预应力碳纤维布加固混凝土梁的试验研究

采用自行研制的碳纤维布预应力张拉机具,对10根混凝土梁受力性能进行了试验研究。对比分析了未加固、非预应力碳纤维布加固、预应力碳纤维布加固、施加不同的预应力水平、不同的附加锚固方式梁的开裂荷载、极限荷载、抗弯刚度等受力性能。试验结果表明:粘贴预应力碳纤维布加固可使梁的承载能力有一定程度提高,可大大提高梁的开裂荷载、抗弯刚度,减小梁的挠度和裂缝宽度,能充分发挥碳纤维布高强度特性;在相同预应力水平下,合适的附加锚固方式,可有效防止碳纤维的剥离破坏,进一步提高梁的承载力;所研制的预应力碳纤维布加固技术可用于实际工程。     

碳纤维加固预应力空心板抗弯承载力试验研究

碳纤维布加固预应力空心板是一种新型加固方法．为研究不同碳纤维黏贴量与黏贴方式对加固效果的影响,按工程实际尺寸设计制作了7块预应力混凝土空心板试件,进行了黏贴碳纤维布加固后,在近似均布荷载作用下抗弯承载力试验研究．结合现行碳纤维片材加固设计规程的不足,提出便于应用的抗弯承载力加固设计计算公式。结果表明：用碳纤维布加固预应力混凝土空心板,可以有效提高试件抗弯承载力;提出的计算公式计算值偏于安全,便于黏贴碳纤维布加固设计应用．     

预应力碳纤维加固钢筋混凝土梁的试验研究

为揭示预应力碳纤维加固钢筋混凝土梁结构的受力机理和加固效果,对预应力碳纤维加固的混凝土梁进行了试验研究,提出了简易的预应力施加方法.研究了不同初始张拉值情况下加固梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载的变化,以及承载过程中加固梁体裂缝的发展情况和破坏形式,论证了预应力碳纤维加固法优势和可行性.结果表明：预应力碳纤维加固法,对增加钢筋混凝土梁的抗弯刚度、改善加固结构的抗弯性能和构件的延性方面的影响较大,为预应力碳纤维加固混凝土梁领域提供了依据.     

不同方法加固足尺寸RC梁的抗弯性能

对4种常用加固方法加固的矩形截面钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了对比试验研究.通过10根混凝土梁的抗弯加固试验,研究碳纤维布(carbon fiber sheet,CFS)、非预应力与预应力钢绞线和黏钢加固RC梁的受弯破坏特征,探讨4种加固方法对梁开裂荷载、屈服荷载、极限承载力和延性的影响,比较各种加固梁的裂缝扩展、挠度和刚度变化.研究表明:1)相比未加固梁,CFS、非预应力与预应力钢绞线和黏钢加固梁的开裂荷载分别提高了27.8%、59.7%、94.4%和73.6%;屈服荷载分别提高了12.4%、26.1%、36.2%和37.6%;极限承载力分别提高了48.0%、71.1%、74.6%和75.6%;极限挠度分别减小了23.6%、21.0%、31.1%和19.6%.2)正常使用状态下,预应力钢绞线加固效果优于非预应力钢绞线.3)钢绞线对提高梁二次刚度作用明显,而钢板作用较小.     

预应力碳纤维板加固钢-混凝土组合连续梁负弯矩区试验

为了研究预应力碳纤维板加固钢-混凝土组合连续梁负弯矩区的受力性能,设计了3根6.2 m箱形组合截面的两跨连续梁试件,包括2根加固梁和1根对比梁。碳纤维板布置在负弯矩区混凝土板顶面,通过新型装配式预应力锚固系统进行后张有粘结加固,2根加固梁的预应力水平分别为20%和35%。结果表明:采用预应力碳纤维板加固钢-混凝土组合连续梁的负弯矩区,中支点截面的抗弯极限承载力分别提高了19.4%和28.5%,且抗裂性大幅增强;碳纤维板加固可限制裂缝的形成、发展,减小使用阶段的挠度和裂缝宽度,同时提高极限状态下的变形能力;截面应变符合平截面假定。最后,提出了连续组合梁中支点截面抗弯极限承载力的计算方法。     

