纤维增强复合材料在工程结构加固中的应用及发展

既有混凝土桥梁和结构的维修与加固是世界各国都普遍关注的研究课题,而纤维增强复合材料应用于加固行业,是目前混凝土结构加固技术方面国际上十分活跃的研究内容.主要对纤维增强材料在工程结构加固中的应用和发展作一些介绍和总结.     

碳纤维加固技术在桥梁加固中的应用

碳纤维增强材料(Carbon Fibre Reinforced Poly-mer简称CFRP,具有极好的比强度和比刚度、优秀耐腐蚀性的纤维增强复合材料已广泛用于混凝土结构的粘贴加固工程,形成了纤维增强复合材料补强加固已有混凝土桥梁的新技术,碳纤维加固技术适用于各种结构类型、各种结构部位的加固修补,如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体、壳体等结构,要求基层混凝土的强度等级不低于C15即可;另外,砖砌体的某些力学性能也可以用碳纤维进行加固。本文根据国内外关于碳纤维增强复合材料补强加固的工程研究,介绍这一新技术的材料特性、施工方法和技术措施。     

混凝土桥梁粘贴加固技术的研究进展

粘贴加固技术是混凝土桥梁结构维修加固中常用的简捷、有效的一种技术方法。近年来，纤维增强复合材料(FRP)粘贴加固技术的研究及应用已成为业内的热点。结合工程管理实践及有关资料，对混凝土粘贴加固技术的研究进展进行了概要地总结介绍。     

碳纤维布加固钢筋混凝土T形梁的受弯性能分析

目前,钢筋混凝土结构面临的最大问题是结构受损后的加固。其中,碳纤维增强复合塑料作为一种新型的加固材料在混凝土桥梁结构中运用越来越多,对钢筋混凝土桥梁的加固效果明显。     

锚喷混凝土加固桥梁施工简介

锚喷混凝土加固旧桥的方法是“新奥法”隧道施工法在桥梁加固中的应用,其原理是通过新增加混凝土与受力钢筋和原结构紧密结合,组成喷射混凝土（含钢筋网）-锚杆-原结构的整体组合结构。既阻止了结构继续变形位移和开裂,又充分发挥原结构的作用,共同承受外荷载作用。该文对锚喷混凝土加固桥梁的施工工艺进行了介绍,可供桥梁加固的工程技术人员参考。     

采用杜拉纤维的超高耐久性桥梁

正日本长崎高速公路二期工事施工用临时栈桥的一部分为采用杜拉纤维(高强度纤维)增强混凝土修建的预应力混凝土桥,结构立面示意如图1所示,桥长15.9m,跨径14.0m。该桥结构形式为简支梁桥,施工方法为固定支架法。主梁没有使用PC钢材和钢筋,采用的混凝土为设计标准强度80 MPa的高强度纤维增强混凝土,混凝土中掺入短杜拉纤维,以提高抗剪强度,不需要像普通混凝土一样配置抗剪加固钢筋。为抵抗弯矩和轴向拉力导致的拉应     

玻璃纤维聚合物加固混凝土桥梁力学性能研究

通过现场试验和计算分析，对一座粘贴玻璃纤维布加固的混凝土桥梁的弯曲承载力、挠度、应变及其动力特性进行了系统的研究，结果表明加固后桥梁的承载力和使用性能均明显提高。在此基础上，指出我国《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》中梁的受弯加固计算方法还有值得商榷之处，尚需改进。     

预应力TRM加固混凝土梁最优预应力计算方法

为了扩大纤维织物网增强水泥聚合物砂浆加固技术(TRM)在钢筋混凝土梁加固上的应用范围,深入研究预应力TRM的力学机理,探索纤维预应力的合理取值范围,提高加固设计计算精度。基于预应力TRM加固混凝土梁模型试验与非线性损伤数值试验交互验证,对比分析了原结构和加固结构承载全过程力学机理,在参数影响规律研究的基础上,建立了分析模型,提出了计算方法,得到以下结论：预应力TRM可以有效改善被加固梁截面的受力状态,提高纤维材料强度的利用率;随着纤维预应力的增大,被加固梁承载力存在一个极值点,此极值点对应的纤维预应力即为最优预应力。最优预应力率并非定值,它随纤维加固量的增大而增大,随混凝土强度的增大而减小,初始荷载对其影响可以忽略。以受拉钢筋屈服、受压混凝土压溃、TRM达到设计强度,即3种材料强度均得到发挥,为最优破坏模式,给出的预应力TRM加固混凝土梁正截面承载力的计算方法及其参数优化后的简化计算公式,并进行了精确性验证,可直接应用于设计计算。研究揭示了TRM加固混凝土梁最优预应力的力学机理,提出了可直接应用预应力TRM加固混凝土梁的计算分析方法。     

钢板-混凝土组合在钢筋混凝土梁加固中的应用

钢板-混凝土组合加固是一种基于钢-混凝土组合梁理论的新方法。介绍该方法在桥梁工程中的实际应用。实践证明,组合加固具有不降低原桥桥下净空高度、不要求原结构表面平整,可显著提高桥梁的承载力、刚度及防撞击能力等显著优点,为旧桥加固提供了新方法。     

