碳纤维加固梁时混凝土表面缺陷的处理标准

用"碳纤维增强聚合物"(FRP)加固混凝土梁的办法已非常普及,但纤维开胶脱落则常常是遭人非议的理由,而且把开胶的罪责完全归结于对混凝土表面处理不到位。由于FRP开胶还和其他一些因素(如锚固、荷载、环境等)有关,所以对混凝土表面的处理究竟要达到什么程度才算到位,这里进行探讨。     

采用部分区段粘贴FRP方法加固混凝土梁

用FRP加固混凝土桥梁的方法已很普及,但它会导致结构延性下降,即超脆性破坏,分析和试验证明,将全长粘贴FRP改为只粘贴两端而中部不粘贴的部分区段粘贴法,可以改善被加固结构的延性。     

曲面混凝土构件内弧粘贴FRP弦剥离效应

进行了26个曲面构件的FRP-混凝土界面粘贴试验, 研究了混凝土强度、FRP粘贴层数、FRP粘贴长度与构件曲率对粘贴强度、界面应变与破坏机理的影响。研究结果表明: 曲面混凝土构件内弧粘贴FRP易出现3种破坏形态: 弦剥离破坏、FRP在裂缝处被拉断和FRP在试件裂缝一侧发生剥离, 其中构件曲率越大, 越容易发生弦剥离破坏, 小曲率构件多发生FRP拉断破坏; 随外荷载的增大, FRP应变峰值有一个向后传递的变化过程, 说明沿纤维长度方向的FRP并不是全部参与工作, 存在一个有效工作(粘贴) 长度; 对本试验数据采用虚拟零点方法分析得出, 曲面混凝土构件内弧粘贴FRP有效粘贴长度约为14 cm; 曲率对粘贴强度影响显著, 曲率增大, 纤维应变梯度增大, 有效粘贴长度变小, 粘贴强度降低; 曲率相同时, 纤维层数越多, 沿纤维方向应变分布越均匀, 粘贴强度越大, 但是这一增长并非与FRP层数成线性关系, 2层纤维粘贴强度约为1层的1.5倍; 当纤维层数增加时, 粘贴层法向应力增大较快, 试件更易发生弦剥离破坏, 这种破坏是由法向粘贴应力与面内剪应力的耦合效应引起的; 粘贴层应力函数可用内弧曲率圆心角的余弦函数表示, 当矢高分别为30、60、90 mm时, 构件平均误差分别为7.7%、2.4%与8.8%, 因此, 函数精度较高。      

碳纤维加固桥梁的锚固新方法

目前,用碳纤维加固桥梁的方法已非常普及,但其有一个致命的缺点是过早地开胶脱落,致使加固失败.近年来,日本出现了一种用＂纤维束锚钉＂锚固纤维的新方法,该法加固效果良好,可供国内工程项目借鉴使用.     

用FRP加固圬工拱桥

概述对于历史遗存,作为文化传承载体的圬工拱桥,应予以加倍关注。经过了几百年、上千年的沧桑岁月,很多圬工拱桥濒于破坏,急需抢救性加固。引起破坏的原因是多方面的,除了荷载、环境、地基沉陷外,还可能有地震、爆炸等意外事件的原因。对它们的修理加固,往往不在于他们的使用价值而在于保护价值。作为桥梁结构的加固材料,FRP(纤维增强聚合物)异军突起。或将FRP织物粘贴在结构表面,或将FRP棒(板)材嵌入混凝土保护层中。FRP的     

钢板粘贴技术的应用

钢板粘贴补强技术是采用高分子树脂作为粘结剂,将钢板镶贴在混凝土结构表面上,使钢板与钢筋混凝土结构连成整体,改变结构的受力状况,提高承载能力。它的特点是工期短,费用少,施工操作简便。实践证明,该项技术能够取得较好的经济效益和社会效益。     

基于有限断裂力学的FRP-混凝土界面粘结强度研究

为了提供一种精准、高效预测外贴式纤维增强聚合物材料(FRP)粘贴于混凝表面强度的数学模型,本文设计了8个单剪试件,利用精密玻璃珠控制胶层厚度,同时采用真空辅助成型技术(VARI)制作FRP板条并外贴于混凝土试块表面。研究混凝土强度和胶层厚度2种变量参数对FRP-混凝土粘结界面强度的影响,依据试验结果分析了界面破坏能和峰值剪切应力与胶层厚度及混凝土强度之间的联系。采用有限断裂力学获取界面裂纹扩展失稳时的脱粘荷载,将理论值与试验结果对比表明FFM模型有良好的精度。     

