碳纤维加固空心板试验研究与承载规律分析

为了研究和认识碳纤维加固钢筋混凝七梁板受弯性能,了解加固梁板的承载规律,提供必要的工程技术支持,对9片粘贴碳纤维加同公路桥梁用钢筋混凝土空心板进行了室内试验研究,在试验结果的基础上考察加固板承载过程中荷载及跨中挠度的变化规律,探讨碳纤维加固量、配筋率、锚同措施、加载历史和初始刚度等参数对加周空心板承载的影响,定性分析加固板承载能力和抗弯刚度的变化规律及其影响因素,形成碳纤维抗弯加固的基本认知并根据研究结论提出工程建议.     

桥下增设内衬框架的小桥加固方法探讨

当小桥的承载能力无法满足重载车辆通行的要求时,可采用桥下增设内衬框架法进行加固,该方法属于增设支撑结构加固法的一种,在改善梁(板)支撑条件的同时,通过内衬框架的顶板与原来的梁(板)共同工作,大幅度提高原桥的承载力和刚度;框架支撑结构还加强了墩台刚度,降低了对地基承载力的要求。通过对小桥桥下增设内衬框架加固案例的分析,由计算结果表明,该方法能大幅度提升桥梁的承载能力,满足大件运输的要求。     

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。     

化学注胶处治铰缝病害受力分析

针对板式桥梁经常出现的铰缝病害,文中以近年来出现的桥下化学注胶方法为研究对象,以京石高速公路K244+039小桥为工程实例,结合现场实测数据,对板式桥梁在原桥完好、加固前(病害桥)、加固后3个不同时期的受力状态进行分析。分析可知,用化学注胶加固板梁铰缝后,板梁间横向荷载传递能力得到了加强,增强了各板梁共同受力能力,提高了桥梁整体的承载能力。     

双曲拱桥加固设计与施工应用研究

针对某服役公路双曲拱桥存在的主拱圈裂缝、桥面变形及破碎、腹拱和立墙渗水及裂缝等病害,提出了将原横系梁加大尺寸、拱顶3根横系梁变更设计为横隔板、采用模筑砼法对拱肋进行补强的加固方案,介绍了加固施工方法,并对加固前后的桥梁承载能力进行了验算。     

装配式预应力可变桁架体系加固RC短梁抗弯性能试验

针对混凝土箱梁腹板开裂、跨中下挠等问题,提出一种装配式预应力可变桁架加固体系。该体系由可变桁架、预应力筋和固定斜杆组成,可变桁架通过锚杆固定于加固梁两侧,张拉预应力使桁架上顶加固梁产生反拱,以此来消除或减小梁体开裂和下挠等病害,随后用斜杆固定桁架形成劲性骨架,进一步提高加固结构刚度和承载力。首先对该体系进行介绍,然后设计4片钢筋混凝土梁进行抗弯加固试验,对加固效果及影响因素进行分析验证。研究结果表明：提出的体系具有良好的加固效果,能有效抑制和延缓裂缝发展,改善加固梁的刚度和承载能力;此次试验中,加固梁的开裂、屈服以及极限荷载分别提高了107.28%、70.92%、74.55%以上;锚杆直径对承载力影响较小,但粗锚杆能有效约束端锚板滑移,改善结构整体刚度;端锚板对加固效果影响较大,加强型端锚板能充分发挥钢桁架、钢绞线强度特征,提高构件的极限承载能力,尤其能有效改善其延性破坏特征,极限挠度提高60%以上。     

用复合材料板外部预施应力加固混凝土梁

采用环氧树脂粘贴纤维补强塑料（ＦＲＰ）板，从外部对混凝土梁预施压力，可以有效地提高梁的承载能力。具体作法是将ＦＲＰ板粘贴在梁的底面，用液压千斤顶对梁向上施力，待环氧树脂结硬后拆降千斤顶，对实测结果和计算结果作了比较详尽的分析，并用算例说明这一加固技术的有效性。     

装配式连续板梁桥铰缝病害受力分析

装配式板梁桥由于其预制、安装、施工工艺简单、工程造价较低等优点,在中小跨径桥梁中得到了广泛应用。随着后期运营时间的增长和通行荷载的日益繁重,板梁桥不可避免地经常出现铰缝方面的病害。文中以某高速公路K137+835中桥为工程实例,结合现场实际检测,对板梁桥病害桥梁(出现铰缝病害)加固前后两个不同时期的受力状态进行分析。分析得知,采用注胶法加固板梁桥铰缝,可加强梁板间的横向荷载传递能力,增强各梁板共同受力,提高桥梁的整体承载能力。     

