ICS 93.040 CCS P 28 JT 中华人民共和国交通运输行业标准
JT/T 1450—2022
桥梁用预应力碳纤维板(筋)体外束¶
External prestressing CFRP system in bridges
2022-09-13 发布

2022-12-13 实施
中华人民共和国交通运输部发布
目 次¶
前言 …… Ⅱ 1 范围 …… 1 2 规范性引用文件 …… 1 3 术语和定义 …… 1 4 分类、结构形式、规格和型号 …… 2 5 技术要求 …… 7 6 试验方法 …… 10 7 检验规则 …… 11 8 标志、包装、运输和储存 …… 12 附录 A(规范性) 预应力碳纤维板(筋)锚具规格 …… 14 附录 B(资料性) 预应力碳纤维板(筋)体外束安装张拉要求 …… 15 附录 C(规范性) 预应力碳纤维板(筋)直线度试验 …… 17 附录 D(规范性) 预应力碳纤维板(筋)体外束静载锚固性能试验 …… 18 附录 E(规范性) 预应力碳纤维板(筋)体外束疲劳荷载性能试验 …… 19 附录 F(规范性) 预应力碳纤维板(筋)体外束应力松弛试验 …… 21

前 言¶
本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1 部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由全国交通工程设施(公路)标准化技术委员会(SAC/TC 223)提出并归口。
本文件起草单位:深圳市威士邦建筑新材料科技有限公司、招商局重庆交通科研设计院有限公司公路桥梁安全检测与加固技术交通运输行业研发中心(郑州)、河南省交通规划设计研究院股份有限公司、河南省交通科学技术研究院有限公司、广东省交通规划设计研究院股份有限公司、广州市交通设计研究院有限公司、湖北省交通规划设计院股份有限公司、武汉二航路桥特种工程有限责任公司、中铁大桥局武汉桥梁特种技术有限公司、广东和立土木工程有限公司、广东省冶金建筑设计研究院、河北宝力工程装备股份有限公司。
本文件主要起草人:宋世刚、唐国斌、李琦、刘东旭、孙向东、陈湘华、宛劲松、朱慈祥、吴运宏、杨文甫、黎海堤、王希慧、肖文、朱本玮。

桥梁用预应力碳纤维板(筋)体外束
1 范围¶
本文件规定了桥梁用预应力碳纤维板(筋)体外束的分类、结构形式、规格和型号、技术要求、试验方法,检验规则,以及标志、包装、运输和储存等要求。
本文件适用于桥梁结构加固补强用预应力碳纤维板(筋)体外束生产、检验和安装。
2 规范性引用文件¶
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件。不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 197 普通螺纹 公差
GB/T 700 碳素结构钢
GB/T 1348 球墨铸铁件
GB/T 1591 低合金高强度结构钢
GB/T 1720 漆膜附着力测定法
GB/T 1804 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差
GB/T 3098.1 紧固件机械性能 螺栓 螺钉和螺柱
GB/T 3880.1 一般工业用铝及铝合金板、带材 第1 部分:一般要求
GB/T 6187.1 2 型全金属六角法兰面锁紧螺母
GB/T 7123.1 多组分胶粘剂可操作时间的测定
GB/T 11352 一般工程用铸造碳钢件
GB/T 13477.6 建筑密封材料试验方法 第6 部分:流动性的测定
GB/T 13657 双酚 A 型环氧树脂
GB/T 14370 预应力筋用锚具、夹具和连接器
GB/T 15519 化学转化膜 钢铁黑色氧化膜 规范和试验方法
GB/T 21490 结构加固修复用碳纤维片材
GB/T 26752 聚丙烯腈基碳纤维
GB/T 31290 碳纤维 单丝拉伸性能的测定
GB 50550 建筑结构加固工程施工质量验收规范
GB 50728—2011 工程结构加固材料安全性鉴定技术规范
JB/T 5000.9 重型机械通用技术条件 第9 部分:切削加工件
JB/T 11335 热收缩护套管
3 术语和定义¶
下列术语和定义适用于本文件。
3.1 预应力碳纤维板(筋)体外束 external prestressing CFRP system¶
位于桥梁结构体外,由碳纤维板(筋)、锚固装置组成的预应力束。
3.2 碳纤维板(筋) carbon fiber plate or bar¶
碳纤维丝束采用环氧树脂浸渍黏结,通过拉挤复合工艺成型,用于结构补强加固的单向纤维薄板或矩形方条。
3.3 楔形锚具 wedge-shaped anchor¶
由楔形夹片、锚环、结构胶组成,用于夹持张拉、锚固碳纤维板(筋)的锚固装置。
3.4 平板锚具 flat-shaped anchor¶
由金属平板、螺栓、结构胶组成,用于施加应力后的碳纤维板与构件压紧黏结的锚固装置。
4 分类、结构形式、规格和型号¶
4.1 分类¶
4.1.1 按碳纤维板(筋)束体宽厚比分为:¶
a) 宽厚比大于10 的预应力碳纤维板体外束,代号:P;
b) 宽厚比小于或等于10 的预应力碳纤维筋体外束,代号:B。
4.1.2 按锚具形式分为:¶
a) 楔形锚具体外束,代号: \(\mathbf { \Psi } : \mathbb { W }Ψ\) ;
b) 平板锚具体外束,代号: \(\mathrm { \Delta } \cdot \mathrm { F _ { \circ } }\)
4.1.3 按张拉方式分为:¶
a) 单螺杆张拉体外束,代号:S;
b) 双螺杆张拉体外束,代号:D。
4.1.4 按黏结方式分为:¶
a) 有黏结预应力碳纤维板(筋)体外束,代号:H;
b) 无黏结预应力碳纤维板(筋)体外束,代号:N。
4.2 结构形式¶
4.2.1 预应力碳纤维板楔形锚具体外束由碳纤维板、楔形锚具和张拉装置(包括牵引螺杆、锁固螺母、张拉端支承、固定端支承)及碳纤维复合板材胶、胶锚螺栓等组成。张拉牵引分为单螺杆和双螺杆,单螺杆结构示意见图1,双螺杆结构示意见图2。¶
4.2.2 预应力碳纤维板平板锚具体外束由碳纤维板、平板锚具、碳纤维复合板材胶、胶锚螺栓、工具锚和临时张拉装置(包括牵引螺杆、张拉端支承、固定端支承、导轨压板)等组成。结构示意见图3。¶
4.2.3 预应力碳纤维筋楔形锚具体外束由碳纤维筋、碳纤维复合板材胶、楔形锚具和张拉装置(包括牵引螺杆、锁固螺母、张拉端螺母卡座、固定端螺母卡座、张拉端底板、固定端底板)及胶锚螺栓等组成。预应力碳纤维筋体外束分为有黏结和无黏结构造,有黏结结构示意见图4,无黏结结构示意见图5。¶