外贴FRP加固预应力混凝土梁正常使用极限状态研究

对外贴FRP加固预应力混凝土桥梁正常使用极限状态的抗裂和变形性能进行初步研究。在线弹性混凝土本构模型假定的基础上,推导考虑纤维预张应力影响的性能指标计算公式,并分析纤维预张应力对正常使用极限状态性能指标的加固意义。在此基础上,分析线弹性混凝土本构假定的模型误差及性能指标对非线性混凝土本构模型的参数敏感性,进而提出相应的修正计算方法。     

FRP板加固钢梁的设计方法研究

给出了包括概念设计和计算在内的FRP加固钢梁的设计方法。概念设计给出了评价是否采用FRP进行加固的因素,分析了钢结构加固的要点,并提出采用预应力转移恒载的加固方式。FRP加固钢梁设计的主要步骤是:确定材料属性、评估原有构件的性能、确定所需的FRP截面积、计算界面应力、考虑疲劳荷载下的性能及细节设计。在考虑疲劳荷载作用时,粘接层的最大界面应力不能超过静载强度的30%。     

桥梁加固后评价方法研究

为满足未来大规模桥梁维护管理的需要,以国内外建设项目后评价的发展概况总结分析为基础,论述了桥梁加固后评价研究工作的重要意义,给出了桥梁加固后评价的基本概念,提出了桥梁加固后评价的内容,应包括目标评价、实施过程评价、技术性评价、效益性评价、影响性评价及持续性评价,并对桥梁加固后评价方法论进行了探讨,力求为卓有成效地开展桥梁加固工程奠定了理论基础。     

FRP工程结构多尺度不确定性分析研究进展

纤维复合材料(FRP)结构在桥梁工程中的应用日益增多，但其采用复杂的制造工艺导致FRP材料属性及其构成结构性能存在较大的离散性，同时不确定性参数的多层级、非均质和种类多等特点使得其结构可靠性较难准确量化。为推动FRP结构不确定性分析方法和应用研究的进一步发展，从FRP结构不确定性来源、材料力学性能概率预测方法、结构可靠性分析方法3个方面梳理国内外FRP结构不确定性分析方法的研究进展，并探讨其不足和发展趋势。不确定性来源方面，从复合材料制造缺陷分类出发，详细阐述典型制造缺陷的成因、对FRP力学性能的影响及其引起的不确定性。材料力学性能概率预测方法方面，综述了基于均匀化理论的摄动随机有限元法和谱随机有限元法等概率均匀化方法的适用范围，并介绍了上述方法在细观尺度不确定性对宏观力学属性的影响程度和敏感性分析中的应用。结构可靠性分析方面，分别综述了用于FRP结构静力分析、动力分析和屈曲稳定分析的多尺度不确定性分析方法以及可靠性分析方法的研究。研究结果表明：FRP结构显著的几何多层级和复杂的制造工艺不可避免地产生各种缺陷而造成力学性能下降和离散性，采用试验、细观力学模型和均匀化方法并结合随机有限元...     

波形钢腹板PC箱梁桥应用综述

介绍了波形钢腹板PC箱梁桥在国外的应用发展概况，给出了国外波形钢腹板PC箱梁桥的一览表。对这种新桥型的构造要点、结构特点进行了阐述。结合部分典型桥例，对该桥型的最新发展趋势进行了介绍，最后展望该类型桥梁在国内的应用前景。     

槽钢八字撑加固技术在桥梁加固中的运用

大件运输引起的桥梁加固时有发生。文章结合贵州省李关桥的加固实例,介绍了用槽钢作为八字撑加固桥梁的加固技术及其在大件运输中的便利运用。     

桥梁加固实施过程评价

实施过程评价是桥梁加固后评价的一项重要内容,结合桥梁工程的特点,参考传统的后评价理论,对桥梁加固项目实施过程评价的主要内容进行了研究和探讨,建立了桥梁加固实施过程评价的定量评价指标体系。     

桥梁加固环境影响评价方法研究

为全面评价桥梁的加固效果,以桥梁加固后引起通行车辆的变化为出发点,分析了桥梁加固项目的环境影响性评价内容和方法。采取相应的环保措施可有效的减少或消除项目对环境的影响,分别从噪声控制、空气污染控制和水污染控制三个方面分析评价桥梁加固项目的环境污染控制措施的执行情况及效果。     

组合体系拱桥的发展与应用综述

近年来,随着生产技术的发展和人们审美要求的提高,拱式组合体系桥梁得到了广泛的应用。组合体系拱桥已不仅限于传统的梁拱组合,还出现了拱与各种结构形式的新型组合。阐述组合体系拱桥的发展,分别介绍各种组合体系拱桥的受力特点,并给出具体的应用实例。     

景观桥梁设计方法与实例分析

分析景观桥梁的设计原则,包括：适用、经济、绿色、美观;总结景观桥梁常用的设计方法,包括：加强桥梁结构造型设计、注重桥梁建筑文化设计以及重视桥梁的环境因素,与环境融合;最后通过工程实例——江阴花北路桥的方案构思及设计过程,展示景观桥梁设计方法在实际设计项目中的具体应用。