钢筋混凝土T梁桥粘钢加固效果分析

以大庆龙凤桥实际工程为依托,针对其上部T梁抗弯承载能力及抗剪承载能力储备不足的问题,制定并从理论上论证了粘钢加固方案的可行性。通过加固前后静动载试验结果的对比分析,验证了加固效果。分析结果表明:粘钢加固是钢筋混凝土T梁桥的有效加固方法之一,粘钢加固的T梁抗弯承载能力、抗剪承载能力、竖向刚度、正截面抗裂性与斜截面抗裂性可得到较显著的提高,固有振动特性也可得到一定程度的改善。     

型钢-混凝土组合加固装配式空心板梁桥铰缝破坏模式及工作性能研究

为解决装配式空心板梁桥铰缝失效而产生单板受力难题,采用型钢-混凝土组合加固(顶板加固法)装配式空心板梁桥铰缝,以浙江省高速公路某13m装配式空心板梁桥为背景,对加固后铰缝破坏模式及工作性能进行研究。采用有限元软件分别建立铰缝局部(试件)有限元模型和空心板梁整体有限元模型,分析破坏状态下铰缝试件的应力特性和裂缝发展情况,计算跨中偏载作用下空心板梁的挠度特性、应力特性以及荷载横向分布系数变化规律。结果表明:型钢-混凝土组合加固能改变铰缝的传力方式,加固后铰缝破坏模式由弯剪破坏变为弯曲破坏;型钢-混凝土组合加固能显著改善铰缝的工作性能,提高空心板梁桥的承载能力以及加载刚度,促进多片板梁的协调变形,有效减小加载区域板梁与邻近板梁的荷载横向分布系数差异,避免出现单板受力;加固后的装配式空心板梁桥荷载横向分布系数理论计算建议采用刚接板梁法。     

预应力CFRP板加固RC和PPC梁抗弯性能试验

为了掌握预应力CFRP板加固混凝土梁的抗弯性能,进行了6片普通钢筋混凝土(RC)梁及4片部分预应力混凝土(PPC)梁的预应力CFRP板抗弯加固静载试验和非线性有限元分析,探讨不同损伤程度、CFRP板初始预应力大小、梁有效预应力大小等对RC和PPC加固梁的抗弯性能影响。结果表明:采用预应力CFRP板加固后能有效抑制裂缝产生和开展,减小裂缝宽度和构件挠度,显著提高RC和PPC梁的抗弯承载力;加固前的损伤程度越大,CFRP板也越早发生剥离,抗弯极限承载力降低也越大,破坏时CFRP板总是先发生剥离而后断裂;非线性有限元模型能够预测预应力CFRP板剥离前加固梁的抗弯行为,计算结果与试验结果吻合较好;建议CFRP板的初始预应力度控制在0.5左右比较合适。     

加固T梁承载能力评估试验研究

本项目研究依托于某座预应力混凝土简支T梁桥加固工程,取其中一片T梁为试验构件,采用粘贴钢板进行加固,通过开展单梁破坏性试验,对比分析加固前后T梁试验结果,今后在评价同类型桥梁的极限承载能力、风险安全评估和加固效果验证,具有重要的理论指导和工程实际意义。结果表明,采用钢板加固法一定程度上可减小梁体挠度、限制或延缓裂缝开展,对T梁承载能力的提升具有显著作用。     

某立交桥加固改造设计与施工

某立交桥为7跨20 m预应力空心板简支梁桥,运营多年后发现主梁整体性不足,单梁受力状况突出,桥面板出现纵向开裂等病害,同时桥墩盖梁出现弯曲裂缝,侧向挡块破损严重。针对病害情况,确定采用外包钢板加固盖梁、钢-混组合梁替换旧桥部分薄弱梁体、中部三跨由简支到三跨连续的结构体系转换等方法对桥梁进行加固改造。加固改造设计验算结果表明：加固改造完成后的桥梁承载能力能够满足目前的设计需求,具备较高的安全储备。加固改造施工时,采用人工配合风镐拆除旧桥桥面板,吊除梁体;按照设计的加固位置采用外包钢板加固盖梁;钢-混组合梁施工采用先吊装单根钢梁、后吊装横向联系梁的方案;按施工工序进行钢-混结合部和桥面铺装施工。该桥加固改造完成后桥梁运营状况良好。     