标引序号说明:
1———牵引螺杆; 4———胶锚螺栓; 7———碳纤维板; 10———混凝土梁体。
2———张拉端支承; 5———导轨压块; 8———固定端支承;
3———锁固螺母; 6———单螺杆楔形锚具; 9———碳纤维复合板材胶;
图1 预应力碳纤维板楔形锚具体外束单螺杆结构示意

标引序号说明:
1———牵引螺杆; 4———胶锚螺栓; 7———固定端支承; 10———混凝土梁体。
2———锁固螺母; 5———双螺杆楔形锚具; 8———半圆弧楔形锚具;
3———张拉端支承; 6———碳纤维板; 9———碳纤维复合板材胶;
图2 预应力碳纤维板楔形锚具体外束双螺杆结构示意

标引序号说明:
1———牵引螺杆; 4———工具锚; 7———胶锚螺栓; 10———混凝土梁体。
2———张拉端支承; 5———固定端支承; 8———平板锚具;
3———导轨压板; 6———碳纤维板; 9———碳纤维复合板材胶
注:1,2,3,4,5张拉示意图双点画线框内 为可重复使用的张拉工具。
图3 预应力碳纤维板平板锚具体外束结构示意

标引序号说明:
1———牵引螺杆; 5———碳纤维筋; 9———固定端底板;
2———锁固螺母; 6———固定端螺母卡座; 10———混凝土梁体;
3———张拉端螺母卡座; 7———张拉端底板; 11———碳纤维复合板材胶。
4———楔形锚具; 8———胶锚螺栓;
图4 预应力碳纤维筋楔形锚具体外束有黏结结构示意

标引序号说明:
1———牵引螺杆 5———碳纤维筋; 9———固定端底板
2———锁固螺母; 6———固定端螺母卡座; 10———混凝土梁体;
3———张拉端螺母卡座; 7———张拉端底板; 11———环氧砂浆;
4———楔形锚具; 8———胶锚螺栓; 12———热塑性 PE 套管。
图5 预应力碳纤维筋楔形锚具体外束无黏结结构示意
4.2.4 锚具¶
4.2.4.1 楔形锚具¶
楔形锚具由楔形夹片、锚环、胶粘剂组成,分为双螺杆楔形锚具、单螺杆楔形锚具和半圆弧楔形锚具。双螺杆楔形锚具结构示意见图6,单螺杆楔形锚具结构示意见图7,半圆弧楔形锚具结构示意见图8。

图6 双螺杆楔形锚具结构示意



标引序号说明:
1———楔形夹片; 3———胶粘剂。
2———锚环;
标引序号说明:
1———楔形夹片; 3———锚环底板; 5———螺栓。
2———胶粘剂; 4———锚环盖板;
图7 单螺杆楔形锚具结构示意

标引序号说明:
1———锚环; 3———胶粘剂。
2———楔形夹片;
图8 半圆弧楔形锚具结构示意
4.2.4.2 平板锚具¶
平板锚具结构示意见图9。

图9 平板锚具结构示意
4.3 规格¶
4.3.1 预应力碳纤维板规格见表1 预应力碳纤维筋规格见表2。¶
4.3.2 锚具规格见附录A。¶
表1 预应力碳纤维板规格
| 分类 | 宽度(mm) | 厚度(mm) | 截面积( ) | 宽厚比 | 抗拉强度标准值 (MPa) | 张拉控制应力 (MPa) |
| 碳纤维板 | 50 | 2.0 | 100 | 25 | 2400 | ≤1320(0.5 ) |
| 50 | 2.5 | 125 | 20 | 2400 | ≤1320(0.5 ) | |
| 50 | 3.0 | 150 | 16.67 | 2400 | ≤1320(0.5 ) | |
| 100 | 1.2 | 120 | 83.33 | 2400 | ≤1200(0.5 ) | |
| 100 | 1.4 | 140 | 71.43 | 2400 | ≤1200(0.5 ) | |
| 100 | 2.0 | 200 | 50 | 2400 | ≤1200(0.5 ) |
表2 预应力碳纤维筋规格
| 分类 | 宽度(mm) | 厚度(mm) | 截面积( ) | 宽厚比 | 抗拉强度标准值 (MPa) | 张拉控制应力 (MPa) |
| 碳纤维筋 | 20 | 2.0 | 40 | 10 | 2 600 | ≤1 430(0.55 ) |
| 20 | 2.5 | 50 | 8 | 2 600 | ≤1 430(0.55 ) | |
| 20 | 3.0 | 60 | 6.67 | 2 600 | ≤1 430(0.55 ) | |
| 20 | 3.5 | 70 | 5.71 | 2 600 | ≤1 430(0.55 ) |
4.4 型号预应力碳纤维板(筋)体外束型号表示方法见图10。¶

