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碳纤维混凝土智能材料在桥梁中应用初探 　　摘要：将碳纤维作为智能材料应用于桥梁结构中，应用碳纤维混凝土的电—热效应、电—力效应，提高桥梁的承载能力和变形能力，开拓碳纤维混凝土应用领域，并为桥梁结构控制和桥梁智能化提出新的研究方法，而且为新型桥梁开发和旧桥加固拓展一条新路。 　　 关键词：碳纤维混凝土；桥梁智能化；提高承载力 　　Abstract: the intelligent material used in carbon fiber as the bridge structure, the application of carbon fiber concrete electric heating, electricity-force-effect, to improve the bearing capacity of the bridge and deformation capacity, open up the carbon fiber concrete application field, and for the bridge structure control and puts forward a new method of intelligent bridge, and for the new bridge development and strengthening old bridge is expanding a new road. 　　Keywords: carbon fiber concrete; Intelligent bridge; Improve the bearing capacity 　　 　　 　　 中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号： 　　1.引言 　　 近年来国内外的桥梁研究者们都在努力探索新的具有自诊断和自修复的智能桥梁结构。健康监测系统等一系列的桥梁结构智能控制系统已成为近年研究的焦点，并已经取得了一些成就，光纤光栅传感技术以及一些引入复合材料后具有机敏性的智能混凝土的应用与研究，为人类桥梁史的发展开辟了新的途径。 　　 智能混凝土是在混凝土原有组分基础上复合智能型组分,使混凝土具有自感知和记忆，自适应，自修复特性的多功能材料。根据这些特性，可以有效地预报混凝土材料内部的损伤，满足结构自我安全检测需要，防止混凝土结构潜在脆性破坏，并能根据检测结果自动进行修复，显著提高混凝土结构的安全性和耐久性。正如上面所述，智能混凝士是自感知和记忆、自适应、自修复等多种功能的综合，缺一不可，以目前的科技水平制备完善的智能混凝土材料还有一定困难。但近年来损伤自诊断混凝土、温度自调节混凝土、仿生自愈合混凝土等一系列智能混凝土的相继出现，为智能混凝土的研究打下了坚实的基础。 　　 本研究以国家自然科学基金项目为资助，以318国道湖北荆州一座急待改建小桥为依托工程，初步探讨碳纤维混凝土智能材??在桥梁结构中的应用，取得了很好的应用效果。 　　2.实桥改造试验方案 　　 观音垱桥是318国道上的一座小桥，该桥为(1×6.80)米钢筋混凝土板桥，桥面总宽为14.10米，两边各有0.30米宽钢筋混凝土路缘石，净宽为13.50米。设计荷载为：公路Ⅱ级；公路等级：二级公路。由于该桥处于国道上，日交通量大，重载车日益增多，且使用已久，出现了桥面龟裂，主板出现大量裂缝，伸缩缝坏死，支撑梁损坏等病害。故对桥作如下改造、加固措施。 　　 2.1 三片钢桁架。钢桁架用钢δ22，Q235；焊条，E43型；焊缝厚6mm。 　　各桁架布置标高一致；在桁架入台耳处的桥台内预埋300×300×10mm钢板，下焊4根φ8长100mm钢筋，桁架与预埋钢板焊接。 　　 2.2 三个碳纤维混凝土短柱。短柱：C30混凝土，内掺含体积率1%的短切碳纤维。 　　 短柱上下有两电极，并将电线接上并外引至南侧桥边，电源为110V，短柱两侧粘好测温度的线，并外引至南侧桥边；短柱4侧打磨干净，再涂两遍酚醛树脂；在短柱顶面上现灌托梁。 　　 2.3 一个托梁。托梁：C30混凝土，8Φ16。 　　 托梁构造如下：（1）N3为托架往下凸出部分内的钢筋，每处4Φ16，与N1 ，N2绑扎，并于往下凸出部分50cm，内布4φ8@150箍筋。（2）托梁分两次浇灌，南侧托梁与梁板间预留2 cm间隙，北侧托梁与梁板间预留1cm间隙，第一次浇筑路左幅（南侧）705cm部分；待右边公路行车后再灌右幅（北侧）705cm部分。 　　 2.4 更换梁板及桥面铺装。 　　 装应变片的空心板共5块，布置在3个上和桁架之间，其中桁架上的板装4块应变片，另2块装2块应变片。在安装处先将钢筋打磨光滑，让应变片完全接触钢筋，涂上环氧树脂，贴上应变片