西安交通大学的马建勋等人对采用碳纤维布粘贴加固后的钢板进行了单轴拉伸试验

,试

验结果表明

,钢板采用 CFRP 布双面粘贴后,屈服荷载可提高 16 %～18 % ,极限荷载可提高 16 

%～ 25 % ,破坏模式是 CFRP 布被拉断,主要是断面附近或 CFRP 布端部发生脱胶。 
　　

3.4 疲劳加固研究 

　　国内学者张宁等提出：

1）碳纤维加固后焊趾处应力重新分布,能够承受更大的疲劳应

力。

2) 本试验结果表明,经过碳纤维加固后,钢结构试件应力循环次数超过 50 万次的疲劳强度

远远高于原状焊缝。

 

　　

Bassetti 等人用预应力 CFRP 板加固从旧桥中取出的一根铆接钢梁，结果表明用预应力

CFRP 板可以对铆钉孔附近疲劳裂纹的出现和进一步发展起到延缓作用 ,加固后的钢梁,循环
次数达到

2000 万次。 

　　清华大学的郑云基于线弹性断裂力学理论

,采用有限元模型对表征疲劳裂纹扩展速率的

裂纹前端应力强度因子进行了计算分析。计算结果表明

,采用 CFRP 双面粘贴加固后钢板的

剩余疲劳寿命得到显著提高

,从理论上验证了用 CFRP 加固疲劳损伤钢结构是非常有前途的

一种加固方法。

 

　　

3.5 粘结剂及其受力分析的研究 

　　西安建筑科技大学的彭福明等采用有限元方法

,对粘贴 CFRP 加固修复钢结构时影响二

者之间荷载传递效果的因素进行了系统的分析。

 

　　杨勇新等对粘贴碳纤维布加固钢板进行了静力拉伸试验，试验结果表明：

1) 粘贴碳纤

维布能有效提高拉伸构件的屈服荷载，但是对极限荷载的贡献不大。

2) 采用高模量的碳纤

维布加固损伤钢构件的效果更加明显。

3) 保证碳纤维布在钢材屈服后仍不发生剥离是非常

重要的。

 

　　张宁等通过界面粘结力的试验研究和公式推导，得出如下结论：

1)碳纤维材料与钢结

构的界面应力受到材料性能、粘贴质量、粘贴方式、胶层厚度等因素的影响。

2) 界面的受力随

着粘结长度的变化而变化，但当粘结长度增大到一定值时

,承载力不再提高。3) 粘结剂涂抹

要均匀

,厚度要适当。4) 碳纤维布要保持平直,粘贴方向与最大受力方向保持一致,以充分发挥

碳纤维的受力性能。

 

　　在粘贴

CFRP 之前,加强钢材表面的处理可以增强粘贴强度和耐久性。当表面处理完成

后

15h 内必须粘贴 CFRP ,否则会降低粘结强度。Miller 建议应用加速养护方法,比如电热毯或

加热器来提高粘结剂的养护速度。表面处理或者喷砂处理可以从钢结构表面除去铁锈、各种
涂料和油漆

,增强粘结效果。Jason D.Bardis 系统研究了各种表面处理方法对粘结强度的影响。

为了避免胶层的剥离破坏

,提出了很多方法。Vinson 提出把 FRP 板的两端做成 45°角,可有效

地减小胶层的应力。

Sen 设计了一种钢夹具固定在 FRP 板两端来抵抗此处较大的正应力和剪

应力。

Liu 则建议在张拉翼缘和腹板上缠绕纤维方向垂直于梁长度方向的 GFRP  以避免

CFRP 片材与钢结构的剥离。 
　　

3.6 预应力加固钢结构技术的研究 

　　预应力加固钢结构技术是将传统的体外预应力施加技术与碳纤维加固技术结合起来

,从

而起到加固钢结构的作用。预应力

CFRP 加固钢结构是一种加固新方法。现有的试验研究很

少

,基本都处在理论研究阶段。江克斌[20]等人应用有限元软件 ANSYS 对长 5m ,高。0.2m ,宽

0.1m 的矩形截面钢梁进行了非线性分析并进行了理论公式的推导。 
　　赵启林等人提出了

CFRP 加固钢结构的反拱预应力技术。其基本思路是:首先利用已经

成熟的体外预应力施加技术

,在结构使用荷载的反方向施加荷载,消除已有变形并且使结构产

生一定的变形

,在该变形状态下粘贴 CFRP ,当 CFRP 与钢结构梁等结构粘贴可靠后撤收施加

预应力的设备。推导了理论公式并用有限元分析了公式的适用性。预应力加固现处在起步阶
段

,将是今后重点研究的一个方向。