图10 预应力碳纤维板(筋)体外束型号表示方法
示例 1:
碳纤维板采用有黏结单螺杆楔形锚具,宽度50 mm,厚度2.0 mm,其型号表示为CFRP-PSW-50×2.0H。示例2:
碳纤维板采用有黏结双螺杆楔形锚具, 宽度 50 mm,厚度 3. 0 mm,其型号表示为 CFRP-PDW-50 ×3. 0H。示例 3:
碳纤维板采用有黏结单螺杆平板锚具, 宽度 100 mm,厚度 1. 4 mm,其型号表示为 CFRP-PSF-100 × 1. 4H。
示例 4:
碳纤维筋采用有黏结单螺杆楔形锚具,宽度20 mm,厚度2.0 mm,其型号表示为CFRP-BSW-20×2.0H。示例5:
碳纤维筋采用无黏结单螺杆楔形锚具, 宽度 20 mm,厚度 2. 5 mm,其型号表示为 CFRP-BSW-20 ×2. 5N。
5 技术要求¶
5.1 外观与尺寸¶
5.1.1 碳纤维板(筋)表面应符合 GB/T 21490 的规定。¶
5.1.2 锚具不应有破损、裂纹、机械损伤等缺陷,裸露表面应采用防腐处理。¶
5.1.3 张拉装置外露表面涂层应完好无损,不应有破损、裂纹、机械损伤等缺陷。¶
5.1.4 碳纤维复合板材胶外包装应完好无损,胶液不应有分层、结晶等现象。¶
5.1.5 未注公差尺寸的公差等级,应符合 GB/T 1804 中 C 级的规定。¶
5.1.6 螺纹副未注精度等级,应符合 GB/T 197 中 7H/8g 的规定。¶
5.1.7 机械加工应符合 JB/T 5000. 9 的规定。¶
5.1.8 碳纤维板(筋)尺寸偏差应符合 GB/T 21490 的规定。¶
5.1.9 碳纤维板(筋)形状公差直线度应不大于0.001。¶
5.2 材料¶
5.2.1 碳纤维应采用 GQ4522 聚丙烯腈基碳纤维,其性能应符合 GB/T 26752 的规定。¶
5.2.2 碳纤维复合树脂 应采用双酚 A 型环氧树脂,其性能应符合 GB/T 13657 的规定。¶
5.2.3 钢材¶
5.2.3.1 锚环、夹片、螺母卡座、底板和平板锚,采用 Q355 低合金高强度结构钢,化学成分和力学性能应符合 GB/T 1591 的规定。 5.2.3.2 碳纤维板用张拉锚固装置的两端支承采用焊接结构件时,采用 Q235 碳素结构钢,化学成分和力学性能应符合 GB/T 700 的规定。
5.2.4 铸钢锚环采用铸钢件时,选用 ZG310-570 铸钢,化学成分和力学性能应符合 GB/T 11352 的规定。¶
5.2.5 球墨铸铁¶
5.2.5.1 锚环采用铸件时,选用 QT500-7 球墨铸铁,化学成分和力学性能应符合 GB/T 1348 的规定。 5.2.5.2 张拉锚固装置两端支承采用铸件时,选用 QT400-10 球墨铸铁,化学成分和力学性能应符合GB/T 1348 的规定。
5.2.6 铝合金平板锚具采用7075 铝镁合金,化学成分和力学性能应符合 GB/T 3880.1 的规定。¶
5.2.7 螺杆牵引螺杆应采用强度等级 10. 9 级的螺杆,化学成分和力学性能应符合 GB / T 3098. 1 的规定。¶
5.2.8 螺母锁固螺母应采用强度等级10.9 级的螺母,力学性能应符合 GB/T 6187.1 的规定。¶
5.2.9 碳纤维复合板材胶 碳纤维复合板材胶应采用改性环氧树脂,力学性能应符合表3中A类、B级胶的要求。¶
5.2.10 热收缩 PE 防护管碳纤维筋无黏结构造应外套热收缩 PE 防护管,热收缩 PE 材料应符合 JB/T 11335 的规定。¶
5.3 工艺性能¶
5.3.1 碳纤维复合板材胶性能碳纤维复合板材胶工艺性能见表3。¶
表3 碳纤维复合板材胶工艺性能
| 碳纤维复合板材胶 | 工艺性能指标 | ||||||
| 混合后初黏度(mPa·s) | 触变指数 | 25°C下垂流度(mm) | 在各季节试验温度下测定的适用期(min) | ||||
| 春秋季 | 夏季 | 冬季 | |||||
| 级别 | A级 | ≤20 000 | ≥4.5 | ≤3.5 | ≥60 | ≥50 | ≥60 |
| B级 | ≤25 000 | ≥4.0 | ≤3.0 | ≥50 | ≥40 | ≥60 | |
| 试验方法 | GB 50550 | GB 50550 | GB/T 13477.6 | GB/T 7123.1 | |||
5.3.2 防腐及防护¶
5.3.2.1 体外束金属零部件表面覆盖的黑色氧化膜应符合 GB/T 15519 的规定。 5.3.2.2 体外束金属零部件表面防腐涂层应符合 GB/T 1720 的规定。
5.3.3 安装工艺预应力碳纤维板(筋)体外束安装工艺见附录B。¶
5.4 力学性能¶
5.4.1 预应力碳纤维板(筋)¶
5.4.1.1 碳纤维板(筋)力学性能应满足表4 的要求,其中抗拉强度标准值应满足置信水平 C =0.99,保证率不小于95%。表4 碳纤维板(筋)力学性能指标
| 序号 | 项目 | 碳纤维板 | 碳纤维筋 |
| 1 | 抗拉强度标准值(MPa) | ||
| 2 | 受拉弹性模量(MPa) | ||
| 3 | 断裂伸长率(%) | ||
| 4 | 层间剪切强度(MPa) | ||
| 5 | 纤维体积含量(%) |
5.4.1.2 碳纤维板(筋)耐候性能应满足表5 的要求。耐候性能试验完毕后,产品外观不应有斑点、起泡、裂纹等缺陷,且尺寸稳定。表5 碳纤维板(筋)耐候性能指标
| 序号 | 项目 | 指标要求 |
| 1 | 抗拉强度保持率(%) | |
| 2 | 断裂伸长率保持率(%) |
5.4.2 锚具 锚具锚固性能应符合 GB/T 14370 的规定要求。¶
5.4.3 预应力碳纤维板(筋)体外束¶
5.4.3.1 静载锚固性能 5.4.3.1.1 楔形锚具体外束静载锚固性能应满足下列要求: 楔形锚具体外束在静载锚固试验台进行张拉试验,静载锚固效率系数 \(\eta _ { \mathrm { a } } \geqslant 0.8\), \(\eta\) 按公式(1)计算;
式中:
\(f _ { \mathrm { c } }\) ———预应力碳纤维板(筋)体外束出厂检验拉应力,单位为兆帕(MPa);
\(f _ { \mathrm { b } }\) ———预应力碳纤维板(筋)标准拉应力,单位为兆帕(MPa);
b) 楔形锚具体外束在静载锚固试验台上进行破坏性试验,其破裂实测极限拉应力 \(( f _ { \mathrm { s } } )\) 应满足\(f _ { \mathrm { s } } { \geqslant } 0 . 8 5 f _ { \mathrm { b } }\) ,预应力碳纤维板(筋)体外束总应变 \(\left( \varepsilon _ { \mathrm { s } } \right)\) 应满足 \(\varepsilon _ { \mathrm { { s } } } \geqslant 1\) . 45% 。
5.4.3.1.2 平板锚具体外束静载锚固性能(工具锚)应满足下列要求:
a) 平板锚具体外束在静载锚固试验台进行张拉试验,静载锚固系数 \(\eta _ { \mathrm { a } } { \geqslant } 0 . 6 5 , \eta _ { \mathrm { a } }\) 按公式(1)计算;
b) 平板锚具体外束在静载锚固试验台上进行破坏性试验,其破裂实测极限拉应力 \(( f _ { \mathrm { s } } )\) 应满足\(f _ { \mathrm { s } } { \geqslant } 0 . 6 5 f _ { \mathrm { b } }\) ,预应力碳纤维板体外束总应变 \(\left( \varepsilon _ { \mathrm { s } } \right)\) 应满足 \(\varepsilon _ { \mathrm { s } } \geqslant 1 . 0 \%\) 。
注:平板锚具体外束 在静载锚固试验台上实施张拉试验 加载时使用的是可重复匹配的工具锚 破坏性试验是工具锚加载至碳纤维板标准拉应力 \(f _ { \mathrm { b } }\) 的 \(65 \%\) ,刮抹碳纤维板材胶螺栓压紧平板锚,胶体固化期满工具锚卸载后进行试验。
5.4.3.1.3 静载试验破坏形式:a) 张拉试验,不应出现预应力碳纤维板(筋)的局部破裂或断裂、锚具变形、夹持失效或张拉装置变形现象;
