体外预应力加固混凝土梁延性分析与试验研究

针对体外预应力加固结构在极限状态下可能因延性不足产生无预警破坏的问题,基于弯矩～曲率分析的全过程分析,采用共轭梁法,建立以位移延性系数为指标的体外预应力加固分析方法。制作了6片长4.4m的预应力混凝土简支梁进行荷载试验,研究不同加固方式和体外预应力钢束有效高度对延性的影响。结果表明:采用本文分析方法得到的位移延性系数与试验结果实测值误差很小,该方法可用于体外预应力加固后的主梁延性分析研究;带载与卸载2种加固方式对主梁延性系数影响不大,增大体外预应力钢束的截面有效高度可以在延性损失较小的情况下明显提高主梁的承载能力;体外预应力加固结构的初始内力对结构的延性性能影响不大,体外预应力加固更适合于高强度混凝土的加固。     

聚合物改性混凝土加固空心板桥荷载横向分布理论及试验研究

为了解采用粘贴聚合物改性混凝土(MPC)加固空心板桥的效果,及加固后空心板桥荷载横向分布情况,以横向由4片空心板梁组成的空心板桥为研究背景,对加固后空心板桥的横向分布计算方法进行研究,并结合实桥加固后荷载试验结果进行对比分析。研究结果表明:采用MPC加固后的空心板桥荷载横向分布影响线较加固前平缓,桥梁横向整体受力性能显著提高;采用MPC加固后的主梁结构可以传递弯矩,传统的铰接板梁法已不能满足此种加固方法的横向分布计算,提出的修正刚接板梁法及修正G-M法可用于加固后该类型桥梁横向分布计算。     

部分粘贴CFRP加固钢筋混凝土梁的试验研究

就部分粘贴CFRP加固钢筋混凝土梁正截面抗弯性能及结构破坏模式进行了试验研究。介绍了部分粘贴CFRP加固钢筋混凝土梁正截面试验方法,探讨了部分粘贴CFRP下无粘结长度对结构破坏形式、结构抗弯性能、受拉主筋受力性能及CFRP受力性能的影响。结果表明采用部分粘贴CFRP加固钢筋混凝土梁正截面的方法能有效地提高结构抗弯性能和改变结构的破坏模式,具有较好的推广和应用价值。     

粘贴钢板和碳纤维加固刚架拱桥的应用研究

粘贴钢板和粘贴碳纤维是加固混凝土结构常用的两种方法。为了更准确掌握和应用好上述两种方法,对其在加固混凝土结构时进行受力分析是有必要的。因此,本文以钢筋混凝土刚架拱桥的加固工程为例,应用有限元分析软件作为工具,分别计算了加固前结构设计截面的抗力与挠度,以及加固后结构关键部位的应力和挠度,分析其适用性,为确定合理的加固方案提供了保证,对其他桥梁结构的加固有一定的参考价值。     

某混凝土空心板桥预应力筋断裂后承载力分析及加固评定

利用Midas/Civil有限元分析软件,采用梁格法对预应力筋断裂后的混凝土空心板桥进行有限元建模,建立桥梁上部结构的计算模型,实现了混凝土空心板桥预应力筋断裂后静力学性能的仿真计算,分析了预应力筋断裂对混凝土空心板桥的极限承载力的影响。拟采用纵向体外预应力加固形式对预应力筋断裂后混凝土空心板桥进行加固,并对该桥加固前、后的极限承载力进行对比分析,评价加固效果。     

空心板梁桥增设斜拉筋和填充混凝土抗剪加固新方法

提出一种通过增设斜拉筋和采用混凝土填充空心板挖空部分进行抗剪加固的新方法,在对原桥结构抗剪承载力进行检算的基础上,分析可提高抗剪承载能力的加固措施后,设计了空心板抗剪加固的具体技术方案。然后,分别采用理论计算分析和荷载试验方法对加固效果进行分析,结果表明,增加斜拉筋和填充混凝土的加固方法可有效地提高空心板抗剪承载力,实现加固设计的目标。     

碳纤维布加固严重损伤混凝土框架抗震性能试验研究

对1榀达到极限承载力的钢筋混凝土框架进行了CFRP加固,对加固后的框架结构进行了模拟地震作用的水平低周反复荷载试验,分析了被加固框架的受力性能及位移延性,研究了已严重损伤的混凝土框架结构经碳纤维加固后的抗震性能。试验结果表明,严重损伤框架结构经碳纤维加固震后,其极限承载能力、耗能能力及延性等抗震性能有明显提高。     