预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁的受弯性能

为研究预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁的受弯性能,进行3根碳纤维板加固钢筋混凝土梁和1根对比梁的试验研究。研究预应力以及梁底锚固方式对混凝土梁的受弯承载力、刚度、裂缝发展情况、碳纤维板利用率的影响。试验结果表明：预应力碳纤维板加固可明显提高试件的受弯承载力,提高碳纤维板的利用率,减小裂缝宽度,其延性有所下降,在加固构件设计时需特别关注;两种锚固方式均满足正常使用要求,综合考虑无需开槽的MJ-2锚具适用性更强。     

CFRP板加固混凝土梁不同锚固方式受弯性能试验研究

近年来,碳纤维板在桥梁加固领域得到广泛应用.为了提高碳纤维板的加固效率,本文在总结施工工艺的基础上,利用自己研发的一套CFRP板锚固装置,对4根CFRP板加固混凝土梁进行了抗弯试验.试验结果表明,加固后的混凝土梁开裂荷载略有提高但不显著,而屈服荷载和极限荷载却有30%的提高幅度;U型箍式、钢板压条式、内嵌式锚固方式在抑制钢筋受拉区和混凝土受压区应变的增长、提高CFRP板强度利用率、减小裂缝间距方面依次增强但加固梁的延性都不同程度降低;加固梁在提高后期刚度方面效果显著.     

预应力CFRP板加固钢筋混凝土双向板的正截面抗弯承载力

共制作了6块规格相同的钢筋混凝土(RC)双向板(4块预应力碳纤维板加固RC双向板、1块非预应力纤维板加固RC双向板和1块未加固的对比试验板)进行加载试验,研究预应力碳纤维板加固RC双向板的正截面抗弯承载力.结果表明:非预应力纤维板加固RC双向板、预应力纤维板加固RC双向板的单位和极限荷载比未加固的对比板极限承载力提高程度都较大,预应力碳纤维板加固法的加固效果更明显,碳纤维的强度利用率更高,预应力加固板板材间距较小时,单位板宽受弯承载力增加明显,同对比板相比显著提高了构件的抗弯强度和刚度,理论计算值与试验值较吻合.     

预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁试验研究

通过研制的一套张拉锚固设备对碳纤维板施加预应力后加固试验梁对其进行抗弯静载试验.试验表明未施加预应力CFRP板梁开裂荷载没有影响,而预应力CFRP板加固梁的开裂荷载有明显提高,可以延缓梁的开裂;所有加固梁的屈服荷载、极限荷载都有所提高,同时增加了构件的刚度;试验时粘贴CFRP板加固梁超过了CFRP板极限抗拉强度的25%,而预应力CFRP板加固梁接近粘贴CFRP板的二倍,充分发挥了材料的强度;试验所用的锚具在梁加载过程中没有出现滑移,锚固效果良好.     

预应力CFRP布及预紧螺栓加固RC梁试验研究

为提高碳纤维布加固RC结构的效果及其可靠性,提出了预应力碳纤维布与预紧螺栓联合加固技术。结合在役RC梁的损伤特点及目前的RC梁加固方法,分别采用不同的碳纤维布加固技术对完整梁和破坏梁的抗弯性能进行了对比试验研究。针对目前碳纤维布张拉设备的缺陷,研发了便于现场应用的新型碳纤维布布张拉设备,分析了预应力大小对加固效果的影响。结果表明,预应力碳纤维布及预紧螺栓联合加固技术是一种更可靠的桥梁加固方法,不仅能够提高RC梁正截面的抗弯承载能力及正常使用阶段的截面刚度,而且螺栓预紧锚固碳纤维布能够很好地抑制其在混凝土表面的剥离,提高碳纤维布与混凝土表面之间粘结强度,对碳纤维布施加预应力能够充分发挥其高强性能,有效抑制混凝土裂缝开裂和开展。     

预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁受弯性能试验

为研究钢-混凝土组合梁经预应力碳纤维板加固后的受弯性能,设计4根预应力碳纤维板加固试件和1根不加固的对比试件. 5根试件均为工字形钢-混凝土组合简支梁,采用四点弯曲静力加载.锚固装置为自主研发的装配式预应力碳纤维板锚固系统,碳纤维板与钢梁之间的锚固主要依靠端部锚具,并辅之以专用环氧胶的黏结作用.试验中考虑碳纤维板的加固量和预应力水平两种因素对加固效果的影响.结果表明:加载全过程截面应变基本符合平截面假定;增大碳纤维板的加固量能提高钢-混凝土组合梁的抗弯极限承载力;增大碳纤维板的预应力有助于提高钢-混凝土组合梁的屈服承载力,对结构抗弯刚度贡献有限;破坏阶段碳纤维板有断裂和剥离两种形式,其强度利用率可达到80%以上.所采用的锚固系统锚固力大、可靠度高,工程实用价值大;预应力碳纤维板加固钢-混凝土组合梁,能有效提高结构的抗弯承载力,是一种补强效果很好的主动加固技术.     