b) 破坏性试验,应是预应力碳纤维板(筋)的非夹持段首先发生局部破裂或断裂,不应是由于锚具变形导致预应力碳纤维板(筋)的夹持段产生破裂脱落,或因张拉装置变形而导致试验中止。
5.4.3.2 疲劳荷载性能预应力碳纤维板(筋)体外束经受200 万次循环疲劳荷载,应满足下列要求: a) 试验应力值上限取预应力碳纤维板(筋)的抗拉强度标准拉应力 \(f _ { \mathrm { b } }\) 的65%,应力幅值不小于80 \(\mathrm { M P a }\) ;
b) 楔形锚具或平板锚具不应发生疲劳变形或破裂,张拉装置不应发生疲劳裂缝或变形;
c) 预应力碳纤维板(筋)因锚具夹持段发生疲劳破坏的面积不应大于试件筋材总面积的1%;
d) 应进行极限拉应力 \(f _ { \mathrm { s } }\) 破坏性试验并满足 5.4.3.1 的要求。
5.4.3.3 应力松弛性能 预应力碳纤维板(筋)体外束应进行预应力长期应力松弛试验,应满足下列要求: a) 试验值达到碳纤维板(筋)抗拉强度标准拉应力 \(f _ { \mathrm { b } }\) 的 \(65 \%\) 时,测量初始应变数值 \(\left( \varepsilon _ { \mathrm { x } } \right)\) ,试验100 h 后测量终止应变数值 \(\left( \varepsilon _ { \mathrm { d } } \right)\) ,应力松弛率 \(r < 2 . 0 \%\) ,其数值按公式(2)计算:
b) 由100 h 松弛结果外推1 000 h 的应力松弛率,碳纤维板(筋)夹持长度 \(L { \leqslant } 3 ~ 0 0 0 ~ \mathrm { m m }\) 时,松弛率 \(\left( \boldsymbol { r } ^ { \prime } \right)\) 应满足 \(r ^ { \prime } < 2\) .5%的要求。
6 试验方法¶
6.1 外观与尺寸¶
6.1.1 外观质量检测采用目测或借助放大镜检测。¶
6.1.2 碳纤维板(筋)外观检测应按 GB/T 21490 的规定进行。¶
6.1.3 未注公差尺寸的公差等级检测应按 GB/T 1804 中 C 级的规定进行。¶
6.1.4 螺纹副未注精度等级检测应按 GB/T 197 中 \(7 \mathrm { H } / 8 \mathrm { g }\) 的规定进行。¶
6.1.5 机械加工检测应按 JB/T 5000. 9 的规定进行。¶
6.1.6 碳纤维板(筋)尺寸偏差检测应按 GB/T 21490 的规定进行。¶
6.1.7 碳纤维板(筋)形状公差直线度试验应按附录 C 的规定进行。¶
6.2 材料¶
6.2.1 碳纤维性能试验应按 GB/T 31290 的规定进行。¶
6.2.2 碳纤维复合树脂性能试验应按 GB/T 13657 的规定进行。¶
6.2.3 钢材性能试验应按 GB/T 1591 和 GB/T 700 的规定进行。¶
6.2.4 铸钢性能试验应按 GB/T 11352 的规定进行。¶
6.2.5 球墨铸铁性能试验应按 GB/T 1348 的规定进行。¶
6.2.6 铝合金性能试验应按 GB/T 3880. 1 的规定进行。¶
6.2.7 螺杆性能试验应按 GB/T 3098. 1 的规定进行。¶
6.2.8 螺母性能试验应按 GB/T 6187. 1 的规定进行。¶
6.2.9 碳纤维复合板材胶性能试验应按 GB 50728 的规定进行。¶
6.2.10 热收缩 PE 防护管性能试验应按 JB/T 11335 的规定进行。¶
6.3 工艺性能¶
6.3.1 机械加工性能按 GB/T 1804、GB/T 197、JB/T 5000. 9 的规定进行。¶
6.3.2 碳纤维板(筋)外形尺寸检验按 GB/T 21490 的规定进行。¶
6.3.3 碳纤维复合板材胶混合后初黏度、触变指数按 GB 50550 的规定进行,25 ℃下垂流度按 GB/T 13477.6 的规定进行,各季节试验温度下测定的适用期按 GB/T 7123.1 的规定进行。金属零部件外表面防腐及防护质量检验应按 GB/T 1720、GB/T 15519 的规定进行。¶
6.4 力学性能¶
6.4.1 预应力的碳纤维板(筋)力学性能和耐候性能试验应按 GB 50728 的规定进行。¶
6.4.2 预应力碳纤维锚具锚固性能试验应按 GB/T 14370 的规定进行。楔形锚具静载锚固性能试验应按 GB/T 14370 的规定进行;平板锚具匹配的工具锚静载锚固性能试验应按 GB/T 14370 的规定进行;平板锚具静载锚固性能试验应在钢筋混凝土梁上,按5.4.3.1 的规定进行。¶
6.4.3 预应力碳纤维板(筋)体外束静载锚固性能试验按附录 D 的规定进行¶
6.4.4 预应力碳纤维板(筋)体外束疲劳荷载性能试验按附录 E 的规定进行¶
6.4.5 预应力碳纤维板(筋)体外束应力松弛性能试验按附录 F 的规定进行¶
7 检验规则¶
7.1 检验分类¶
7.1.1 桥梁用预应力碳纤维板(筋)体外束产品检验分为型式检验和出厂检验,检验项目见表6。¶
表6 预应力碳纤维板(筋)体外束型式检验和出厂检验项目
| 检验项目 | 技术要求 | 试验方法 | 型式检验 | 出厂检验 | |
| 碳纤维板(筋) | 外观 | 5.1.1 | 6.1.2 | + | + |
| 力学性能 | 5.4.1.1 | 6.4.1 | + | + | |
| 尺寸偏差 | 5.1.8 | 6.1.6 | + | + | |
| 形状公差 | 5.1.9 | 6.1.7 | + | + | |
| 耐候性能 | 5.4.1.2 | 6.4.1 | + | - | |
| 锚具 | 外观 | 5.1.2 | 6.1.1 | + | + |
| 机械加工精度 | 5.1.7 | 6.1.5 | + | + | |
| 力学性能 | 5.4.2 | 6.4.2 | + | + | |
| 预应力碳纤维板(筋)体外束 | 静载锚固性能 | 5.4.3.1 | 6.4.3 | + | + |
| 疲劳荷载性能 | 5.4.3.2 | 6.4.4 | + | - | |
| 应力松弛性能 | 5.4.3.3 | 6.4.5 | + | - | |
| 注:“+”表示进行该项检验,“-”表示不进行该项检验。 | |||||
7.1.2 凡有下列情况之一时,应进行型式检验:¶
a) 新产品或老产品转厂生产的试制鉴定;
b) 正式生产后,如结构、材料、工艺有改变,影响产品质量及性能时;
c) 正常生产每2 年定期进行1 次;
d) 产品停产1 年以上,恢复生产时;
e) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时;
f) 国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时。
7.2 组批与抽样¶
7.2.1 组批正常生产时,预应力碳纤维板(筋)以 1 000 m2 为 1 批,锚具以 500 套为 1 批,不满足此数的按 1批计。¶
7.2.2 抽样按照下列规则进行抽样:¶
a) 预应力碳纤维板(筋)的外观检验、尺寸及形状偏差采用一次抽样法,每组批随机抽取 5 个样本;
b) 预应力碳纤维板(筋)和锚具的力学性能采取二次抽样法,每组批随机抽取5 个样本。
7.3 判定原则每个项目均以全部样品合格判定为合格产品。 若有一项不合格,应双倍抽样重新检验,若仍不合格,则判定为不合格产品。¶
8 标志、包装、运输和储存¶
8.1 标志¶
8.1.1 产品外包装箱应有明显牢固的标志¶
8.1.2 包装标识上应标明:¶
a) 生产制造厂名及地址;
b) 产品名称和型号;
c) 产品数量(或长度);
d) 注册商标;
e) 制造日期或生产批号。
8.2 包装¶
8.2.1 预应力碳纤维板(筋)与锚具组合件成圆收卷(内圈直径ϕ≥1m),用纸箱或木箱包装。¶
8.2.2 其他零件采用纸箱或木箱包装。¶
8.2.3 包装箱内应附有产品检验证书,产品检验证书内容包括:¶
a) 生产制造厂名;
b) 产品型号;
c) 产品数量(或长度);
d) 产品合格证;
e) 生产日期。
8.3 运输和储存¶
8.3.1 产品在运输、储存中不应污染、雨淋、破损、长期暴晒。¶
8.3.2 产品应置于干燥环境,周围不应有酸、碱等腐蚀介质,注意防晒、防潮、防火。¶