不中断交通的CFRP板加固空心板桥梁技术应用

随着城市桥梁交通量的日益增加,有必要探索不中断交通的桥梁加固方法。以重庆市交通最为繁忙的南干道桥为例,介绍在不中断交通的情况下,采用铰缝灌胶和在梁底张拉CFRP板的加固方法,达到增加空心板横向整体性以及提高结构承载能力的目的。同时,通过静力张拉试验测试不同厂家预应力锚具产品的性能以选定锚具产品,优化施工工艺,加强施工过程质量管理。加固后静载试验表明:桥梁承载能力恢复至设计既定目标,加固效果良好。     

装配式空心板铰缝加固机理研究

为了解空心板施加横向预应力加固的铰缝处力学变化机理,以云南昭通市某空心板桥为工程依托,基于传统铰接板法和刚接板法的基本原理,分析加固空心板在接缝处受力变化特征,采用数值处理软件Matlab给出了不同比例系数α结构的影响线值分布规律,并采用通用软件ANSYS建立桥梁仿真模型,分析空心板铰缝处的受力情况。结果表明:实际桥梁加固后空心板铰缝处横向刚度比例系数约为刚接板的0. 3～0. 4左右,所提出方法与有限元分析结果相统一,验证了方法的可行性。研究结果可为同类桥梁加固分析提供参考。     

预应力碳纤维加固受弯构件的受力性能分析

该文在已有成果与试验研究基础上,基于平截面假定和变形协调对预应力碳纤维加固结构的截面性能进行了参数分析,考察了碳纤维面积与初始应变对结构承载力、延性等性能的影响,讨论了碳纤维加固量的新定义并分析绘制了其与受弯结构性能的关系曲线,在此基础上研究了加固结构承载力与延性的相关性.分析结果表明:加固构件的承载力与碳纤维面积及初始应变两个参数均呈正相关;构件延性、截面极限曲率与承载力的相关关系受构件破坏形式的影响.＃     

粘贴钢板法在加固双曲拱桥中的应用研究

为了提高现有双曲拱桥的承载能力,通过在拱肋上粘贴钢板的方法对其进行加固.采用桥梁博士3.03有限元分析软件建立模型并进行受力分析.为了验证加固效果,对该桥加固前、后分别进行一次荷载试验,通过对加固前、后荷载试验理论值和实测值进行系统对比分析,证明了粘贴钢板法能有效提高双曲拱桥的整体刚度,对整体强度略有提高.该方法可以应用到其他双曲拱桥的加固设计和施工中.     

粘贴钢板法加固连续小箱梁桥梁的实例应用

以往桥梁设计中通常过于关注强度设计而忽视了基本的耐久性要求,导致一些桥梁在远没有达到预期设计寿命时,就出现耐久性能严重退化的现象。为了恢复和提高了桥梁结构的承载能力及通行能力,延长桥梁的使用寿命,需要对桥梁结构进行加固。以子牙新河特大桥工程为实例,探讨粘贴钢板加固法在桥梁结构加固中的应用。     

装配式空心板的横向预应力加固机理

为了研究装配式空心板在施加横向预应力后结构横向整体受力情况,基于铰接板法和刚接板法相关理论,以某装配式空心板桥加固工程为研究对象,开展了加固桥梁铰缝处传力机理的研究。结果表明:装配式空心板在施加横向预应力后,其横向联系介于铰接和刚接之间。通过对实测数据进行定量分析,构建典型方程,计算出不同比例系数对应的各板影响线值,并采用相对误差最小原则,确定结构横向受力情况,研究成果可为该类桥梁的加固分析提供参考。     

碳纤维法加固钢筋混凝土板桥实例分析

文章主要以可靠度理论为基础,通过实例来分析粘贴碳纤维对钢筋混凝土空心板桥承载能力及延性的影响。计算结果认为,用碳纤维加固可提高桥梁使用性能。     

钢板-混凝土组合结构加固盾构隧道衬砌结构极限承载力足尺试验

提出钢板-混凝土组合结构加固盾构隧道衬砌结构的加固方法,该方法采用钢板作为加固材料,钢板与原衬砌结构的界面黏结采用栓钉、植筋、化学锚栓和钢纤维混凝土组合而成的物理界面黏结。其中,焊接于钢板表面的栓钉作为钢板与钢纤维混凝土之间界面的抗剪连接件,植入原混凝土衬砌内表面的植筋作为原混凝土与钢纤维混凝土之间界面的抗剪连接件,化学锚栓提供钢板与原混凝土之间的径向抗剥离力,而采用钢纤维混凝土作为钢板与原混凝土衬砌之间的填充材料,其具有良好的抗裂性能与耐久性。这种界面黏结形式相比传统盾构隧道加固方法中由环氧树脂形成的化学界面黏结,提高了界面的强度、延性以及耐火性,改变了传统盾构隧道加固方法中,结构破坏源自局部界面黏结脆性破坏的破坏模式。以通缝拼装盾构隧道为加固对象,对加固试件进行模拟上部堆载作用下考虑二次受力的整环足尺静力加载试验,分析结构整体的受力过程、破坏模式和极限承载力等,探究钢板-混凝土组合结构加固法对于提高结构受力性能的作用,并将试验结果与内张钢圈加固法进行比较。研究表明:采用钢板-混凝土组合结构加固法加固盾构隧道,保证了界面黏结的有效性,极限承载力状态下,界面黏结良好,使得加固材料与原混凝土衬砌结构能够共同工作,提高了各类材料(钢板、螺栓等)的利用率,结构整体破坏模式具有良好的弹塑性;相比于内张钢圈加固法,钢板-混凝土组合结构加固法的钢材用量减少了29.4%,而结构极限承载力提高了31.1%,结构延性增加501%。     

