簡述
       1、FRP （纖維增強(qiáng)復(fù)合材料）是近年來在土木工程中應(yīng)用日益廣泛的一種新型的結(jié)構(gòu)材料。它具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕等顯著優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)、圍護(hù)防腐等方面得到了很好的應(yīng)用。隨著FRP材料的優(yōu)越性能逐漸為工程界所認(rèn)可，國外許多工程開始將它應(yīng)用于新建的橋梁中，甚至是大跨度橋梁中。目前結(jié)構(gòu)工程中常用的FRP材料主要是樹脂基 體的玻璃纖維（GFRP）、碳纖維（CFRP）和芳綸纖維（AFRP）等。
　　2、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在國內(nèi)外的發(fā)展：
　　 從上世紀(jì)70 年代開始，F(xiàn)RP 材料就開始在橋梁工程中嘗試應(yīng)用。英國、美國和以色列最先應(yīng)用這種新型材料作為建筑結(jié)構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)中的主要構(gòu)件，當(dāng)時大多采用的是GFRP（玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，即玻璃鋼）。
　　1992 年，英國蘇格蘭的 Aberfeldy 高爾夫俱樂部的球場中，建成了一座全 FRP結(jié)構(gòu)的斜拉人行天橋。
　　1996 年，在瑞士建成了世界上第一座使用了FRP 斜拉索的公路橋——Stork Bridge。
　　1996 年，美國Kansas 州Russell 附近的無名溝壑上架起了第一座采用FRP 橋面板公路橋。
　　我國是研究應(yīng)用玻璃纖維復(fù)合材料建筑橋梁較早的國家之一，1982年在北京密云建成的世界上第一座玻璃纖維復(fù)合材料公路橋為單跨簡支箱梁橋，雙車道，跨徑20.7m，橋?qū)?1.8m，由6根蜂窩箱梁組成，可通行汽一15級、掛一80級荷載；重慶的觀音橋也是用玻璃纖維復(fù)合材料建造的，橋梁跨徑72.8m，全長 167m。
　　3、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn)：
　　1：輕質(zhì)高強(qiáng)。FRP材料最突出的優(yōu)點(diǎn)在于它有很高的比強(qiáng)度（極限強(qiáng)度/相對容重），即通常所說的輕質(zhì)高強(qiáng)。
　　2：良好的耐腐蝕性。可以在酸、堿、氯鹽和潮濕的環(huán)境中抵抗化學(xué)腐蝕,這是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料特別是鋼材所難以比擬的。
　　3：良好的可設(shè)計性。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料相比，這是FRP 所獨(dú)有的。工程師可以通過使用不同纖維種類、控制纖維的含量和鋪陳不同方向的纖維設(shè)計出各種強(qiáng)度和彈性模量的FRP產(chǎn)品。
　　4：FRP 產(chǎn)品非常適合于在工廠生產(chǎn)、運(yùn)送到工地、現(xiàn)場安裝的工業(yè)化施工過程，有利于保證工程質(zhì)量，有利于提高勞動效率，有利于工程建設(shè)的工業(yè)化。
　　5：FRP 產(chǎn)品還有一些其它優(yōu)勢，如透電磁波、絕緣、隔熱、熱脹系數(shù)小等等，這使得FRP結(jié)構(gòu)和FRP組合結(jié)構(gòu)在一些特殊場合能夠發(fā)揮難以取代的作用。
　　碳纖維加固技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)加固中的應(yīng)用
　　1、碳纖維加固技術(shù)簡介
　　碳纖維復(fù)合材料(CFRP)加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是近年來興起的一項新型加固技術(shù)，該項技術(shù)是將碳素纖維這種高性能纖維應(yīng)用于土木工程，利用樹脂類材料把碳纖維粘貼于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面，形成復(fù)合材料體，通過其與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的協(xié)同工作，達(dá)到對結(jié)構(gòu)構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)加固及改善受力性能的目的。
　　碳纖維加固技術(shù)特點(diǎn)
