预应力CFRP加固技术的研究及工程应用

在自主研发的一套预应力CFRP板加固技术的基础上,通过预应力CFRP板加固钢筋混凝土梁的受弯试验,验证了预应力CFRP加固技术的加固效果,并将该技术应用于在役结构的加固,介绍了实际工程加固的设计计算方法及施工工艺。结果表明:预应力CFRP板加固钢筋混凝土梁能有效改善梁的受力性能,该技术适用于实际加固工程。     

预应力CFRP板加固混凝土梁研究综述

CFRP板加固混凝土梁是一种新型的加固方法,但该方法存在着CFRP板强度利用率不高、对梁正常使用性能改善不明显等问题。通过对CFRP板施加预应力,不仅可以充分利用CFRP板的强度,还能有效地改善加固梁的受力性能,进一步抑制梁的变形和裂缝的开展。目前国内外已有的研究主要包括预应力CFRP板锚具研究、预应力CFRP板加固混凝土梁试验研究、预应力CFRP板加固混凝土梁非线性有限元分析以及预应力CFRP板加固混凝土梁理论研究等4个方面。对国内外预应力CFRP板加固混凝土梁的最新研究成果进行了较为系统的综述与分析,并对将来的发展趋势进行了展望。     

端锚预应力CFRP板加固混凝土梁的施工技术研究

介绍预应力CFRP板加固钢筋混凝土梁的施工工艺和技术,包括预应力CFRP板的张拉设备、加固施工流程和技术要点等,利用自行研制的预应力CFRP板配套锚具,完成了6根预应力CFRP板加固钢筋混凝土梁的受弯试验。结果表明：与非预应力CFRP板加固方法相比,可提高构件的受弯承载力和抗裂度,该加固技术可直接应用于实际工程。     

预应力混凝土结构抗火研究进展

总结了近年来预应力混凝土结构抗火研究进展,包括预应力筋高温力学性能、预应力混凝土梁板抗火试验、足尺预应力混凝土梁板抗火性能、活性粉末混凝土高温力学性能、高温下混凝土的爆裂规律、CFRP布加固混凝土梁板抗火性能、预应力混凝土梁板以及用耐高温无机胶粘贴CFRP布加固的混凝土梁板抗火设计方法等,分析了预应力混凝土结构和CFRP布加固混凝土结构抗火研究中尚存在的一些问题。分析表明：大尺度预应力混凝土梁的抗火性能优于小尺度梁,用耐高温无机胶替代环氧类有机胶粘贴CFRP布加固混凝土梁板并以此提高结构的抗火性能是可行的,大尺度预应力构件及预应力整体结构的抗火性能及其抗火设计方法等是今后一段时间预应力混凝土结构抗火研究领域值得关注的课题。     

CFRP板加固预应力空心板受弯性能的试验研究

对CFRP板加固预应力空心板进行了试验研究,初步探讨了CFRP板加固后的预应力空心板变形性能和承载力的变化规律。     

预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁施工工艺及试验研究

在研究已有的预应力CFRP片材加固施工工艺的基础上,利用自主研发的一套预应力CFRP板张拉设备,对6根预应力CFRP板加固混凝土梁进行抗弯试验,介绍预应力CFRP板加固混凝土梁的施工方法和端锚预应力加固技术的关键工艺,可为实际工程应用提供参考。     

预应力CFRP布加固混凝土梁的受弯承载力分析

目前，我国有很多的混凝土桥梁由于各种原因需要维修或加固。近年来，采用CFRP布进行混凝土结构加固的技术在国内外得到广泛应用。为充分利用CFRP布的高强特点，对CFRP布施加预应力后，再粘贴于梁底进行受弯加固，可以取得更好的加固效果，成为近年来CFRP加固混凝土梁的一个发展方向。本文在试验研究的基础上，对预应力CFRP布加吲混凝上T型粱的受弯承载力进行了分析，并提出了有关计算公式。     

