碳纤维复合材料具有强度高、重量轻、耐腐蚀等优点,在桥梁建设和维护中得到广泛应用,以下是一些具体的应用及实例:
1、新建桥梁:在桥梁加工设计时采用碳纤维及其复合材料,提高水泥、沥青铺装路面耐久性、耐腐蚀性等。碳纤维钢筋是面向新建桥梁的结构材料,具有高耐腐蚀性,因此可以带来更长的使用寿命和更高的结构强度,并可降低材料费用。
2、旧桥加固:对于已有桥梁建筑结构,采用碳纤维材料进行结构补强,碳纤维钢索具有高耐腐蚀性、高强度、高刚性以及大幅降低重量的特点,可以带来更长使用寿命。碳纤维积层板及断裂处连接:通过使用碳纤维积层板进行结构补强,对应交通流量增大带来的负荷和损伤、劣化的修补。
3、桥梁其他应用:碳纤维还可应用于桥梁的其他方面,如制作碳纤维复合材料(CFRP)索、碳纤维网格等。CFRP索具有轻质、高强、耐腐蚀等优点,可用于斜拉桥、悬索桥等桥梁的拉索。碳纤维网格可提高水泥、沥青铺装路面的耐久性,可以对应高强度路面,机场滑行道以及薄型铺装路面等特殊需求。
碳纤维在桥梁领域的应用案例较多,以下是一些典型实例:
1、青岛海洋活力区跨风河新建桥梁工程:该工程中的海口路跨风河大桥和凤凰山路跨风河大桥分别首次在桥梁工程中应用国产大丝束碳纤维吊杆和3000MPa高强度碳纤维吊杆。其中,海口路跨风河大桥的12根副拱吊杆均采用了国产48K大丝束碳纤维筋。凤凰山路跨凤河桥,全长350米。桥上采用φ7-55和φ7-73两种规格的碳纤维吊杆,强度等级达到3000MPa。该桥是中国首个使用3000MPa高强度碳纤维吊杆的桥梁工程,进一步突破了桥梁工程中使用的碳纤维索/吊杆的性能限制,拓展了高性能碳纤维复合材料的工程应用场景。
2、聊城兴华路跨徒骇河大桥:该桥是国内首座应用碳纤维材料斜拉索的千吨级车行桥,创造了国内外材料和土木工程领域的多项第一。大桥采用双向6车道设计,主桥为莲花造型独塔双索面斜拉桥,全长200米,桥塔由2座主塔、1座副塔组成。斜拉索为扇形布置的空间双索面,共72根,最长73.9米,单根最大重量为3.12吨。(来源:网络)
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