在工程中，砼结构会出现各种缺陷，各种加固方式层出不穷，碳纤维加固现如今已经高频率的出现在各个加固工程之中。通过加固能够延长构件的使用寿命，避免资源的大量浪费。同样，钢结构不可避免的也会出现各种缺陷和损伤。在荷载和环境等因素的作用下，材料发生变化，引起宏观力学性能的劣化，导致钢结构工程事故。因此，从安全与节能的角度出发，寻求经济高效的钢结构加固技术既是土木工程领域亟待解决的技术问题，又是一个关系到社会可持续发展的问题。
今天，我们就来探讨一下碳纤维加固技术在钢结构中的应用。
钢结构损害的主要因素及加固技术措施：
钢结构的损害多是由于荷载变化，规范改变等原因导致结构承载力不足；各种因素引起的构件变形，扭曲和腐蚀；使用过程中的操作不当等因素。
钢结构的加固技术措施主要有截面补强法：以钢材补强，连成整体使之共同受力；改变计算简图：增设附加支承，调整荷载分布情况，降低内力水平；预应力拉索法：利用高强拉索加固结构薄弱环节或提高结构整体承载力、刚度和稳度。
预应力CFRP加固钢结构技术：
目前，国内外对预应力CFRP加固钢结构技术的研究、试验和应用涉足甚少。因此，如何将高性能预应力CFRP加固技术引入到钢结构工程的加固中，以提高钢结构的承载能力和可靠性，将是钢结构工程加固领域中的一次技术革命。
传统的钢结构加固存在的问题焊接加固和螺栓连接都需要在损伤部位附近进行焊接或打孔相应处理，易产生新的集中应力造成二次破坏；粘钢加固通过钢板粘接达到了提高承载力目的，但结构重量的增加则不可忽视。这些常规的加固方法都存在着运输和安装的弊端，且维护费用高。
CFRP粘贴加固钢结构的特点：
(1)CFRP的比强度和比刚度高，加固后基本不增加原结构的自重和原构件的尺寸；(2)复合材料具有良好的抗疲劳性能和耐腐蚀性能；(3) 柔性的复合材料对于任意封闭结构和形状复杂的被加固结构表面具有特别的优势。密封性好，减少了渗漏甚至腐蚀的隐患；(4)简便易行、成本低、效率高，在狭小空间亦可施工，特别适合现场修复；(5)施工过程中无明火，适用于各种特殊环境。
预应力加固的优点：
(1)加固工作可在不卸载、不停产的条件下进行；
(2)施加预应力可直接减小变形，迅速消除超逾应力和内力峰值；
(3)与非预应力方式相比，可消除应力滞后现象，充分利用CFRP的高强特性，提高加固效率；
(4)结合可靠锚固，可降低粘结界面的剥离应力，避免CFRP整体剥落，提高加固的可靠性；
(5)降低加固费用和使用成本。
预应力CFRP加固钢结构施工工艺及步骤
预应力CFRP加固钢结构方案可分为两种，一是直接粘贴法，将CFRP两端锚固并施加预应力后，通过胶粘剂粘贴在钢结构的表面；一般适用于构件表面较平整的拉杆，对构件或其局部进行加固；二是将CFRP束作为预应力拉索调整应力，一般适用于对整个结构进行整体加固。
（1）表面处理：先将表面打磨干净，再用丙酮或酒精溶液擦洗表面，晾置干燥，用粘结剂浸润表面。
（2）在设计要求的位置打孔，应远离待加固部位以免造成二次损伤；
（3）采用挤推法带胶安装纤维布，将纤维布初步张紧；待锚固处胶硬结后第一次施加预应力，将纤维布完全拉直，此时纤维布与钢结构构件表面留有一定的空隙；
（4）在纤维布表面抹胶，将纤维束间的空隙初步封闭，稍干硬后进行灌胶；
（5）胶稍干后第二次施加预应力至设计的控制应力（利用挤压效应，提高粘贴质量），用胶将纤维束充分浸透，提高共同工作性能。
（6）常温下48小时后（气温较低时应适当延长时间），胶充分硬结后，割除多余的螺杆，根据结构的实际要求进行表面防护处理。
结语
预应力CFRP加固钢结构与加固砼结构在机理方面明显不同，因此，为了使这一先进的结构加固方法更广泛地应用于工程实践，还存在以下问题有待于进一步研究：
（1）钢结构经CFRP加固后，粘结界面是加固后体系的薄弱环节，破坏往往产生于此。大量试验表明，施加预应力和降低粘结层刚度，加大粘结层厚度可缓解界面的粘结破坏，但其函数关系尚需进一步研究。
（2）复合结构界面力学性能参数（如界面剥离破坏强度、剪切破坏强度）有待于通过试验来测定，但目前的试验方法尚不成熟。
（3）钢材与碳纤维均为导电材料，且碳纤维比钢材具有较高的电位。用粘结剂粘贴时胶层很薄，且容易存在空隙。处于腐蚀环境中，易出现电偶腐蚀。同样也可通过适当加大粘结层的厚度，提高胶层的饱满度，可以避免发生电偶腐蚀。
用碳纤维如何加固钢结构？