预应力碳纤维复材板加固桥梁短期预应力损失监测

在介绍内嵌光纤光栅传感器(OFBG)的碳纤维复材板(CFRP)制作工艺和基本性能指标的基础上,结合大窑湾六号桥的病害检查评估工作,给出了相应的加固方案以及OFBG-CFRP智能板布设工艺,成功监测了后张预应力CFRP板加固施工阶段智能板的实时应力状态,并预测放张后锚具变形导致的短期预应力损失值。结果表明,埋入的光纤光栅(FBG)可以连续实时地监测CFRP板的应力状态,这种新型OFBG-CFRP智能板为桥梁结构加固施工阶段的健康诊断提供有效手段,同时,光纤光栅的稳定性与耐久性满足钢筋混凝土桥梁结构长期健康监测的要求。     

预应力CFRP板加固混凝土梁设计理论研究

基于预应力高强度CFRP板加固混凝土梁的受弯试验与理论分析,对其设计理论进行了较系统的研究。提出了CFRP板预应力损失和预应力CFRP板加固混凝土梁抗裂度的计算方法。通过截面极限状态分析,分别提出了界限破坏、受压破坏和受拉破坏模式下受弯承载力的理论计算公式。建议CFRP板的张拉控制应力取为其极限抗拉强度的0.5~0.6倍。此外,在考虑预应力CFRP板等代的基础上,提出了预应力CFRP板加固混凝土梁裂缝宽度和挠度的计算方法。     

预应力CFRP板加固混凝土梁正截面受弯承载力的计算方法研究

国内外试验表明,预应力碳纤维板(CFRP板)加固钢筋混凝土梁可以有效地改善梁的受力性能,提高CFRP板的利用效率,但目前我国现行规程以及ACI440.4R-02规程中都没有预应力CFRP板加固混凝土梁的设计条款.对预应力CFRP板加固混凝土梁的正截面受弯承载力的计算方法进行了研究,基于受弯截面的极限状态分析,分别提出了两种破坏模式下正截面受弯承载力的计算公式;为了验证公式,进行了四根预应力CFRP板加固混凝土梁的单调静力试验,并对国外完成的14根预应力CFRP板加固混凝土梁的试验结果进行了对比,结果显示,吻合良好.     

体外预应力碳纤维布加固钢-混凝土组合梁的试验研究

本文主要研究体外预应力碳纤维板加固钢-混凝土组合结构简支梁桥的力学性能。从顶杆间引入碳纤维板预应力筋,既能对主梁施加预应力,又能在主梁底端提供一个向上的顶升力,减小原结构的挠度。因此,通过顶杆间引入碳纤维板预应力筋,可以提高加固施工的速度和效率。通过缩尺模型静力试验,研究了碳纤维布用量、预应力筋尺寸、顶杆数量等参数对组合梁刚度和承载力的影响。在张拉组合梁的弯曲试验中,通过增加预应力水平和CFRP板数量,有效提高了组合梁截面的弯曲惯性矩,对组合梁屈服承载力和极限弯曲承载力的加固效果提升明显,并且加固试件仍具有良好的韧性。对于第三个组合梁,使用15%预应力水平和3 mm厚度的CFRP板进行加固时,其极限承载能力提高了47.9%,下翼缘的屈服荷载提高了39.8%,弹性阶段的刚度提高了21.66%。     

碳纤维板加固钢筋混凝土梁和预应力钢筋混凝土梁的抗弯性能试验研究

用碳纤维板对2根钢筋混凝土梁和2根预应力钢筋混凝土梁进行了加固处理,对加固后梁的受弯性能进行了试验研究。试验结果表明:使用碳纤维板来提高钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁的正截面承载力的方法是有效的,并且能较好地约束裂缝的发展。     

Study of super long span cable-stayed bridges with CFRP components

This paper introduces new types of cable-stayed bridges with carbon fiber reinforced polymers (CFRP) stay cables and/or a CFRP bridge deck. For each of the two CFRP components, namely, CFRP stay cables and CFRP bridge deck, the key design parameters and design strategies were determined and the appropriate value of each key design parameter was suggested. Using the suggested parameter values, six types of cable-stayed bridges with a main span length of 1400 m were selected and modeled with the finite element method, through which the procedures of designing composite cable-stayed bridges with CFRP components were presented in details. From a mechanical-behavior viewpoint (static and dynamic) a comparative study of composite cable-stayed bridges with different CFRP components was performed through numerical simulations. The economical behavior of each type of cable-stayed bridges was also comparatively studied considering the varying material price. With the high strength-to-weight ratio and other advantages of CFRP materials, it was proven in this study that the use of CFRP stay cables and CFRP bridge decks in super long span cable-stayed bridges is feasible and these types of composite cable-stayed bridges could become an excellent alternative to steel cable-stayed bridges where super long spans are desired.     