　?。?)、 施工簡便迅速
　　 用碳纖維布修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)只需將被修補(bǔ)部位的混凝土表面修補(bǔ)打磨平整，表面潔凈，刷涂特定的環(huán)氧樹脂，然后粘貼碳纖維布，最后再涂一層環(huán)氧樹脂自然固化養(yǎng)護(hù)即可。不需任何夾具、模板和支撐，施工既簡便又迅速。
　?。?)、 不增加結(jié)構(gòu)自重
　　 碳纖維布的重量僅200～300g/m2，設(shè)計厚度0.111～0.167mm，加上環(huán)氧樹脂的重量也仍然很輕，對結(jié)構(gòu)自重的影響甚微，可忽略不計。
　?。?)、 能適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)外型的補(bǔ)強(qiáng)
　　碳纖維布的厚度很薄，可以裁剪成所需形狀，順應(yīng)結(jié)構(gòu)的外形(如變截面梁、曲線梁)粘貼在混凝土表面，粘貼亦較方便。
　?。?)、能多層粘貼
　　根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計的要求，碳纖維布可以在一個部位重疊粘貼，即貼上一層后上面再貼一層，連續(xù)貼很多層，充分滿足補(bǔ)強(qiáng)要求。
　?。?)、能有效地封閉混凝土裂縫
　　碳纖維布粘貼在混凝土表面，不僅封閉了混凝土的裂縫，碳纖維布高強(qiáng)高模量的特點(diǎn)還約束了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的生成與擴(kuò)展，改變了裂縫的形態(tài)，使寬而深的裂縫變成分散的細(xì)微裂縫，從而提高了混凝土構(gòu)件的整體剛度。
　　碳纖維加固技術(shù)特點(diǎn)
　?。?）、抗彎加固
　　通過將碳纖維布粘貼于構(gòu)件受拉區(qū)，代替或補(bǔ)充鋼筋的受拉性能，來提高構(gòu)件的抗彎承載力。粘貼碳纖維后，在構(gòu)件受拉區(qū)混凝土開裂前，碳纖維的應(yīng)變很??；在混凝土開裂后，碳纖維布逐漸參與共同工作，應(yīng)變增長加快；而在鋼筋屈服后，碳纖維布充分發(fā)揮作用，應(yīng)變增長迅速加快，其高強(qiáng)高效的性能得以充分體現(xiàn)。
　?。?）、抗剪加固
　　鋼筋混凝土的抗剪加固，是將碳纖維粘貼于構(gòu)件的受剪區(qū)，這里碳纖維的作用類似于箍筋。在構(gòu)件屈服前，碳纖維的應(yīng)變發(fā)展緩慢，所達(dá)到的最大應(yīng)變值也較??；在構(gòu)件屈服后，箍筋的作用逐漸被碳纖維代替，碳纖維的應(yīng)變發(fā)展加快，應(yīng)變值要高于箍筋的應(yīng)變值，而箍筋所起的約束作用減小，其應(yīng)變發(fā)展緩慢。
　?。?）、抗震加固
　　應(yīng)用碳纖維對混凝土柱進(jìn)行抗震加固，是通過用碳纖維布橫向包裹鋼筋混凝土柱來提高其延性而實現(xiàn)的。碳纖維的主要作用是對其內(nèi)部混凝土起到了約束作用，這種約束是一種被動約束，隨著混凝土柱軸向壓力的增大，橫向膨脹促使外包碳纖維布產(chǎn)生環(huán)向伸長，從而提高側(cè)向約束力。
　　FRP尚存問題以及今后的研究方向
　　雖然碳纖維片材加固橋梁有著廣泛前景，但目前仍有很多問題有待于解決。為使這種加固技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用，還應(yīng)進(jìn)行以下內(nèi)容的研究：
　?。?）、進(jìn)一步開展預(yù)應(yīng)力FRP加固梁的抗震性能，長期受力性能(老化，松弛，徐變)，耐久性能，疲勞性能，疲勞壽命的研究。并對實際工程進(jìn)行跟蹤研究。
　?。?）、完善對預(yù)應(yīng)力FRP片材加固受彎構(gòu)件的設(shè)計計算理論，包括預(yù)應(yīng)力損失的估算，F(xiàn)RP片材極限應(yīng)力的合理取值，允許極限應(yīng)變的確定，加固梁抗彎承載力的提高限值等。
　　結(jié)語
　　隨著我國國民經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，我國的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)仍將大規(guī)模開展。2020年前國家將投資5萬億建設(shè)鐵路，這些為復(fù)合材料在橋梁工程中的應(yīng)用提供了廣闊的市場。FRP是現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)材料的補(bǔ)充。從復(fù)合材料工業(yè)發(fā)展的角度來看，橋梁是一個巨大潛在市場，F(xiàn)RP這種具有獨(dú)特優(yōu)勢的材料具有廣闊的應(yīng)用前景。