附 录 A¶
(规范性)¶
预应力碳纤维板(筋)锚具规格¶
锚具规格见表 A.1。
表 A.1 锚 具 规 格
| 分 类 | 规格型号 | 碳纤维宽度(mm) | 碳纤维厚度(mm) | 碳纤维抗拉强度标准值(MPa) | A(mm) | B(mm) | C(mm) | 锚具静载锚固性能 | |||
| 锚具效率系数 | 极限力值(kN) | ||||||||||
| 碳纤维板用锚具 | 单螺杆楔形锚具 | PSW 50×2.0 | 50.0 | 2.0 | 2400.0 | 255 | 80 | 116 | ≥0.9 | ≥216.0 | |
| PSW 50×2.5 | 50.0 | 2.5 | 2400.0 | 255 | 80 | 116 | ≥0.9 | ≥270.0 | |||
| PSW 50×3.0 | 50.0 | 3.0 | 2400.0 | 255 | 80 | 116 | ≥0.9 | ≥324.0 | |||
| PSW 100×1.2 | 100.0 | 1.2 | 2400.0 | 275 | 80 | 162 | ≥0.9 | ≥259.2 | |||
| PSW 100×1.4 | 100.0 | 1.4 | 2400.0 | 275 | 80 | 162 | ≥0.9 | ≥302.4 | |||
| PSW 100×2.0 | 100.0 | 2.0 | 2400.0 | 275 | 80 | 162 | ≥0.9 | ≥432.0 | |||
| 双螺杆楔形锚具 | PDW 50×2.0 | 50.0 | 2.0 | 2400.0 | 125 | 45 | 210 | ≥0.9 | ≥216.0 | ||
| PDW 50×2.5 | 50.0 | 2.5 | 2400.0 | 125 | 45 | 210 | ≥0.9 | ≥270.0 | |||
| PDW 50×3.0 | 50.0 | 3.0 | 2400.0 | 125 | 45 | 210 | ≥0.9 | ≥324.0 | |||
| PDW 100×1.4 | 100.0 | 1.4 | 2400.0 | 160 | 55 | 250 | ≥0.9 | ≥302.4 | |||
| PDW 100×2.0 | 100.0 | 2.0 | 2400.0 | 160 | 55 | 250 | ≥0.9 | ≥432.0 | |||
| 半圆弧楔形锚具 | PDW 50×2.0 | 50.0 | 2.0 | 2400.0 | 125 | 45 | 100 | ≥0.9 | ≥216.0 | ||
| PDW 50×2.5 | 50.0 | 2.5 | 2400.0 | 125 | 45 | 100 | ≥0.9 | ≥270.0 | |||
| PDW 50×3.0 | 50.0 | 3.0 | 2400.0 | 125 | 45 | 100 | ≥0.9 | ≥324.0 | |||
| PDW 100×1.4 | 100.0 | 1.4 | 2400.0 | 160 | 55 | 150 | ≥0.9 | ≥302.4 | |||
| PDW 100×2.0 | 100.0 | 2.0 | 2400.0 | 160 | 55 | 150 | ≥0.9 | ≥432.0 | |||
| 平板锚具 | 工具锚 | SW 100 | 100.0 | 1.2/1.4 | 2400.0 | 275 | 80 | 162 | ≥0.65 | ≥218.4 | |
| SW 50 | 50.0 | 2.0/3.0 | 2400.0 | 245 | 80 | 116 | ≥0.65 | ≥234.0 | |||
| 平板锚 | PF 100×1.2 | 100.0 | 1.2 | 2400.0 | 270 | 200 | 14 | ≥0.65 | ≥187.2 | ||
| PF 100×1.4 | 100.0 | 1.4 | 2400.0 | 270 | 200 | 14 | ≥0.65 | ≥218.4 | |||
| PF 50×3.0 | 50.0 | 2.0/3.0 | 2400.0 | 320 | 150 | 14 | ≥0.65 | ≥216.0 | |||
| 碳纤维筋用楔形锚具 | BSW20×2.0 | 20.0 | 2.0 | 2600.0 | 75 | 34 | 60 | ≥0.9 | ≥86.4 | ||
| BSW 20×2.5 | 20.0 | 2.5 | 2600.0 | 75 | 34 | 60 | ≥0.9 | ≥108.0 | |||
| BSW 20×3.0 | 20.0 | 3.0 | 2600.0 | 85 | 34 | 66 | ≥0.9 | ≥129.6 | |||
| BSW 20×3.5 | 20.0 | 3.5 | 2600.0 | 100 | 38 | 70 | ≥0.9 | ≥151.2 | |||
| 注:锚具外形尺寸A、B、C在满足静载锚固性能要求下,厂家可自行调整。 | |||||||||||
附 录 B¶
(资料性)预应力碳纤维板(筋)体外束安装张拉要求¶
B.1 安装¶
B.1.1 预应力碳纤维板(筋)体外束安装前应检查各组件的制造质量,应满足设计图技术要求。¶
B.1.2 预应力碳纤维板(筋)体外束与桥梁结构锚固连接螺栓强度等级应不小于8.8,采用钢筋探测仪放线钻孔,植入锚固结构胶宜使用环氧类植筋胶,不宜使用玻璃管不饱和类锚固胶。¶
B.1.3 预应力碳纤维板(筋)体外束两端支承与桥梁结构锚固时,优选采用嵌入式安装方式,当混凝土结构钢筋保护层厚度不满足嵌入式安装方式时,两端支承底板与混凝土结构层及底板锚固螺栓过孔,采用环氧结构胶黏结和填塞。¶
B.1.4 预应力碳纤维板(筋)体外束两端锚具安装后的中心线同轴线误差,应控制在设计规定的范围内,无设计要求的,其安装后的中心线同轴线允许偏差为±5 mm,角度允许偏差不大于0.1°。¶
B.1.5 预应力碳纤维板(筋)与混凝土结构黏结面,采用金刚石磨轮打磨并使用环氧结构胶修补,黏结面全长段平直度偏差不大于5 mm。¶
B.1.6 预应力碳纤维板(筋)体外束在安装过程中,应防止碳纤维板(筋)受到机械损伤、扭曲变形、压剪弯折等现象。¶
B.1.7 体外束应保持平直状态受力,不宜采用压板或外物弯折预应力碳纤维板(筋)。¶
B.1.8 安装两端平板锚具时,符合下列要求:¶
a) 碳纤维板全长段采用碳纤维板材胶黏结,黏结有效面积不小于95%;
b) 碳纤维板受拉长度不大于 20 m 时,两端各设置一套平板锚具;碳纤维板受拉长度大于 20 m时,两端各设置两套平板锚具,每端两套平板锚具安装间距不大于2 m;
c) 工具锚卸载拆除应在碳纤维板材胶常规固化后实施,碳纤维板分离切割线宜在平板锚具外侧的30 mm,并做好回缩观察检测标记。
B.1.9 安装结束后应提交体外束各组件的外观与尺寸和各阶段安装质量检查验收记录。¶
B.2 张拉¶
B.2.1 预应力碳纤维板(筋)体外束张拉顺序应符合设计要求,设计无要求时,宜采取分批对称成组单端方式张拉。¶
B.2.2 预应力碳纤维板(筋)体外束张拉控制应力不应小于0.35f_k且不应大于0.55f_k,张拉时应采用应力和伸长量双控制。当采取分批对称成组张拉时,同一构件上每束预应力碳纤维板(筋)体外束的张拉应力偏差控制在±2.5%范围内。¶
B.2.3 预应力碳纤维板(筋)体外束应按张拉控制应力10%分级张拉,张拉控制应力增长速度不宜大于10 MPa/min。当采用超张法减少体外束预应力的锚固损失时,应从压力值为0开始计量张拉控制应力,至1.03倍预应力碳纤维板(筋)体外束张拉控制应力 \(( \sigma _ { \mathrm { c o n } } )\) 后即刻锁固螺栓、螺母。¶
B.2.4 张拉过程中出现两端支承位移或变形、锚具夹持失效、预应力碳纤维板(筋)局部破裂等现象时,应立即停止张拉。两端支承胶锚螺栓锚固区混凝土出现锥形受拉破坏或剪撬破坏时,应沿纤维受力方向位移重新钻植胶锚螺栓;碳纤维板(筋)局部发生破裂时,应重新更换安装新的碳纤维板(筋)。¶
B.3 防护及防腐¶
B.3.1 预应力碳纤维板(筋)体外束张拉后,锚具及两端支承应采用安装防护罩、刷涂环氧砂浆或浇筑混凝土包裹,防止外部水分或有害物质侵入腐蚀。¶
B.3.2 碳纤维板(筋)外露表面应刷涂厚度不小于 3 mm 的环氧砂浆保护层或采用外抹厚度不小于30 mm的水泥砂浆等有效措施防护。¶

