悍马首发|新一代预应力碳纤维板圆型锚具 - 小而轻便的桥梁加固技术

目前，全国公路桥梁数量达到80.53万座、总计4916.97万米，其中特大桥梁4257座、753.54万米，大桥86178座、2251.50万米。庞大的数字背后，隐含着巨大的安全运营压力，这些桥梁连同其所在公路的路网运行状况，一直是社会关注的焦点，而如何运用新型加固技术提升桥梁运营能力，也是全国各级交通运输部门安全管理的重点。

一、桥梁预应力碳纤维板加固技术

目前在国内的土木工程加固设计和施工过程中，预应力碳纤维复合板加固法是比较常见的体外预应力加固工法之一，即对碳纤维板材施加一个预先的张拉应力再将其锚固在待加固构件上的方法。

预应力碳纤维板的张拉应力幅度灵活可变，耐介质侵蚀，长期应力保持幅度高。作为新一代体外预应力构件可以弥补钢绞线的应力损失并且在一定的范围内起到改善结构整体稳定性的作用。

二、现有预应力平板锚具系统的问题

作为新一代加固技术，预应力碳纤维板虽然具备传统加固技术所无法比拟的优势，但其仍不可避免地存在某些技术上的问题，比如：

由于现有的预应力平板锚具系统中，锚具形式采用的一大分支是平板式夹片楔形孔道的形式，此种形式的锚具在加工中为保证精度要求一般采用的是线切割工艺（误差要求±0.2mm），但是实际加工过程中仍可能存在表面粗糙度过大或尺寸不达标等问题，而且难以通过肉眼或一般性测量器具检出。这些加工问题在大应力情况下可能会导致碳纤维板弹出，存在伤害人身安全的隐患。

同时，为了碳纤维板能紧贴混凝土面，整体锚具在安装过程中往往需要对混凝土进行开槽作业，这项工作费工费时，而且如果原混凝土保护层过小可能导致碰撞钢筋而无法安装的隐患。

基于此，在原有锚具系统的基础上，上海悍马通过后期实地调研，技术调整改进，立项开发了新一代的圆形锚固系统，用于预应力碳纤维板的夹持作业。

三、新一代圆形锚固系统与众不同的应用优势

新一代圆形锚具系统，具有以下应用优势：

1.由于圆形孔道为一整体，不存在方形夹片的折角处的加工误差及表面粗糙度问题，避免了碳纤维板弹出的隐患。同时圆型锚具的各项同一性也避免了安装时正反颠倒的问题。

2.圆型锚具的截面积从圆心到侧面是逐渐减小的，因此开槽可按梯形截面切割，所需去除的混凝土体积与普通方形锚具相比减小约40%，而且越往深开槽面积越小，大大缩减开槽工序所需时间，也大幅度减小了与钢筋碰撞的概率。

3.圆型锚具的实际线切割面积比普通方形锚具减小约15%，同时重量降低约30%，可以进一步控制制造成本，减轻工人安装负担。

4.圆型锚具应力朝中部集中，避免大应力情况下夹片中部起拱，导致夹持不稳进而碳纤维板断裂的问题。

四、实践应用与展示

依托于高强性能，上海悍马50px及125px碳纤维板配套锚具已获我国发明专利审核：

1.圆型锚具已进行各部件强度的有限元理论分析论证。理论状态下，碳纤维板在极限张拉应力2400MPa的作用下，碳板所受损伤强度为90%的极限强度，可以满足张拉需求。

2.圆型锚具已进行试验性钢梁安装与张拉试验。我们按照预应力碳板国标强度2400MPa，其实际张拉实验成功率100%。

悍马预应力碳纤维板加固系统自2012年研制以来，已成功运用于多项实际工程加固案例。在不断的应用过程中，悍马系统依托于理论分析与试验验证，在材料、参数、成型工艺等多种方面进行稳定性与锚固效率的改进，至今已经完成3代改进版，并且仍在验证更加有效，更加经济，更加安全的新型锚具及夹具。