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.     

50m T梁碳纤维板加固的计算方法

目前《公路桥梁加固设计规范》和《混凝土结构加固技术规范》均没有给出预应力构件粘贴碳纤维材料加固的计算方法,基于预应力设计原理推导了预应力构件碳纤维加固承载力计算方法,以某3~50m预应力混凝土T梁碳纤维板加固工程为例,给出了粘贴碳纤维材料加固预应力混凝土T梁桥的计算过程,本文研究成果对预应力混凝土T梁加固设计具有一定参考价值。     

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。     

碳纤维板的铰式锚张拉工艺研究及工程应用

预应力碳纤维板加固技术是一项非常有前景的加固技术,也是目前国内外加固技术的热点.该文分析总结国内外对此热点的研究成果,指出该技术仍然存在两个难题:其一是碳纤维板的夹持和锚固同题,其二是张拉工艺的实用性.波形齿夹具锚(以下简称波形锚)的发明解决了碳纤维扳的夹持和锚固的问题,但如何张拉预应力碳纤维板使其强度得到充分发挥是急需解决的问题,基于“铰式锚”的碳纤维板预应力张拉工艺,能较好地解决碳纤维板偏心受拉问题.对比试验研究表明:铰式锚可以通过自身的“铰转动和滑动”自动调整由于初始安装误差造成的偏心受拉,使碳纤维板始终处于较均匀的受力状态,确保其强度得到较高的发挥.通过对该工艺的不断改进,能够实现在不中断交通条件下对桥梁进行快速加固.     

预应力混凝土连续T梁裂缝成因分析与处治措施

针对预应力混凝土连续T梁桥运营期间T梁底面出现横向开裂的问题,对其病害成因与加固处治措施进行研究。结合工程实例,通过计算分析的手段,对结构关键构件的几何特性和力学参数进行折减模拟结构现状,来推定结构病害成因和对加固处治效果进行评判。分析结果表明:预应力度不足是T梁底面出现横向裂缝的主要原因,采用在T梁马蹄侧面张拉预应力碳纤维板,T梁腹板粘贴碳纤维布的综合加固处治措施可以取得较好的加固效果。研究结果为同类桥梁的维修加固设计工作提供参考。     

简支梁旧桥加固技术探讨

通过某简支T梁桥病害情况,介绍了粘贴碳纤维板、粘贴钢板、增强梁间横向联系等几种常见加固技术的原理和方法。以计算实例阐述了桥梁构件正截面抗弯承载能力的计算方法,以及粘贴碳纤维板加固后承载能力极限状态检算的方法与步骤。简要介绍了针对旧桥耐久性病害进行修复的处理方案。     

预应力碳纤维板加固技术在旧桥加固中的应用

很多桥梁运行时间较长,在车辆的反复碾压下,桥梁结构构件出现了腐蚀老化,同时受到外部环境的影响、人为破坏、车辆通行压力逐渐增大,使部分构件损坏严重,不符合行车的安全要求,为此需对桥梁进行加固处理。以预应力碳纤维板加固技术为例,首先阐述预应力碳纤维板加固技术原理,然后结合实例分析该技术的应用,最后就应用效果进行总结,供类似工程及人员提供参考。     

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。     

预应力碳纤维板后张拉技术在桥梁加固中的应用研究

针对空心板梁桥出现的板底裂缝、腐蚀等病害,结合工程实例提出采用预应力碳纤维板后张拉技术进行维修加固受损结构。研究了预应力碳纤维板加固法的技术特点、计算分析及施工工艺。实践结果表明,应用预应力碳纤维板后张拉技术,结合高强聚合物砂浆,能显著提高桥梁结构的承载能力,达到理想的加固效果。     

底板横向裂缝成因分析与处治措施

通过对一座运营期内底板产生横向裂缝病害的预应力空心板桥的现场检测、有限元模拟分析,探讨了空心板桥此类裂缝的病害成因;在此基础上,提出了张拉纵向预应力碳板的主动加固方法。结果表明:在长期恒载及车辆荷载作用下,跨中区域空心板底板承受的正弯矩较大,会在L/4~3L/4位置产生有规律的横向裂缝,为普通钢筋混凝土结构正常受力工作的结果;底板张拉预应力碳纤维板,可将底板受力提升为预应力B类构件,提高结构的承载能力及结构的耐久性。     

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。     

预应力碳纤维板及增加预加力加固法对比试验研究

通过分别采用预应力碳纤维板和提高预加力方法加固开裂预应力混凝土试验梁,详细测试不同加固方法作用下试验梁控制截面的应力、挠度、裂缝宽度和中性轴高度的变化规律和差异性。试验结果表明,相同预加力条件下,在预应力碳纤维板未与主梁固结共同受力前二者的加固效果相差不大,当预应力碳纤维板与主梁固结、共同受力后,结构的抗弯刚度略有提高。     