附 录 C¶
(规范性)预应力碳纤维板(筋) 直线度试验¶
C.1 试件和要求¶
C.1.1 试验的预应力碳纤维板(筋)长度应不小于20 m。¶
C.1.2 试验台面应平整,无明显的波浪形状或局部塌陷现象。 试验选取三件预应力碳纤维板(筋)。¶
C.2 试验方法¶
C.2.1 碳纤维板(筋)平面直线度试验方法示意见图 C.1。¶

图 C.1 碳纤维板(筋)平面直线度试验方法示意
C.2.2 试验应按下列步骤进行:¶
a) 试件裁剪后水平自然展开于试验台面,不应出现扭曲或波浪形状;
b) 碳纤维板(筋)两端长度切割线端点,分别连接刻画理想轮廓直线;
c) 铝直尺在碳纤维板(筋)长度中心点,测量碳纤维板(筋)边缘线与理想轮廓直线的垂直距离;
d) 按公式(C. 1)计算直线度(—):
式中:
h ———碳纤维板(筋)中心点理想轮廓直线与实际边缘线之间的垂直距离,单位为毫米(mm);
L ———碳纤维板(筋)两端点实测的长度,单位为毫米(mm)。
C.3 试验报告¶
试验报告应包括下列内容:
a) 试件概况:试件的规格型号、试件长度等;
b) 试验过程描述;
c) 试验测量计算的结果,最后对试验结果做出是否合格的结论;
d) 试验现场照片。