预应力CFRP复合HPFL加固桥梁的工程应用

介绍了预应力CFRP复合HPFL加固技术在某桥梁加固工程中的应用,结论表明预应力CFRP复合HPFL加固技术提高了桥梁的整体刚度,有效的抑制了裂缝的发展,加固效果是令人满意的。     

预应力碳纤维板加固混凝土结构预应力损失研究

碳纤维板在张拉及使用阶段的预应力损失分析是预应力碳纤维板加固技术的关键问题之一。在分析总结现有预应力碳纤维加固工艺的基础上,借鉴GB 50010—2012《混凝土结构设计规范》,对预应力碳纤维板加固混凝土结构产生的预应力损失分项进行计算,并给出各项预应力损失的计算方法。在试验研究的基础上,建议预应力碳纤维板加固混凝土结构的预应力损失估算值取为张拉控制应力的10%～15%。     

预应力碳纤维板加固钢结构预应力损失研究

预应力碳纤维板加固钢结构是具有明显加固效果和广阔应用前景的加固技术,碳纤维板在张拉及使用阶段的预应力损失研究是预应力加固技术的一个重要课题。在分析总结现有预应力碳纤维张拉设备及施工工艺的基础上,借鉴预应力混凝土结构预应力损失的分析方法进行分项计算,并提出各项预应力损失的计算方法。利用自主研发的一套碳纤维板张拉及锚固装置对3根钢梁进行加固试验,试验结果表明,提出的计算方法可行。建议预应力碳纤维板加固钢结构的预应力损失估算值取为张拉控制值的15%。     

简直转连续斜箱梁桥单梁静载试验分析

单梁静载试验是检验桥梁在正常运营期间能否保证桥梁正常运营的一个重要手段,通过对单梁静载试验,检测单梁的结构性能是否达到设计文件和规范要求,保证成桥后桥梁的安全。结合某预应力混凝土斜箱梁实例,介绍预应力钢筋混凝土简直转连续单梁静载试验的检测内容、试验步骤和试验结果分析。总结单梁静载试验结果,对预应力钢筋混凝土简直转连续梁桥作出正确的质量评估,为以后的试验提供理论依据。     

重载作用下索-桁架加固结构体系试验研究

溪洛渡±800千伏特高压直流输电工程建设过程中,需要通过公路运输大件设备,这些设备的重量已超过途经桥梁的极限承载力,需要进行临时加固。基于此,介绍了一种重载作用下的桥梁加固技术--索-桁架加固结构体系,该体系主要由预应力钢绞线和桁架组成,通过张拉钢绞线使桁架产生顶升力以抵消桥梁板自重,达到加固桥梁的目的。为了验证该体系的合理性以及加固效果,进行了足尺试验研究,模拟了重型车辆通过一跨桥梁的整个过程,考察了桥梁板加固前后结构响应的变化,研究了钢绞线穿过多个滑轮组后的预应力损失。试验结果表明,采用索-桁架加固结构体系可以部分抵消桥梁板自重,改善桥梁板内力分布,有效提升结构承载力和刚度,桥梁板在加固后以及加载时上下表面均未发生开裂|滑轮组作为转向装置可以有效传递钢绞线内力,穿过多个滑轮组后钢绞线内力损失不大。     

温差对预应力碳纤维材料板加固桥梁结构的应力损失分析

在不同温度下对预应力碳纤维(CFRP)板加固的桥梁进行观测;分析温差对预应力CFRP板的应力损失;通过大量的数据拟合了CFRP板应变差与温差的计算公式,并根据分析结果提出了有实际指导意义的建议。