基于波形锚的

     预应力碳纤维板快速加固技术及工程应用简况

一、 波形锚的性能和优势

1． 波形锚夹持和锚固碳纤维板的原理

如上图，波形锚是利用上、下波形齿板对 FRP 片材形成的粘结力、摩擦力对FRP 片材进行夹持和锚固的，特别是呈曲面的波形齿，能对 FRP 片材形成较大的附加压力，提高其摩擦自锁定能力。（详见土木工程学报 2005 年 10 期）

2． 已完成的波形锚的静力和疲劳性能试验

（1） 已经进行的直接张拉试验表明单个波形锚能提供 120 吨的锚固力。

用 300 吨千斤顶进行的波形锚－碳纤维板的静载性能试验照片

（2） 已经进行了波形锚锚固 4 层预应力碳纤维板的试验，试验结果证明波

形锚能对多层碳纤维板提供可靠锚固。

（3） 波形锚－碳纤维板组装件的疲劳试验

已经进行了多组单层碳纤维板、双层碳纤维板的疲劳试验，试验在中国铁道

科学研究院（北京）内进行。试验应力上、下限（1600Mpa～1750MPa），疲劳次

数 400 万次，试验结果表明，经 400 万次疲劳后碳纤维板强度并无明显下降，波

形锚锚固良好。

在中国铁科院（北京）进行波形锚－碳纤维板组装件疲劳性能试验

3． 波形锚的优势

波形锚具有结构简单、锚固可靠，能实现 FRP 片材的锚具的高可靠性和低成

本制造。现有的波形锚规格多样，可按工程需要选择预拉力在 100kN～2000kN 的

产品，基本满足绝大部分桥梁加固的实际需要。

波形锚相对于平板类的碳纤维板锚具（如 OVM、Sika 等公司产品），具有锚

固可靠、锚固吨位大、锚具尺寸小等优势。

二、 预应力碳纤维板快速加固技术与工程应用实例

1． 基于波形锚的预应力碳纤维板快速加固技术简介

如上图，采用发明专利“铰式锚及高强度纤维复合材料片材的预应力张拉方

法” （申请号 201010183803.7），碳纤维板的快速预应力张拉工艺如下：

采用特制的快速固化粘结剂，碳纤维板在波形锚中夹持固定 5 分钟后就可以

进行预应力张拉，保证了加固施工可以在现场快速进行。

2．      已完成预应力碳纤维板快速加固试验及疲劳试验

已经进行 22 片混凝土梁得预应力碳纤维板快速试验（静载加固试验，重庆），

进行了 1 片预应力碳纤维板加固混凝土梁的疲劳试验（中国铁科院），进行了 1

片 32 米铁路实桥 T 梁加固试验。

在中国铁科院（北京）进行的预应力碳纤维板加固混凝土梁的疲劳性能试验

在中国铁科院（北京）主持下进行 32 米铁路实桥 T 梁预应力碳纤维板加固试验

3．     预应力碳纤维板快速加固技术的优势

预应力碳纤维板快速加固技术综合了预应力技术和碳纤维加固技术的优势，

相对于传统体外预应力加固技术，材料耐久性更好、施工更方便；相对于碳纤维

布加固技术，预应力的施加变被动加固为主动加固，加固效果得到大幅提高。

基于波形锚的快速加固技术，还具有如下优点：

（1） 简单：直接的纵向张拉，采用张拉力和伸长量双控，预应力明确。

（2） 快速：碳纤维板的现场下料、夹持、张拉可在 10 分钟内完成。

（3） 可靠：锚固区的多螺栓设计，使得锚固区更安全、可靠。

（4） 均匀：铰式锚自动调整偏心误差，使碳纤维板受拉更均匀。

（5） 规格多：提供锚固能力 10 吨～120 吨的波形锚，及 10 吨～500 吨的碳

纤维板及配套锚具产品。

（6） 造价低：具有完全自主知识产权，实现全部国产化、标准化。

4．      预应力碳纤维板快速加固技术工程应用简况

（1） 厦门大嶝大桥火灾后加固（跨径 35 米的连续箱梁桥）（网上可以查到）

（2） 重庆莲花河桥加固（跨径 40 米的连续箱梁）

（3） 山东德州减河大桥加固（跨径 40 米的 T 梁）

（4） 河北某桥车撞事故后预应力碳纤维板加固

（5）重庆永川大涧口大桥（跨径 25 米的空心板梁）

（6） 甘肃某高速预应力碳纤维板加固 5×40 米小箱梁桥

（7） 重庆石柱跳蹬河桥加固（跨径 30 米的小箱梁桥）

（8） 贵阳中曹司大桥（60 米拱圈拱肋、横强预应力加固）

（9） 重庆肖家河桥加固（跨径 12 米的 T 型梁）

（10）重庆永川 127 桥（跨径 16 米的空心板梁）

（11）江苏汾灌高速绣针河桥加固（跨径 30 米的小箱梁桥）

（12）江苏汾灌高速蔷薇河桥加固（跨径 25 米的小箱梁桥）

（13）广东台山市新源大桥（跨径 100 米拱桥）

（14）山东济南平阴县刘家河桥加固（跨径 23 米的空心板梁）

（15）江苏新河桥加固（跨径 40 米的小箱梁）

（16）广东佛开吉利河桥加固（跨径 40 米的工字梁）

（17）河南沁河大桥加固（跨径 30 米的小箱梁桥）

（18）河南云阳河大桥加固（跨径 16 米的小箱梁桥）

（19）贵州四方井桥加固（跨径 10 米的空心板桥）

（20）重庆芭蕉湾桥（跨径 10 米的空心板桥）

（21）重庆某部队弹药库房大梁加固

（22）（22）南疆铁路K1294+365、K1299+441两处的16米铁路T梁（设计已通过，明年施工）