图 D.1 预应力碳纤维板(筋)体外束静载锚固性能试验装置示意
附 录 D¶
(规范性)¶
预应力碳纤维板(筋)体外束静载锚固性能试验¶
D.1 试件和要求¶
D.1.1 试验选取三件规格型号相同的预应力碳纤维板(筋)体外束。¶
D.1.2 试件包括两端支承、锚具与碳纤维板(筋)组合件,碳纤维板(筋)受力长度大于 3 000 mm。¶
D.1.3 预应力碳纤维板(筋)体外束静载锚固性能试验装置示意见图 D.1。在满足试件安装要求的前提下,试验装置的具体构造可根据试验室条件做适当调整。¶

标引序号说明:
1———液压千斤顶; 5———应变片;
2———张拉端支承; 6———固定端锚具;
3———张拉端锚具; 7———固定端支承;
4———碳纤维板(筋); 8———试验台。
D.2 试验方法¶
试验应按下列步骤进行:
a) 试件安装在试验装置(图 D.1)上,两端支承中心与试验机油缸中心位置应对中安装;
b) 按预应力碳纤维板(筋)抗拉强度标准拉应力 \(f _ { \mathrm { b } }\) 的5%~10%进行预应力碳纤维板(筋)体外束预张拉,并记录受力初始长度。
c) 张拉试验时,按碳纤维板(筋)抗拉强度标准拉应力 \(f _ { \mathrm { b } }\) 的20%、40%、60%、80%进行加载,加载速度约为10 MPa/min,达到0.8\(f _ { \mathrm { b } }\)后持荷10 min,并测试记录碳纤维板(筋)的应变;
d) 破断试验时,以10 MPa/min速度连续加载至碳纤维板(筋)出现局部劈裂或断裂,此时记录的张拉应力值为最大值 \(f _ { \mathrm { s } }\) 。
D.3 试验报告¶
试验报告应包括下列内容:
a) 试验概况:试验设备、试验温度、试验锚具和碳纤维板(筋)的规格型号、试验参数等;
b) 试验过程描述:试验中如有异常情况发生,应详细描述异常情况发生的过程;
c) 试验结果判定:试验记录应完整,试验过程、结果均应做出记录;张拉试验和破断试验结果按5.4.3.1进行评定,最后对试验结果做出是否合格的结论;每个试验结果均应达到合格要求。
d) 试验现场照片。
附 录 E¶
(规范性)¶
预应力碳纤维板(筋)体外束疲劳荷载性能试验¶
E.1 试件和要求¶
E.1.1 试验宜采用静载锚固性能试验合格的预应力碳纤维板(筋)体外束在疲劳试验装置上进行。¶
E.1.2 试验装置应满足平稳、连续加载的要求,疲劳应力上限值应为预应力碳纤维板(筋)抗拉标准拉应力 \(f _ { \mathrm { b } }\) 的65%,疲劳应力幅不应小于80 MPa。试验选取三件规格型号相同的预应力碳纤维板(筋)体外束。¶
E.1.3 疲劳试验用液压伺服油缸的持续脉冲加载频率不宜大于 \(1 5 \ \mathrm { H z } _ { \mathrm { ~ ~ } }\) 。¶
E.1.4 试验装置见图 E.1。 在满足试件要求的前提下,试验装置的具体构造可做适当调整。¶

