当桥梁加固遇上预应力碳纤维,效果 1+1>2 ！

我国是世界上桥梁建设数量最多、规模和难度最大的国家。截至2021年年底，中国大陆在役桥梁130万座，位居世界第一。

因此，如何采取有效的加固措施来恢复甚至提高这些桥梁的承载能力，如何在降低对桥梁使用影响的情况下进行加固，是目前桥梁加固中亟待解决的一大问题。

碳纤维是一种新型轻质高强复合材料，最早应用于航空航天领域，随后扩展至其他领域。21世纪开始，碳纤维材料在我国土木行业得到越来越广泛的应用。

碳纤维材料密度为1.6g/cm3，仅为同体积钢材重量的20%左右，然而其抗拉强度却是钢材的7~10倍。自重轻的特点使其在施工中无需使用大型机械，且占用体积小，基本不影响桥梁净空。而且碳纤维本身具有良好的耐腐蚀性和耐久性，非常适用长期暴露在外界环境中的桥梁加固工程。

碳纤维材料在土木行业中的应用主要有以下几种产品：碳纤维布、碳纤维网格、碳纤维筋、碳纤维索及碳纤维板。其中，碳纤维布、碳纤维网格及薄型碳纤维板可以采用粘贴方式使用，即在施工中将碳纤维粘贴至桥梁构件表面，使碳纤维与原构件共同受力，从而起到提升承载力的效果。

采用粘贴碳纤维的方式基本不改变原构件尺寸，且质量轻，施工中没有重型设备，利于桥下高空作业，在桥梁加固中得以广泛应用。

但上述加固方式为被动加固，即碳纤维仅在结构发生新形变时才会发挥作用，导致对碳纤维材料强度的利用率极低，难以发挥碳纤维高强特点而造成浪费。

为充分发挥碳纤维材料的高强特性，预应力碳纤维系统应运而生。碳纤维筋、碳纤维索及碳纤维板均可通过可靠锚具锚固来施加预应力，从而对原结构完成主动加固。施工中可通过施加预应力使原结构产生反拱，抵消部分荷载，有效提高构件刚度，减小构件挠度及变形，使构件原有裂缝缩小甚至完全闭合，提升原结构耐久性。

预应力碳纤维在桥梁加固中得到了大量的应用，例如京沪高速、沪陕高速、汾灌高速等。

武汉军山长江大桥是G4京港澳高速的重要组成部分，建设于1998年，2001年大桥合龙并通车，是武汉市第四座长江大桥，全长4881.2米，主桥长964米，桥面净宽33.5米，是当时国内最宽的深水特大型公路斜拉桥，曾获得第四届“詹天佑”奖。