预应力CTRC板加固预载梁弯曲性能的数值研究

对预应力CTRC板加固预载梁的弯曲性能进行了试验和数值模拟研究。根据预载梁的卸载水平和持载水平设置了6个试验工况。试验和数值模拟结果表明,加固梁极限承载力的数值模拟结果与试验结果接近。与未加固的模拟梁相比,加固梁的极限承载力模拟值明显提高,极限承载力模拟值提高的最大比例为74.0%,但卸载水平和持载水平对加固梁的极限承载力影响较小。试验结果和数值模拟结果的对比证明了预应力CTRC板加固预载梁数值模拟的有效性和准确性。     

碳纤维布加固RC梁受弯性能参数分析

建立了碳纤维布加固RC梁的ANSYS模型,选择合适的单元材料(碳纤维布选择Shell41单元,砼选择Solid65单元,钢筋选择Link8单元),选取6个可能对碳纤维布加固钢筋砼梁抗弯性能影响较大的参数,得出了试验梁的荷载挠度曲线和极限承载能力计算值,研究了这些参数变化对加固梁承载力、刚度的影响。     

体外预应力加固RC梁受力性能试验

为了确定合适的张拉控制应力和束高,为体外预应力加固提供合理的参数,制作了7根缩尺试验梁,分别开展了不同张拉控制应力和束高下的体外预应力加固RC梁受力性能、破坏模态和极限承载力的试验研究,测试了荷载、挠度、应变、裂缝的发生以及发展状况等。同时,依据承载力理论计算得到各试验梁的理论承载力,利用ANSYS软件将试验值与计算值进行对比分析。研究结果表明:被加固梁破坏模态与未加固梁类似,均呈现显著的塑性破坏特征,二者破坏前有明显的裂缝发生、发展过程,但持续时间较未加固梁大大增加;增大束高有利于提高梁的承载能力,但束高增大到一定程度后,由于挠度增加导致钢束对梁体二次效应显著,梁体承载能力的增大效应显著削弱;张拉控制应力越大,被加固梁开裂荷载与极限荷载越大,钢绞线应力增量越小,较大的张拉控制应力有利于充分发挥体外预应力加固效应,但当张拉控制应力小到一定程度时,改变张拉控制应力大小对被加固梁承载力几乎无影响;相比于变化张拉控制应力,束高的改变对梁体受力性能的影响更加显著;体外预应力加固在提高原梁承载能力的同时,显著改善了其延性,破坏时梁体塑性发展更加充分。     

苏嘉杭高速公路南段扩建工程桥梁改造设计

该文介绍了苏嘉杭高速公路由四车道扩建为六车道的桥梁改造设计。重点介绍内侧波形护栏改造、板梁加固改造、T梁加固改造及板梁拼宽改造设计的要点和方案选择。     

典型16m简支T梁加固措施案例分析

对广东顺德西安亭大桥(旧桥)引桥中的16 m简支T梁进行工程案例分析,通过对横隔梁加固、铰接缝改为现浇刚接、增强桥面铺装与梁体的粘结等方式对桥梁进行维修加固,并对加固方式进行有限元模拟。经计算表明,T梁加固效果明显,承载能力显著提高。     

预应力钢丝绳加固RC混凝土梁桥抗剪性能试验

在役桥RC梁因行车荷载及环境因素的作用,常常出现梁端斜裂缝,影响行车安全,为此对旧有桥梁进行抗剪加固已成为旧桥研究改造领域的研究热点之一。本文通过对预应力钢丝绳加固RC梁的抗剪试验,系统研究了抗剪加固的机理和原梁损伤度、钢丝绳布置方式对抗剪加固效果的影响。研究表明预应力钢丝绳对抗剪承载力提高的作用机理与钢筋混凝土梁的腹筋作用相似,可有效的延迟钢筋混凝土梁的斜截面开裂,提高极限抗剪承载能力;原梁损伤度对抗剪加固效果有一定的影响,原梁裂缝小于0. 2mm时,注胶效果不理想,提高幅度较小。从抗剪承载能力来看,U型闭合布束优于U部束(锚于腹板上)方案;钢丝绳间距在200mm以下时,减少间距对极限抗剪承载能力影响不大;当间距大于200mm后,随着间距的增大加固梁的抗裂荷载及承载能力的提高幅度逐渐降低。论文研究成果为桥梁抗剪加固设计提供了参考。     

体外横向预应力对板梁加固的实效分析

介绍了体外横向预应力技术在某高架桥预应力混凝土装配式板梁加固中的应用.通过试验段加固前后两次静动荷载试验结果的对比分析,证明装配式板梁施加体外横向预应力的加固措施将有效地提高结构的整体性和刚度.加固效果显著.