标引序号说明:
1———液压油缸; 4———张拉端底板; 7———固定端支承;
2———张拉端支承; 5———锚具; 8———固定端底板;
3———牵引张拉螺杆; 6———碳纤维板(筋); 9———试验台架。
图 E.1 预应力碳纤维板(筋)体外束疲劳性能试验装置示意
E.2 试验方法¶
试验应按下列步骤进行
a) 试件安装在试验装置(图 E.1)上,两端支承与底板采用凹槽或销键定位,安装轴向液压油缸;
按预应力碳纤维板(筋) 抗拉强度标准拉应力 \(f _ { \mathrm { b } }\) 的5%~10%进行预应力碳纤维板(筋)体外束的预张拉 调整试件两端锚具受力中心
c) 轴向液压油缸以不大于 \(1 0 \ \mathrm { M P a / m i n }\) 的等速加载至预应力碳纤维板(筋)体外束的应力上限值\(( f _ { \mathrm { m a x } } )\) 然后卸载至应力下限值 \(( f _ { \mathrm { m i n } } )\) ;
d) 以荷载上限 \(f _ { \mathrm { m a x } }\) 为 \(f _ { \mathrm { b } }\) 的65%,应力幅为80 MPa,液压油缸持续脉冲循环加载200 万次,记录循环次数;
e) 预应力碳纤维板(筋)体外束疲劳性能试验完成后,将试件再进行破断试验。
E.3 试验报告¶
试验报告应包括下列内容:
a) 试验概况:试验设备、试验锚具和预应力碳纤维板(筋)的规格型号、试验参数等;
b) 试验过程描述:疲劳试验中如有异常情况发生,应详细描述异常情况发生的过程;
c) 绘制加载次数-预应力碳纤维板(筋)的应力应变曲线;

d) 试验结果判定:试验记录应完整,试验过程、结果均应做出记录;疲劳试验结果按 5.4. 3. 2 进行评定 最后对疲劳试验结果做出是否合格的结论 试验过程中预应力碳纤维板(筋) 边缘局部破坏面积不大于总面积的1%属正常情况,但锚具和张拉装置不允许出现塑性变形或疲劳裂缝;
e) 试验现场照片。
附 录 F¶
(规范性)¶
预应力碳纤维板(筋)体外束应力松弛试验¶
F.1 试件和要求¶
F.1.1 试验宜采用静载锚固性能试验合格的预应力碳纤维板(筋)体外束应在松弛试验装置上进行。¶
F.1.2 试验装置应满足加载平稳 结构稳固的要求 试验应力上限值为预应力碳纤维板(筋) 抗拉强度标准拉应力 \(f _ { \mathrm { b } }\) 的65%。 试验选取三件(套)规格型号相同的预应力碳纤维板(筋)体外束。¶
F.1.3 试验宜在室内常温 \(( 2 3 \mathrm { ~ } \mathrm { ~ C ~ } \pm 2 \mathrm { ~ } \mathrm { ~ C ~ } )\) 及相对湿度不大于70%的条件下进行。¶
F.1.4 预应力碳纤维板(筋)体外束应力松弛试验装置示意见图 F.1。在满足试件要求的前提下 试验装置的具体构造可根据试验室条件做适当调整¶

标引序号说明:
1———液压千斤顶; 5———锚具; 9———固定端支承;
2———反力架; 6———预应力碳纤维板(筋); 10———张拉端底板;
3———锁固螺母; 7———应变片; 11———固定端底板;
4———张拉端支承; 8———拉力传感器; 12———试验台架。
图 F.1 预应力碳纤维板(筋)体外束应力松弛试验装置示意
F.2 试验方法¶
试验应按下列步骤进行:
a) 试件安装在试验装置(图 F.1)上,两端支承与底板采用凹槽或销键定位,安装轴向液压油缸、反力架和传感器
b) 按预应力碳纤维板(筋)抗拉强度标准拉应力 \(f _ { \mathrm { b } }\) 的 5% \~10%进行预应力碳纤维板(筋)体外束的预张拉,调整试件两端锚具受力中心并测量受力长度和记录初始应变;
c) 轴向液压千斤顶以不大于100 MPa/min 的等速加载至试验应力上限值,保持试验应力上限值在10 min 内稳压恒定,10 min 后应立即记录传感器的应力应变值;
d) 碳纤维板(筋)蠕变基本稳定后,锁固张拉端螺母,液压千斤顶卸载拆除,测量记录碳纤维板(筋)的应力应变值为初始值。 保持预应力碳纤维板(筋)体外束未发生任何变形或破损的条件下,测定试件在试验1 000 h 后应力应变值的变化。
F.3 试验报告¶
试验报告应包括下列内容:

a) 试验概况:试验设备、试验温度、试验锚具和碳纤维板(筋)的规格型号、试验参数等;
b) 试验过程描述:试验中如有异常情况发生,应详细描述异常情况发生的过程;
c) 绘制预应力碳纤维板(筋)体外束加载-时间应力应变曲线,并计算出松弛率(r),外推松弛率(r′),按 5.4.3.3 进行评定,最后对试验结果做出是否合格的结论;
d) 试验现场照片。