钢板加固持荷RC梁承载力数值分析方法

在钢筋混凝土梁粘贴钢板加固数值分析中,为了解决初始荷载及钢板-混凝土界面传力问题,以8片钢筋混凝土梁室内缩尺模型试验为基础,采用面-面接触分析方法及单元"生死"分析方法,对试验梁进行了全过程数值分析,提出了一种粘贴钢板加固具有初应力钢筋混凝土梁的数值分析方法。研究结果表明:钢筋混凝土梁预测挠度变化规律与实测值吻合较好,极限荷载偏差在11.5%以内。可见,运用数值分析方法能有效解决持荷情况下,待加固结构与钢板不同时参与工作及钢板-混凝土界面的传力难点。     

加固桥梁用碳纤维增强复合材料的性能及使用方法

由于环境、施工质量和超载因素等的作用，已建的混凝土桥梁结构可能会出现承载能力不足、混凝土表面裂缝等问题。粘贴钢板法是公路混凝土桥梁常用的加固方法，一般是采用环氧树脂或专门结构胶将钢板直接粘贴在混凝土构件表面，使之与构件形成受力整体。粘贴碳纤维片材加固混凝土桥梁技术在欧洲、美国、加拿大和日本已经广泛应用并且进行了深入的研究，在我国还是新技术，但实践证明这种加固法可能成为公路桥梁快速加固方法。对于公路旧混凝土桥梁的加固方法，在工程上应用效果较好的是综合法，即以某种加固方法为主辅以其他方法，目前粘贴碳纤维片材加固方法往往辅以裂缝灌浆、裂缝封闭等方法。我国目前在工程中采用的碳纤维片材材料及配套树脂类粘结材料的性能、使用方法如下。     

用碳棒嵌入法加固钢筋混凝土桥梁

粘贴碳布加固桥梁的方法已很普及，但其存在着怕撞、怕火、怕老化等诸多缺点．而且往往由于粘贴不好而使碳布脱落。碳棒嵌入法是先在待加固的混凝土保护层中开槽，填满环氧树脂，再嵌入碳棒。由于其和混凝土有三向接触面。粘结可靠．且不苛求对混凝土的处理．不会形成剥离脱落。对于老龄桥梁．如受压区混凝土太弱，可加铺一层钢纤维混凝土．不但可以大幅度提高结构的抗弯强度．而且保持了其加固前的固有延性。     

两种FRP-混凝土组合梁对比试验及界面抗剪

为研究FRP型材-混凝土组合梁界面连接方式及界面抗剪计算方法,对FRP小型材和钢螺栓2种剪力键形式进行了对比研究.对1根纯FRP梁、2根剪力键为FRP小工字梁、3根剪力键为钢螺栓的组合梁进行了四点弯曲试验.对比不同梁的承载力、破坏模式、刚度等.研究了不同连接形式及连接程度对组合梁性能的影响.推导了界面纵向抗剪承载力计算公式.试验和理论研究结果表明：钢螺栓剪力键传递界面剪力的效率和极限承载力较FRP小工字梁剪力键高.     

高强螺栓作为横向预应力钢筋时的性能分析

高强螺栓主要在钢结构中使用,为研究高强螺栓应用到混凝土结构中作为横向预应力钢筋时的性能,对2个阶梯型试件进行了试验研究.计算了高强螺栓的转矩系数.通过在高强螺栓上粘贴应变花,测得了高强螺栓的实际应力分布,对高强螺栓预拉力计算公式中的剪应力影响系数建议偏于保守的取为1.3.     