钢筋混凝土墩柱加固滞回耗能试验

针对钢筋混凝土墩柱因延性不足而常在地震灾害中遭到破坏的现象,分别采用玻璃纤维、芳纶纤维和环向箍筋3种不同材料对模型墩柱进行加固,通过拟静力试验,分析滞回耗能,从而研究其抗震延性,得出：3种不同材料的加固方法对墩柱抗震性能有不同程度的改善,其中芳纶纤维加固的墩柱平均耗能系数最大、抗震性能最好。     

两种桥梁受弯构件加固方法对比研究

分别对粘贴法和体外预应力碳纤维条(带)法的加固机理进行了介绍,并运用断裂力学和材料力学理论分别对这两种加固方法进行了理论分析;通过对这两种加固方法的对比试验,认为相对于粘贴法加固,体外预应力碳纤维条(带)法加固是一种主动加固方式,它将体外预应力加固法的主动加固优点与碳纤维材料高强度性能集合在一起,可以大幅提高加固构件的极限承载力,并可以在一定程度上愈合既有构件的裂缝。     

钢筋混凝土空心薄壁桥墩的延性

为探究空心薄壁桥墩延性性能,基于弯矩-曲率关系分析,对衡量其延性的指标,即曲率延性系数进行了研究。分析了壁厚对空心薄壁桥墩延性的影响,并与相同整体尺寸的实体桥墩进行了比较。结果表明,相同轴压比下,空心薄壁桥墩延性要优于实体桥墩;然而,在相同轴力作用下,空心薄壁桥墩的延性要劣于实体桥墩。     

变截面圆端空心桥墩抗震性能目标及性能水准量化

基于结构性能的抗震设计理论已经被多个国家接受并列入规范中,这些规范对结构的抗震性能目标做出了定义及要求,但对其性能水准的量化尚处于研究阶段。多数研究针对实心墩或等截面桥墩,根据不同延性类别(位移延性、位移角延性及曲率延性等)提出不同的性能水准量化指标,但考虑因素较为单一(性能指标的表达式无法兼顾多种构件设计参数),对变截面圆端空心墩的适用性还有待验证。鉴于变截面圆端空心墩特殊的力学性能(由于墩底存在实心与空心过渡倒角段,导致其墩身曲率分布情况与常见规则桥墩不同,塑性铰的位置和长度可能发生变化,且结构偏柔,一阶振型质量参数系数较低等),基于OpenSees有限元软件,结合材料本构关系及构件承载力-位移曲线,针对该种结构提出了明确的性能水准的定义,并以自定义漂移率(可兼顾构件的位移、曲率、高度、剪跨比)作为性能指标。考虑多种常见桥墩设计参数及其变化范围,通过大量数值模拟结果的回归统计分析,给出该种桥墩在不同设计参数下不同性能水准的相关量化值,并以圆端空心墩拟静力试验结果进行对比分析验证。结果表明,提出的漂移率作为性能指标及其量化值具有一定的可靠性,可作为类似结构研究与计算的参考。     

预应力碳纤维布加固空心板桥极限承载力全过程分析

对承载能力不满足要求的装配式预应力混凝土空心板桥采用预应力碳纤维布进行加固,为了了解加固后的装配式预应力混凝土空心板桥极限承载力,利用Midas/FEA有限元软件建立了预应力碳纤维布加固预应力混凝土空心板桥空间有限元计算模型,进行了加固后装配式预应力混凝土空心板桥极限承载力的全过程分析。研究结果表明:采用预应力碳纤维布对装配式预应力混凝土空心板桥进行加固,可以充分发挥碳纤维布的高强特性,减小钢绞线及混凝土的应力,改善预应力混凝土空心板的受力性能,延缓裂缝的产生;提高预应力混凝土空心板的屈服荷载、极限荷载,使预应力混凝土空心板的承载能力得到提高;增大空心板的刚度,使空心板的挠度明显减小,变形得到有效控制。