外部粘贴预应力碳纤维板技术加固桥梁结构的工程应用与评估

采用外部粘贴预应力碳纤维板技术对金刚桥进行加固。金刚桥是一座已使用40多年的钢筋混凝土简支T形梁桥,开裂严重,抗弯刚度退化,在汽车荷载作用下梁体挠曲变形明显,需要进行加固并提高其通行荷载。根据正截面承载力验算结果,确定在主梁底部和梁肋两侧尽可能接近底部的位置粘贴预应力碳纤维板进行加固,以提高抗弯强度。加固过程中采用结构基座式的预应力张拉设备对碳纤维板施加1 000 MPa的初始应力,并在桥梁支座处通过永久性锚具设置了可靠的锚固。加固完成后采用标准荷载对桥梁进行荷载试验。试验结果表明:应用预应力碳纤维板加固技术,桥梁结构承载力满足加固设计荷载要求,且挠曲变形显著减小,桥梁结构的内力分布得到明显改善。     

侧贴预应力CFRP板加固混凝土梁抗弯性能的试验研究

采用自主研发的碳纤维增强(CFRP)片材锚具及张拉装置,对8根用CFRP板不同形式加固的钢筋混凝土梁模型试件进行抗弯性能试验,研究预应力碳纤维板侧面加固对被加固钢筋混凝土梁的承载能力、使用阶段变形和裂缝的影响,以及被加固钢筋混凝土梁使用阶段碳纤维板的应力分布和延性。试验结果表明:侧贴预应力碳纤维板加固可明显提高受弯构件开裂荷载及屈服荷载,减小构件使用阶段的变形及裂缝;两端可靠锚固能防止剥离破坏,充分利用材料强度,还能同时改善构件的延性性能。     

新型体外预应力体系预应力瞬时损失试验研究

为满足朔黄铁路T梁提载要求,针对桥梁的特点和构造,采用新型体外预应力体系对其进行强化加固。该体系的锚具、预应力束和转向器均与普通体外预应力不同,预应力损失不能直接按现行规范进行计算。通过24 m足尺梁张拉试验,利用IMC数据采集系统动态记录体外预应力筋在张拉过程中有效应力的整个变化过程,简捷准确地获取了新型体外预应力体系锚固损失、摩擦损失的试验数据。研究结果表明：体外预应力锚固损失为0．98％σcon,摩擦损失为1．6％σcon,摩擦因数μ为0．063。试验结果为该新型预应力体系的设计和施工提供了有效计算依据,也为今后改善体外预应力结构体系提供了参考。     

预应力碳纤维板加固RC梁二次受力抗弯性能研究

为研究预应力碳纤维板加固RC梁二次受力抗弯性能,制作3根钢筋混凝土梁试件。采用改进后的夹片式锚具对其中两根实验梁分别进行了10次碳纤维板张拉,获得了负载张拉阶段实验梁相应的力学数据。对比分析实验梁相对于对比梁抗弯承载力的提高效果,进行预应力碳纤维板加固RC梁抗弯承载力公式推导。实验结果表明:在较大负载情况下对RC梁进行碳纤维板张拉,能有效改善被加固梁的抗弯性能;推导的抗弯承载力公式计算值与试验结果吻合较好。     

预张碳板加固已承受荷载的RC梁弯曲试验

研究目的:根据外贴纤维增强聚合物(fibre reinforced polymer,简称FRP)片材加固已受荷载作用的RC梁加固材料FRP强度利用率不高、正常使用阶段性能改善不佳等缺点,首先对混凝土梁施加一定的初始荷载,然后对碳纤维增强聚合物(CFRP)薄板施加预应力再锚固并粘贴于混凝土梁受拉面,研究预应力、混凝土梁初始受荷状态等参数对试验梁弯曲性能的影响;对比预应力CFRP板加固构件与普通外贴CFRP板加固受弯构件的承载力、跨中挠度及应变、裂缝扩展情况等,指出预应力碳纤维薄板加固混凝土桥梁方法的可行性和优越性。研究结论:(1)与外贴加固梁相比,预应力CFRP板加固后混凝土梁的屈服荷载、极限荷载分别提高了15.5%和10.5%;(2)位移延性比未加固的基准梁略有降低;(3)纯弯段裂缝间距相对更小,可有效抑制裂缝的扩展,改善混凝土梁使用阶段性能;(4)本研究成果可供桥梁加固研究及应用参考。     

碳纤维加固混凝土梁的试验研究与工程应用

为了探讨碳纤维加固既有混凝土桥梁的有效性,进行了混凝土梁碳纤维加固的试验研究。通过试验结果分析,发现碳纤维加固可以有效地提高既有混凝土桥梁的承载力和刚度,是加固混凝土梁的一种有效方法。     

