其他应用领域的碳纤维补强加固

在役水工程结构中存在大量钢结构，由于腐蚀或疲劳需要对这些损伤钢结构进行加固和修复。传统的钢结构加固方法主要是将钢板或型钢采用焊接或拴接的方法连接于原结构的损伤部位。实践表明这些传统的加固方法是有效的，但存在以下缺点：焊接缺陷对疲劳敏感；焊缝附近可能发生电偶腐蚀；拴接需要在损伤部位钻孔，恶化了损伤区域的受力情况；需要补强板，增加了结构的重量；加固工期长，影响结构的正常使用；钢板容易锈蚀，维护费用高等。近年来，由于纤维增强复合材料（FRP）具有优异的物理、力学性能，如比强度和比刚度高、抗疲劳性能和耐腐蚀性能好、施工方便、施工周期短、不损伤原结构等，已开始应用于水工程钢结构的加固和修复中。

碳纤维加固修复钢结构诸如闸门等，不同于表6.34所列混凝土结构加固之处，主要是受力状态和粘结应力的差异，从而在设计有效粘结长度计算式上也有差别。

我国杨勇新博士等学者在这方面已有研究成果^[1]，可以深信，碳纤维在早先用于宇航、航天航空；次之用于体育休闲器材；再次用在土木工程；继而拓展用在水工程。在水工程中，先是混凝土结构，继续扩展到钢结构，不久的将来，碳纤维加固水工程钢结构的典型案例会逐渐多起来。

表6.34　中国工程混凝土结构缺陷碳纤维等补强加固典型案例一览

续表

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【注释】

[1]杨勇新，岳清瑞，彭福明·碳纤维布加固钢结构的粘结性能研究土木工程学报，2006（10）。