為什么碳纖維棒能加固石拱橋結(jié)構(gòu)？

傳統(tǒng)的機(jī)械加碳纖維棒材料加工的手段包括車、銑、磨、鉆等，目前基本上沿用傳統(tǒng)的金屬切削加工工藝和裝備，具有加工方法簡(jiǎn)單、工藝成熟、設(shè)備投入少等特點(diǎn)，但同時(shí)也存在刀具磨損快、加工精度難以保證、加工效率低、加工過(guò)程中產(chǎn)生有害的粉末狀切屑等缺點(diǎn)。

碳纖維棒加固材料本身的特點(diǎn)：

●含碳量

外碳纖維生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)?碳纖維是纖維狀的碳素材料，含碳量在90%以上。

●碳纖維具有十分優(yōu)異的力學(xué)性能

它是利用各種含碳的有機(jī)纖維在惰性氣體中、高溫狀態(tài)下碳化而制得的較高純度碳鏈。碳纖維具有十分優(yōu)異的力學(xué)性能，是目前已大量生產(chǎn)的高性能纖維中具有最高的比強(qiáng)度和最高的比模量的纖維，特別是在2000℃以上的高溫惰性環(huán)境中，碳材料是唯一強(qiáng)度不下降的物質(zhì)，是其他主要結(jié)構(gòu)材料(金屬及其合金)所無(wú)法比擬的。

●碳纖維棒其他性能
碳纖維呈黑色，堅(jiān)硬，具有強(qiáng)度高、重量輕等特點(diǎn)，是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度是鋼的7.9倍，抗拉彈性模量高于鋼。碳纖維還兼具其他多種優(yōu)良性能，如低密度、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、抗疲勞、震動(dòng)衰減性高、電及熱傳導(dǎo)性高、熱膨脹系數(shù)低、X光穿透性高，非磁體但有電磁屏蔽性等。

碳纖維棒在橋梁加固發(fā)揮不可比擬的作用：

石拱橋結(jié)構(gòu)因兼具節(jié)省鋼筋混凝土材料,受力合理,空間利用率高及外形美觀等優(yōu)點(diǎn),在我國(guó)被廣泛采用,為我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)揮了巨大的作用.隨著我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展,車輛超限超載的現(xiàn)象愈演愈烈,導(dǎo)致許多早期修建的石拱橋出現(xiàn)病害,病害使橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用受到影響,并對(duì)橋梁的運(yùn)營(yíng)安全造成威脅,影響了我國(guó)交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。

我國(guó)危舊石拱橋不僅數(shù)量眾多,而且分布廣泛,拆除重建則耗資過(guò)大,并且多數(shù)道路因修建臨時(shí)便道困難需中斷交通;然而石拱橋修建處往往地勢(shì)崎嶇,多為交通樞紐,中斷交通會(huì)對(duì)交通運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生極大的影響。

在中斷交通困難的情況下,采用適當(dāng)?shù)募庸碳夹g(shù)加固補(bǔ)強(qiáng)承載能力不足的石拱橋,恢復(fù)或提高橋梁的承載能力,延長(zhǎng)其使用壽命,既能節(jié)省大量資金,還能消除交通安全隱患,社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著.目前常用的石拱橋加固方法很多,每種加固方法都各有所長(zhǎng),也各有其缺點(diǎn),特別是圬工材料與加固材料(纖維布,鋼板)的溫縮模量差異大,使其溫縮變形狀態(tài)不同步,影響結(jié)構(gòu)加固后的耐久性;為提高結(jié)構(gòu)承載力,當(dāng)前加固方法中采用的高強(qiáng)材料多為鋼材,但由于其容易生銹與腐蝕,不僅增加了自重,還增加了養(yǎng)護(hù)費(fèi)用;且多數(shù)情況下仍需中斷交通,不經(jīng)濟(jì)且社會(huì)影響大.所以,采用一種使用耐腐蝕,高強(qiáng)輕質(zhì)材料,且施工方便,經(jīng)濟(jì),對(duì)交通運(yùn)輸影響不大的加固方法顯得尤為重要.近幾年來(lái),在歐美,日韓等發(fā)達(dá)國(guó)家,碳纖維棒在橋梁加固發(fā)揮不可比擬的作用。