预应力碳纤维带快速加固空心板的试验研究

体外锚固预应力碳纤维带加固是一种基于波形齿夹具锚(简称波形锚)的主动预应力加固技术,它采用非粘贴的、预制的、现场安装和张拉FRP片材的技术,施工速度很快。为了模拟实际桥梁的加固,特别寻找了1片废弃的10 m的预应力混凝土空心板梁进行快速加固试验。试验中对预应力张拉过程进行了测试,也对预应力损失进行了约7 d的观测,结果表明在张拉完成后3 h内预应力损失稍大,以后就非常微小,一条碳纤维带的有效预拉力达150 kN左右。最后也对空心板进行了加载试验,试验结果表明碳纤维带的强度发挥较充分,使得加固效果得到很大的提高。     

预应力碳纤维板加固受弯构件长期性能研究

在国内外预应力碳纤维板加固混凝土受弯构件研究成果的基础上,对国产预应力碳纤维板的长期徐变性能进行室内试验,并对预应力张拉锚具锚固端碳纤维板的滑移进行观测。试验结果表明:国产碳纤维板在50%左右极限应力长期张拉作用下,碳纤维板徐变量及预应力张拉机具锚固端碳纤维板滑移量都很小,为国产预应力碳纤维板加固混凝土结构的长期性能研究提供了可靠的理论数据。     

波形齿夹具锚在碳纤维片材加固技术及预应力技术中应用研究

FRP片材是目前高强度复合材料在实际工程中应用最广泛的材料类型,波形齿夹具锚正是针对FRP片材开发的一种锚具,解决了FRP片材在实际工程中难于夹持和锚固的难题.以波形齿夹具锚为核心,我们开发出一系列新的FRP加固技术及其预应力技术,并进行了广泛、深入的试验研究.现选取部分试验对这些研究成果进行简要介绍.     

预应力CFRP板加固钢板轴心受拉行为分析

首先分析比较预应力的施加方法和锚固方式,然后基于一维线弹性理论,对预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)板加固钢板体系的受力过程进行分阶段分析,得到在张拉预应力和受载工况下CFRP板、钢板、胶层的应力分布解析式及CFRP有效粘结长度公式、弹性压缩带来的预应力损失值;最后利用ANSYS中Solid95三维单元进行有限元模拟对比分析。结果表明:直接张拉CFRP板能有效控制预应力及其加固效果,比间接法施加预应力有更多优势;采用高强螺栓连接的平板夹具锚传递大部分荷载,改善了非预应力粘贴加固界面的薄弱特点;该理论分析及有限元模型是可靠、有效的。     

CFRP布张拉设备原理及施工工艺研究

针对现有的预应力CFRP布张拉设备存在的加固效率低、现场施工难度大等问题,结合CFRP布弹性模量大、抗剪强度低的特点,研发了新型张拉设备,该设备通过碳纤维布自锁装置,能够有效解决张拉时碳纤维布剪切破坏和张拉端锚固时预应力损失问题。通过理论计算确定了张拉设备各部件强度要求,合理地选择了各部件材料。对4根混凝土梁进行了张拉试验,结果表明该设备能够有效实现对CFRP布的预应力张拉,预应力CFRP布加固后的混凝土梁呈现CFRP断裂破坏形式,开裂荷载提高约1.6~2.15倍。     

厦门海沧大桥西锚碇锚固系统施工

厦门海沧大桥是主跨为 6 4 8m的全漂浮体系钢箱梁悬索桥 ,锚碇为反坡框架结构重力式锚 ,采用预应力锚固系统。主要介绍定位钢支架加工及安装施工、锚固系统预应力张拉的工艺等     

公路桥梁加固方法及实例〔3〕

四、用外部预应力加固桥梁用外部预应力加固桥梁可分为用预应力拉杆加固梁桥上部结构与用纵向或横向钢拉杆加固拱桥或桥梁墩台、基础两类。 (一)用预应力拉杆加固梁桥上部结构在梁的受拉区设置预应力拉杆,拉杆在靠近梁端处折向梁端并锚固于梁端,通过横向收紧拉杆(例37、38)或用张拉设备(千斤顶、紧固螺栓或电热法)张拉(例39至44),对拉杠施加预应力,拉杆的偏心压力传至梁体,使梁由受弯构件转换为偏心受压构件,跨中上拱、挠度减小,从而达到提高承载能     

一种预应力碳纤维布加固混凝土柱施工技术

提出新的预应力碳纤维布加固混凝土柱锚固方法并研制了新的锚具、施工设备,通过试验研究、工程实际应用形成施工工艺,并提出了最佳控制张拉应力的公式.试验结果表明:用预应力碳纤维布加固混凝土柱,能充分利用碳纤维布强度,改善混凝土柱的结构性能,加固效果显著.     