桥梁人行道锚固系统加固试验研究

U型螺栓是铁路混凝土桥梁人行道托架系统的唯一锚固装置，在使用过程中，一些螺栓出现了断裂现象，导致步行板坠落桥下．现场振动测试表明，过桥列车对人行道系统的振动存在放大效应．对螺栓的断口进行微观形貌分析后，发现螺栓具有明显的疲劳断裂特征．结合试验分析，在对U型螺栓进行了疲劳强度评估的基础上，提出了改进螺栓设计的意见，并设计了在挡碴墙上锚固钢板条进行锚固系统加固的方案，以降低螺栓疲劳应力幅、延长使用寿命．试验室足尺模型疲劳试验对加固效果进行了验证。     

用嵌入FRP条法对T形梁进行抗剪加固

概述 用“纤维增强聚合物”（FRP）复合材料对钢筋砼梁进行抗剪加固是一种有效而简单的方法。FRP材料重量轻、抗腐蚀性能好,具有巨大的抗拉潜力。目前在抗剪加固时,是直接把FRP纤维（如碳纤维布）贴在腹板两侧,也可以绕过底面形成U形箍,可以连续地大块粘贴,也可以分条隔、开粘贴。     

FRP网络加固桥梁水下结构技术研究与应用

该研究项目是为研究复合混凝土柱的设计方案,不使用含铁材料,但具有较高的刚度。这是为了避免当前由于加固构件生锈而导致的由于膨胀问题产生的混凝土劣化问题。这种目标可以通过用拉挤的I形玻璃FRP结构部分(拉挤FRP光栅部分)代替混凝土柱的钢筋来实现。FRP结构形状与混凝土之间的复合作用旨在减少FRP钢筋在混凝土中使用时在先前所观察到的高变形。本文进行了实验研究,研究了拉挤FRP格栅作为单向混凝土柱加固的适用性和性能,并将其性能与钢筋或FRP筋钢筋混凝土柱的性能进行了比较。这项研究阐明了拉挤玻璃纤维格栅与混凝土柱的复合作用的行为,表明它是一种替代成功的施工系统。     

L形碳板在混凝土梁抗剪加固中的应用

用L形碳板对混凝土梁进行抗剪加固的方法经实践证明是有效的。目前的抗剪加固通常采用外部粘贴法,即靠粘结剂把碳板粘贴在腹板上。经研究,提出将L形碳板的立腿(竖向肢)埋入T梁翼缘板内的加固方法更为有效。如果在翼缘板中开槽有困难时也可以采用部分埋入法。通过实梁加载试验对全埋入法、部分埋入法、碳板外部黏贴法以及碳布外部黏贴法的加固效果进行比较。     

双曲拱桥增大截面法技术

双曲拱桥增大截面加固,采用两寸半的钢管焊接在一起,用钢丝绳吊在桥下,上面搭设木跳板组成施工平台。裂缝进行封闭大于0.5宽度的用灌缝方法处理,小于0.5宽度用封缝方法处理。对拱肋底部及两侧进行凿毛处理,在拱肋底部及两侧钻孔用植筋胶植螺栓,底板钢板加压粘贴在拱肋底端,拱肋两侧焊接钢板,形成框架,加固稳定后,在7 cm槽口内灌注自密实混凝土,通过胶皮锤敲打钢板以保证混凝土密实。防腐漆涂刷钢板表面,防止钢板被腐蚀。     

混凝土表面处理对FRP加固效果的影响

在用FRP对混凝土梁进行加固前,应对混凝土表面进行处理,包括去浮浆、气泡和裂缝。但完全消除混凝土的表面缺陷是很困难的。建议了对气泡和裂缝处理的限定的,以便在决定表面处理时有章可循。     

安海湾大桥索塔锚固区局部应力分析

斜拉桥索塔锚固区受到预应力和斜拉索索力的作用,局部受力十分复杂,应力集中现象明显,容易产生裂缝。采用钢锚梁这种组合锚固结构可以减少混凝土所受的拉应力,从而使受力更为合理。为揭示索塔锚固区的受力特性,以安海湾大桥为背景,运用有限元的方法对其锚固区钢锚梁及混凝土塔柱进行了空间应力分析。分析结果表明在荷载作用下锚固区整体上处于较平均的应力状态,结构传力体系清晰明确,受力合理,为日后类似桥梁的设计提供了参考与建议。     

FRP筋混凝土连续梁的抗弯性能

用纤维增强聚合物(FRP)制成板或棒作为加筋材料制成FRP筋混凝土梁,引起了土木工程师的特别关注。FRP材料强度高、重量轻、耐腐蚀、易操作。FRP棒蓄取代钢筋之势,将引起一场加筋材料的革命。