预应力CFRP布加固钢梁的施工技术研究

在7根预应力碳纤维布加固钢梁试验研究的基础上,研制了一套预应力碳纤维布的张拉设备,并对预应力碳纤维布加固钢梁的施工工艺和技术进行了研究。试验结果表明,设计的预应力碳纤维布张拉设备及施工工艺是有效的,能显著提高被加固钢梁的屈服荷载和抗弯刚度,且屈服荷载的提高幅度与预应力水平相对应,可为实际工程应用提供参考。     

铁路混凝土桥梁加固施工技术

通过对包神铁路桥梁加固中时桥梁情况进行详细分析,采用了体外预应力加固法、粘贴钢板加固法,并引进了低曰缩锚具、聚合物混凝土等新材料,大大提高了桥梁的整体刚度和稳定性,达到了预期效果。     

铁路旧桥采用碳纤维加固的效果分析

碳纤维加固技术,在桥梁结构加固中已开始应用。尽管碳纤维材料本身具有一系列优异性能,但如何使之与混凝土共同受力,提高结构的承载能力仍是一个关键的问题。文章以混凝土旧桥和既有预应力混凝土T梁采用碳纤维加固前、后的试验结果,分析碳纤维加固桥梁的效果。     

预应力CFRP板加固钢板受拉试验研究

文章对预应力CFRP板双面加固钢板的轴心受拉静力行为进行了试验研究,首先采用一维线弹性理论和三维空间单元有限元模型分析预应力CFRP板双面加固钢板的轴心受拉应力分布,然后对粘贴不同预应力水平CFRP板的加固试件进行轴心受拉试验.结果表明:施加机械锚固装置后,钢板应力水平有很大降低,承载能力相应有很大提高,但刚度提高不大,而且机械锚固装置对保持高承载能力是必须的,应力分布理论值与试验值吻合得很好.试验中还观察到CFRP板高应力条件下很小的蠕变和预应力偏心作用所导致的弯曲应力.短期预应力损失主要由弹性压缩产生,循环荷载下的预应力损失很小.因此总预应力损失可简化计算为短期损失乘以一个安全系数,     

DSM型预应力钢绞线低回缩张拉锚固体系设计与研制

介绍预应力钢绞线低回缩张拉锚固体系中锚具和千斤顶的设计与研制。通过大量的试验检测结果表明,该张拉锚固体系可控制钢绞线回缩量小于1 mm,适用于预应力钢绞线短束的张拉锚固,可显著提高预应力材料的使用效率。     

单根换索式体外预应力体系在75 m跨径预制节段拼装桥梁中应用

体外预应力技术主要用于桥梁和其它结构形式的建筑,体外预应力结构性能、体外预应力钢索的防腐问题、锚具的锚固性能及抗疲劳性能等各方面问题逐步解决之后,促进了体外预应力混凝土结构的发展。结合苏通大桥B2标上部结构75 m跨节段式连续箱梁预制拼装工艺,介绍单根换索式体外预应力体系在该工程中的运用。     

碳纤维板在重载铁路低高度钢筋混凝土板梁体外预应力加固中的应用研究

迄今,预应力碳纤维板应用于重载铁路钢筋混凝土梁加固改造的实例较少,其加固效果尚需深入研究。本文先阐述了体外预应力加固钢筋混凝土构件的设计思路,又根据现行铁路规范对加固前后梁体的应力、挠度及裂缝宽度进行了检算,并通过试验场内的静载试验验证了预应力碳纤维板加固钢筋混凝土板梁的加固效果。研究结果表明,采用预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁能够显著提高梁体受力性能,在1.2倍ZH荷载作用下能够满足运营要求,该技术可以在重载铁路加固改造中推广应用。     

预应力碳纤维片材加固的桥梁使用阶段应力分析初探

预应力碳纤维加固技术因其能明显提高受弯构件在使用阶段的承载力（开裂弯矩、屈服弯矩）和开裂以后的刚度,并且抗腐蚀、耐疲劳而逐渐成为研究的热点。参照设计规范,初步提出了预应力碳纤维片材加固钢筋混凝土梁在使用阶段的应力计算公式,并针对某一实桥,借助设计软件Midas Civil,应用所提出的公式试算了该桥加固以后使用阶段的应力。试算结果表明,预应力碳纤维板的加固效果好于预应力碳纤维布。     

