程结构加固中。在混合材料的应用过程中，需严密观察期性能及特性的变化情况。通过深入研究，推动FRP复合材料的优势得到充分发挥，并应用相应的措施对其缺陷进行克服或弥补。只有这样，才能使该种材料的应用更加符合现代工程建设的结构加固要求，满足社会经济发展需求。（2）FRP复合材料的最突出优点为高强高性能。所以，要在工程结构的加固中充分应用有力措施。通过预应力对FRP在工程施工过程中的实际应用研究更为深入，应用结构设计具有更大的灵活性，促进其更好地满足工程结构加固补强要求。
5、施工注意事项
进行FRP加固施工时，应该预先掌握现场的温度及湿度，如果气温低于5冗或相对湿度大于95%，则不适合继续施工。纤维布的裁剪尺寸必须符合设计要求，其位置偏差应该小于20mm；同时保证粘贴方向与所需要的受力方向一致。纤维布与混凝土之间的有效粘贴面积必须大于95%。严格控制纤维布的粘贴质量，如果纤维布的空鼓面积小于10cm2，可以利用针管注胶来进行处理；如果空鼓面积大于100cm2，则必须将空鼓部分切除并重新粘贴，粘贴时应注意搭接长度。
6、结束语
随着技术的快速发展，FRP 材料已经从建筑加固修复发展到其他领域，包括加固隧道、桥梁、水利工程及其他结构的加固。FRP 材料应用于土木工程结构加固具有广阔的前景，但是由于早期的 FRP 材料使用费用较高，在土木工程结构加固中是新兴材料，其在理论设计和实际应过程中仍然存在很多不足。FRP 材料的研发和应用已经成为了热点，其技术进步能极大地推动土木工程加固工程的进步。
参考文献：
[1]杨建中，熊光晶，蒋小青等.用混杂纤维复合材料预制圆套筒加固混凝土方柱的性能研究[J].混凝土与水泥制品，2012，（1）.
[2]欧阳煜，黄奕辉，饯在兹.玻璃纤维片材加同混凝土粱柱节点的抗震性能研究[J].建筑结构，2013，（5）.
[3]肖岩，吴徽，陈宝春.碳纤维套箍约束混凝土的应力一应变关系[J].二程力学，2012，（2）.
[4]赵彤，张晨军，谢剑.碳纤维布用于砖砌体抗震加固的试验研究[J].地震工程与工程振动，2011，（2）.