破碎岩质边坡中群锚效应试验研究

针对破碎岩质边坡中群锚效应的复杂性,通过物理模型试验,对不同锚固体系下的群锚张拉相互影响、锚索预应力的损失过程、以及锚索张拉过程中和张拉后坡体内部的附加应力分布等进行了研究,得出了锚索预应力变化规律以及坡体内部的反应。     

可调索力锚拉桩在深厚土层边坡治理设计中的应用研究

预应力锚拉抗滑桩因其能改善桩的受力特性,控制桩顶位移,降低工程造价等诸多优点,在大型边坡治理中得到广泛应用。然而因预应力损失量大,蠕变稳定时间长等缺点,在深厚土层边坡治理工程中往往效果并不理想。鉴于此,引入一种可调索力锚固装置,通过事后补偿张拉控制锚索拉力,进而保证锚拉桩的加固效果。将该装置应用于某高速公路边坡治理设计,结果表明,后期预应力补偿张拉,可挽回25%~45%的预应力损失,桩顶位移减少50%~60%,大幅度提高了抗滑桩的治理效果。     

大跨度斜拉桥新型索塔锚固构造力学性能研究

针对斜拉桥传统钢锚箱构造复杂、吊装重量大,钢锚梁结构需设置环向预应力、索导管定位复杂等问题,研究一种新型钢锚箱锚固结构(主要由混凝土桥塔、U形钢锚固件和钢拉板组成,塔壁不设环向预应力)的适用性。以某大型斜拉桥(采用传统钢锚梁+环向预应力锚固形式)为背景,提出这种新型钢锚箱索塔锚固结构设计方案,建立锚固区节段有限元模型,研究其受力性能。结果表明:新型钢锚箱索塔锚固结构设计方案中,斜拉索水平力基本由新型钢锚箱承担,取消塔壁环向预应力,按钢筋混凝土受拉构件由最小配筋率下裂缝宽度控制塔壁设计,塔壁设计凹形部位便于钢结构锚固;在正常使用工况和断索工况下,新型钢锚箱索塔锚固区受力合理,塔壁应力、裂缝宽度等指标均满足规范要求。     

连续箱梁桥底板加固设计方案比选

通过对一座运营期内底板产生横向裂缝病害的连续箱梁的现场检测、有限元模拟分析,探讨了连续箱梁此类裂缝的病害成因;在此基础上,对箱梁底板张拉体外预应力钢束和张拉纵向预应力碳纤维板两种加固方案的加固效果进行了比较。结果表明:超重荷载的作用是导致连续箱梁底板产生横向裂缝的主要原因;箱梁底板张拉体外预应力钢束和张拉纵向预应力碳纤维板的主动加固方案,都可以将底板受力恢复为全预应力构件。     

预应力碳纤维板加固混凝土T梁桥的设计及应用

预应力碳纤维板加固技术采用涂覆有专用环氧胶的碳纤维板进行预应力张拉,修复构件的变形和闭合裂纹,而后将碳纤维板粘贴、锚固在构件上,与一般面贴碳纤维(CFRP)板的加固方式相比,采用预应力碳纤维板加固混凝土梁可以充分发挥材料的高强特性、改善构件使用阶段的受力性能、防止剥离破坏的发生以及减小应变滞后现象等优点。     

重庆水土嘉陵江大桥桥塔结构设计

重庆水土嘉陵江大桥为主跨388m高低塔双索面叠合梁斜拉桥,桥塔采用双柱式"方尖碑"造型,截面采用不规则多边形结构形式,仅在桥面处设置一道横梁。通过调整两塔肢间距及截面壁厚,减小恒载以及汽车荷载形成的竖向分力对桥塔产生的偏心弯矩;设置锚拉板,解决索塔锚固区环向预应力束布置困难的问题。对整个桥塔及索塔锚固区结构进行分析,结果表明桥塔截面的应力,强度均满足规范要求。     