碳纤维技术在桥梁加固工程中应用的探讨

通过对比跨度32 m铁路预应力混凝土梁用不同方法加固前后的力学性能,研究碳纤维加固技术应用的适宜场合。研究结果表明:在抗弯加固方面,碳纤维加固更适合于原结构高度较小、配筋较少、荷载变化不大的构件;对于梁高大、配筋多、活载作用大的桥梁,特别是预应力混凝土梁,因新增碳纤维的面积远远小于实体梁面积,加固后构件的刚度,钢筋应力的改善有限,其加固的效果不如预应力加固。采用黏贴碳纤维布的加固方法基本无法提高实体梁的抗裂性能,但在梁体开裂后,碳纤维对梁体的裂缝发展有较好的约束作用。     

用碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布加固组合梁受力性能试验研究

目前粘贴碳纤维布加固混凝土结构多采用环氧类有机胶,但其软化点过低,多为60～80℃。夏季由于气温高,一些地区混凝土桥梁结构表面温度常超过环氧类有机胶的软化点,用环氧类有机胶粘贴碳纤维布加固的混凝土结构难以满足耐高温要求。为此,选用600℃时强度不低于常温强度的碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布,对经历承载能力极限状态的4根黏结预应力内置圆钢管桁架混凝土组合梁进行加固并进行受力性能试验,获得加固梁的受弯承载力试验值和二折线的跨中荷载-挠度变形曲线。基于试验结果,提出考虑原梁加载历程影响的此类加固梁受弯承载力计算方法,建立与试验结果吻合良好的刚度计算公式。     

FRP加固技术研究新进展

纤维增强复合材料(FRP)在加固工程中的应用是土木工程研究热点之一。围绕国内外FRP加固技术的研究现状以及最新进展,从混杂纤维材料(HFRP)加固、FRP加固砌体结构、预应力碳纤维布(CFRP)加固、CFRP与钢板复合加固混凝土结构等技术的研究方面进行综述。试验研究表明:混杂纤维加固柱的承载力和变形能力优于单一纤维加固,且在承载力提高幅度相同的情况下,成本显著低于CFRP加固柱;FRP加固砌体结构可以提高砌体结构的抗震、抗剪和平面外抗弯性能;预应力CFRP加固技术结合了预应力技术和FRP粘贴技术,能明显提高梁的刚度、屈服荷载和极限荷载,其提高程度随预应力CFRP的用量和预应力水平的提高而增大。预应力加固的研究主要集中于预应力控制值、端部锚固和预应力损失方面。CFRP与钢板复合加固混凝土结构技术作为一种新型的加固技术,可以直接利用钢材参与受力,钢材形成的骨架在约束混凝土变形的同时,还提高了CFRP的利用效率,从而大幅度提高构件的极限承载力,改善构件的工作性能。     

上海建泰预应力工程有限公司

<正>SGP铁路桥梁预应力加固技术上海建泰预应力工程有限公司(简称SGP),是一家以预应力技术为特色,从事特种工程设计、施工、技术咨询的专业公司。在铁路桥梁加固工程领域,SGP应用创新的体外预应力加固技术,在完全不影响列车正常行车的情况下,采用体外预应力碳纤维带、体外预应力拉索等对桥梁进行加固,不仅大幅提高了桥梁的纵向刚度,减小了桥梁挠度,还可以释放桥梁受压区过大的压应力,使桥梁挠度校验系数和压应力校验系数恢复到规范常值范围。SGP体外预应力加固技术具有很好的技术经济性能,应用前景广阔。     

体外预应力加固铁路盖板涵静载试验研究

以目前大秦铁路负荷日趋增大,桥梁的既有损伤不断加重,桥梁不断老化、破损为背景,就盖板涵体外预应力加固课题,对预应力钢筋锚固、预应力的大小等进行了模型试验研究,获取了盖板加固前后的混凝土应变分布、混凝土与钢筋的应力、盖板挠度等数据。试验分析表明,体外预应力加固的方法是可行有效的,施加一定的体外预应力可以大幅度提高盖板涵的承载能力。     

碳纤维布与钢板复合加固钢筋混凝土梁刚度分析

碳纤维布与钢板复合加固是一种新型的加固方法,可应用于桥梁等大跨度梁的加固。本文对12根碳纤维布与钢板复合加固钢筋混凝土梁进行了试验研究,结果表明,碳纤维布与钢板复合加固方法可较大幅度地提高钢筋混凝土梁的截面刚度,减小其变形。在试验研究的基础上,分析钢筋混凝土梁在碳纤维布与钢板复合加固后截面刚度的变化规律,并运用刚度解析法对截面刚度进行了计算,同时结合相关试验资料的统计分析,提出复合加固梁截面刚度的简化计算公式。其计算结果与试验结果吻合较好,可为实际工程应用提供参考。