体外预应力碳纤维板加固梁桥工程应用

该文简要介绍了采用专用夹具锚进行体外预应力碳纤维板加固桥梁的特点、原理及施工要点,并结合具体工程实例,探讨了该型夹具锚进行体外预应力碳纤维板加固桥梁工程的应用。     

变黏结预应力CFRP板加固受弯构件试验研究

针对碳纤维板与混凝土界面间结构胶随着时间的推移逐渐老化从而失去黏结力的问题,提出了变黏结预应力碳纤维板加固概念。为了得出变黏结预应力CFRP板加固受弯构件在长期预应力及外界荷载作用下的承载能力及破坏形态,在室内采用无黏结、有黏结和变黏结预应力CFRP板加固技术分别对3根5. 6 m长的钢筋混凝土梁进行了加固设计,并通过加载试验得出了3种状态下试验梁的力学性能及梁体裂缝变化情况。试验结果表明:有黏结预应力CFRP板加固试验梁较无黏结预应力CFRP板加固试验梁,开裂荷载提高了30%,屈服荷载提高了18%,极限荷载提高了20%;变黏结预应力CFRP板加固试验梁较无黏结预应力CFRP板加固试验梁,开裂荷载提高了36%,屈服荷载提高了4%,极限荷载提高了12%;变黏结预应力CFRP板加固技术同时具有无黏结和有黏结加固技术的特点,在加载前期裂缝的产生与有黏结相似,裂缝间距和宽度都较小,在加载后期随着界面结构胶的慢慢老化逐步失去黏结力,试验梁逐渐变为无黏结加固,但由于裂缝间距在前期基本形成,所以加载后期裂缝间距和宽度几乎与有黏结加固类似,较无黏结加固更有利于增强结构的耐久性。建议在加固设计时,应考虑界面结构胶老化对加固效果的影响,尽可能采用耐久性较好的结构胶。     

大跨连续刚构桥底板纵向裂缝成因分析与处治措施

通过对一座运营期内底板产生纵向裂缝病害的大跨连续刚构桥的现场检测、有限元模拟分析,探讨了刚构桥此类裂缝的病害成因;在此基础上,对箱梁底板粘贴横向钢板带(被动加固)和张拉横向预应力碳纤维板(主动加固)的加固效果进行了比较。结果表明:曲线预应力合龙束引起的横向附加应力,以及箱内外温差引起的横向应力的联合作用,是导致大跨连续刚构桥底板产生纵向裂缝的主要原因;箱梁底板粘贴横向钢板带的被动加固方案,可以起到限制裂缝发展的作用;底板张拉预应力碳纤维板,将底板受力提升为预应力A类构件,更好地提高了结构的耐久性。     

体外预应力碳纤维板加固技术研究

以义乌市某典型三跨预应力混凝土连续箱梁桥为研究背景,根据桥梁病害情况提出了体外预应力碳纤维板加固方案并针对加固要点进行分析,从施工监控的角度评判了体外预应力碳纤维板加固的效果。结果表明,体外预应力碳纤维板加固可以较好地改善桥梁结构的线形和受力状况,提升桥梁的安全冗余度,能满足加固设计的要求。     

预应力碳纤维板加固系统在连续梁桥跨中下挠加固中的应用

预应力技术为桥梁结构的加固和提载提供了一种主动有效方法。预应力碳纤维板加固系统是最新的有黏结体外预应力技术。结合工程实例,分析了预应力碳纤维板加固系统在连续梁桥跨中下挠加固中的作用。     

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。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的经典层合理论力学解析

为揭示预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的弯曲变形规律,将层合理论应用到预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁的结构分析中,建立了集中荷载作用下梁内任意点的挠度、应变及层间应力等计算公式,并对预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁的力学性能进行了相应的计算;同时利用基于该理论所建立的公式解释了碳纤雏布与混凝土的剥离、碳纤维布断裂以及混凝土压碎等试验现象的发生过程.结果表明:计算结果与试验结果相吻合,说明采用该理论分析碳纤维布加固的钢筋混凝土梁是正确的.研究结果为预应力碳纤维布加固混凝土结构的分析提供了新的途径.     

碳纤维加固受弯构件的性能研究

粘贴碳纤维增强塑料加固混凝土桥梁结构是近年来开始在交通领域应用的新技术。以平截面假定为基础的力学模型较好地描述经过预应力碳纤维布加固的受弯构件的工作性能,并进行构件试验,证明利用碳纤维增强塑料加固受弯构件可有效提高受弯构件的极限承载能力,并对裂缝开展的抑制产生有效的约束作用。