纖維材料在公路橋梁中的應用

張宏濤

南華大學

纖維材料在公路橋梁中的應用

張宏濤

南華大學

纖維材料自從問世以來，一直受到人們的廣泛關注，尤其是纖維材料在公路橋梁中的應用。在公路橋梁的應用中，纖維材料使用的十分頻繁，尤其是用于對公路橋梁的加固。本文主要就纖維材料在公路橋梁中的應用作了簡要的說明分析。

纖維材料；公路橋梁；應用

1 前言

隨著我國經濟的快速發展，交通業取得了長足的進步，而公路橋梁作為交通業的重要組成部分，其發展也不容小覷。在實際施工的過程之中，很多橋梁都是按照原來的標準進行施工的，這就造成了大部分的公路橋梁是需要進行二次加固的。就目前而言，建造公路橋梁時經常將纖維材料代替鋼筋混凝土或部分代替鋼筋混凝土來建造。

2 纖維材料的類別和特征

2.1 纖維材料的類別

纖維材料主要有以下幾個類別：玻璃纖維材料；碳纖維材料；芳綸纖維材料等。在對于公路橋梁進行加固的時候，可以根據不同的環境和受力性能選擇不同類別的纖維材料進行加固。

2.2 纖維材料的特征

纖維材料主要有以下幾個特征：（1）纖維材料的抗拉強度十分的大，是鋼材的十幾倍，一般在1400MP以上。（2）纖維材料抗疲勞性十分出色，據相關研究表明，金屬的抗疲勞性能只能占據其拉伸強度的一半左右，而纖維材料的抗疲勞性能最少能占據其拉伸強度的百分之七十。（3）纖維材料的抗震能力也十分優秀，震動阻尼也比鋼材大，一般引起震動之后，能夠在很短的時間內衰退。

綜上所述，纖維材料的優點很多，然而，人無完人，纖維材料也一定有著它的缺陷。例如，纖維材料成本較高，不利于大范圍的生產和使用；某些纖維材料的防火性能不是很好，在使用的過程中容易引起火災等等。

3 纖維材料在公路橋梁中的應用

3.1 纖維材料在公路中的應用

在日常生活中，經常會看到由于超載等常見的問題對公路造成損壞，致使公路表面出現裂痕甚至產生斷裂，產生這種現象的原因就是因為鋼筋混凝土的抗裂性能不夠好。因此，在實際施工的過程中，可以將纖維材料鋪設在骨料中，使纖維材料與骨料合二為一，這樣就會大大的提高了公路的抗裂性。對于已經建造完成而出現裂痕甚至斷裂的路面，可以在公路的表面用纖維材料進行粘貼，之后再用瀝青進行覆蓋。

3.2 纖維材料在橋梁建造中的應用

在建筑行業，鋼筋混凝土是一種十分重要的材料，但是鋼筋本身又很容易被腐蝕，從而影響建筑的安全性和耐久性。纖維材料與鋼筋混凝土結合或者用纖維材料部分代替鋼筋混凝土則可在一定程度上解決這一問題。在橋梁工程中，由于橋梁具有其獨特的特點，如安全性、實用性等等，因此其在使用纖維材料的問題上刻不容緩。

大跨度結構橋梁可以說是當今橋梁建設的主要需求之一，由于鋼材和混凝土結構的重量、強度影響，隨著跨度的增加，其自重也會增加，從而產生惡性循環，極大的影響大跨度橋梁的安全性和耐久性。一般來說，傳統結構形式和材料已經不能夠滿足如今的大跨度橋梁的安全和實用需求，而纖維材料由于其強度高、質量輕、抗腐蝕等特點引起各建筑企業和專家的關注。

纖維材料在我國橋梁建造中具有著十分巨大的機遇，但是由于其為新型材料，仍舊存在著許多的技術問題：（1）纖維材料目前還沒有工程化和生產化，仍需要對纖維材料進行進一步的研究和發展。（2）纖維材料運用于橋梁的施工質量和施工技術還不夠成熟，有待進一步提高。（3）對纖維材料的相關性能沒有進行長時間的測試，還需進一步探索。

3.3 纖維材料在橋梁加固中的應用

在運用纖維材料對橋梁進行加固的過程中，其工作原理和鋼筋混凝土的工作原理是幾乎相同的，只是將橋梁內部的鋼筋混凝土變成纖維材料。這種橋梁的加固原理就是運用專門的粘結膠，將纖維材料粘貼在被加固的橋梁外表面，使纖維材料與橋梁有機的融合成一個整體。

在對橋梁進行加固的施工過程中，碳纖維材料是最常見的材料之一。對橋梁的加固和維修一般有兩種方法，一種是對原先的鋼筋混凝土結構進行加固和維修，另一種是對橋梁的支撐結構和橋梁的表面進行維護。原先的橋梁結構由于其鋼筋混凝土的特性常會存在受潮、易腐等問題，從而增加自身的重量，對橋梁整體造成一定的負擔，而碳纖維材料就可以很好的解決這一問題，合理的運用好碳纖維材料粘貼板，不僅施工程序簡單，而且后期也十分方便。碳纖維材料能夠與橋梁原先的鋼筋混凝土結構融合一體，極大的增強了橋梁的強度和抗腐蝕性性能。經相關研究表明，運用碳纖維材料和鋼筋混凝土融合能夠將其強度提高百分之二十五至百分之八十。

4 總結

就工程來講，纖維材料作為一種新興的建筑材料，具有著十分廣闊的前景。纖維材料不僅可以用于減震，還可以用于加固建筑結構，增加建筑的承載力。但是由于纖維材料發展的時間比較短，其還存在著許多問題，對此相關部門應該加大研究的力度，使纖維材料更好的應用到建筑中去。

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