预应力碳纤维板加固T梁的试验与理论研究

针对已有研究成果中试件尺寸偏小的不足,对3根预应力碳纤维板加固的大尺寸T形受弯构件实施静力破坏试验,并比较预应力加固与传统加固两种加固方式的技术效果,考察预应力技术对碳纤维加固效率的影响,分析采用预应力碳纤维加固对构件截面性能的影响,在此基础上推导及提出预应力碳纤维加固受弯构件的界限补强率以及极限承载力的计算公式.试验结果表明:预应力碳纤维加固可显著地提高受弯构件的承载能力,有效增大碳纤维材料的强度利用效率,改善构件的正截面应力分布,从而使构件具有较传统加固技术更优越的受力性能.     

预应力碳板加固装配式组合箱梁的应用研究

为了解决早期装配式预应力混凝土组合箱梁构造尺寸普遍偏小、易出现腹板及底板结构性裂缝的问题,通过采用梁底张拉预应力碳纤维板解决结构强度、刚度问题的加固设计方法,借助有限元分析软件,对桥梁加固后承载能力进行验算,同时还对跨中横隔板对结构受力的影响进行分析。研究结果表明,通过施加预应力可变被动加固为主动加固,在增加结构强度和刚度的同时,又能减小结构的挠度变形,并减少封闭裂缝。     

基于光纤光栅传感技术的CFRP板加固桥梁预应力损失监测研究

针对碳纤维CFRP板张拉过程以及预应力损伤长期监测的技术难点,依托预应力CFRP板对现存旧桥加固工程,运用光纤光栅传感器(FBG)监测CFRP板张拉过程、张拉完成后瞬时以及长期预应力损失,并进行精度分析。研究表明:光纤光栅传感器可以精准地测量CFRP板的应变,最大误差为1.15%,明显优于传统钢筋应变片监测方法。工程实践表明,加固完成后CFRP板的长期最大预应力损失值约占张拉设计值的4%并趋于稳定,说明基于FBG的监测手段不仅能满足桥梁加固过程中短期监测需求,而且可以长期监控桥梁后续运营期的预应力损失,具有明显的技术优势。     

后张法预应力钢绞线张拉和锚固过程分析

对后张法预应力钢绞线张拉和锚固过程中锚圈口摩阻损失、孔道摩阻损失以及锚固时锚塞回缩引起的预应力损失进行了测试,还对张拉控制应力、预应力筋理论伸长值的计算及具体量测等有关问题进行了探究,可为同类钢绞线预应力张拉施工提供可靠的参考。     

大跨径斜拉桥锚拉板受力特征及结构优化研究

锚拉板式钢结构索梁锚固构造广泛应用在大跨径斜拉桥中。传统锚拉板焊缝末端圆弧过渡段处及锚管末端存在较大的应力集中现象,易形成塑性区,从而引起受拉破坏。为了进一步明确大跨径斜拉桥锚拉板的受力规律,以我国西南地区某跨径组合为200 m+480 m+200 m的双塔三跨组合梁斜拉桥为背景,建立有限元计算模型,对传统构造的锚拉板应力和优化后锚拉板应力进行对比分析研究。结果表明,改进后的构造对改善锚拉板主要板件的受力及解决圆弧过渡段及锚管末端应力集中问题具有显著作用。同时,对优化后的构造围绕锚拉板圆弧过渡段的半径、锚管长度、中部空间长度和后锚拉板长度进行了参数敏感性分析,提出了进一步解决锚拉板应力集中问题的方法,可有效保证锚拉板结构的受力安全。     

曹妃甸工业区1号桥外露式钢锚箱设计与分析

外露式钢锚箱锚固结构受力方式明确、施工方便、张拉空间大,能有效解决中小跨径斜拉桥索塔锚固区受力复杂、截面尺寸小等问题。结合曹妃甸工业区1号桥索塔锚固区的设计,对外露式钢锚箱结构特点进行介绍;并利用Ansys建立索塔全真的有限元计算模型,对焊钉连接件、钢锚箱腹板及混凝土塔壁等锚固区主要结构的安全储备进行评估,为工程设计提供技术支撑。