碳纤维布加固的钢筋砼吊车梁的抗弯疲劳性能

为研究碳纤维布(CFRP)对加固后钢筋混凝土梁的抗弯疲劳性能的影响,进行了三根CFRP加固梁及一根对比梁的抗弯疲劳试验。研究了碳纤维布加固方式、构件使用荷载等参数对碳纤维布加固钢筋混凝土吊车梁抗弯疲劳性能的影响。试验研究表明:采用碳纤维布加固后,构件裂缝的宽度减小了50.2%~66%,发展速度也得到控制,钢筋应力减小24.1%~28.2%,构件的刚度提高14.9%~16.1%。依据试验结果,从现有规范中关于构件刚度计算以及寿命分析的方法出发,进行了CFRP加固钢筋混凝土吊车梁的疲劳刚度、寿命的计算分析,理论分析结果表明,用这种方法计算得到的结果可以满足工程上对精度的要求。最后以试验结果为基础,对CFRP加固梁的疲劳设计提出了合理化建议。     

碳纤维布加固预应力空心板刚度试验与计算

对7块实际尺寸的预应力混凝土空心板粘贴碳纤维布加固后,在近似均布荷载作用下进行刚度试验研究,分析了加固后试件截面刚度的变化规律,以及碳纤维布不同粘贴方式、不同粘贴数量对刚度变化的影响.并在试验基础上,应用刚度解析方法,得出刚度简化计算公式,进行了刚度计算值与试验值的对比分析.结果表明,碳纤维布加固后,试件刚度提高程度不显著,刚度计算公式计算值与试验值吻合较好,可为工程应用提供参考.     

基于破坏荷载试验的预应力混凝土空心板单板受力分析

已使用10 a的旧桥预应力混凝土空心板的破坏荷载试验研究,分别基于荷载横向分布和单板受力模式进行相应活荷载效应计算及抗力-荷载效应分析,以确定旧桥预应力混凝土空心板的安全性和可靠性．分析结果表明,“单板受力”状态削弱了桥梁结构的整体作用,降低了桥梁的整体承载能力和上部结构的安全性,给行车安全造成了隐患．该结论为在役预应力混凝土空心板桥的加固改造提供了试验及计算依据．     

预应力芳纶纤维布加固混凝土板的受弯试验研究

为研究预应力芳纶纤维布加固混凝土板的受弯性能,进行了8个配筋率相同、加固参数不同的混凝土板受弯试验,参数变量为纤维布的预应力水平和加固用量.对比分析了预应力与非预应力芳纶纤维布加固混凝土板的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、抗弯刚度及延性.试验结果表明,与未加固的混凝土板相比,预应力芳纶纤维布加固混凝土板的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载均显著提高;与非预应力芳纶纤维布加固混凝土板相比,预应力加固混凝土板的开裂荷载显著提高,加固效果随着芳纶纤维布的预应力水平和加固用量的增加更加明显.在试验基础上进行了承载力的分析计算,计算结果与试验值吻合较好.     

碳纤维加固混凝土梁的试验研究

为考察碳纤维的粘贴方式、层数等因素对碳纤维加固的混凝土梁在抗弯性能和力学行为方面的影响情况,分析加固梁在承载过程中的破坏特征与裂缝的发展过程,进行了对比试验研究.结果表明:碳纤维粘贴可以提高钢筋混凝土梁的抗弯刚度、改善结构的力学性能,且碳纤维的粘贴方式对抗弯承载力的提高影响较大,所得结论为碳纤维加固混凝土梁的研究和应用提供了依据.     

内嵌碳纤维板条加固混凝土梁抗弯性能试验研究

为研究内嵌碳纤维板条加固钢筋混凝土梁抗弯性能,对5根试验梁进行抗弯静载试验,对CFRP板条加固梁的破坏形态、极限承载力、刚度、荷载-应变、裂缝等进行了分析,与外贴碳纤维板条加固梁相比,内嵌板条加固梁同样可以改善混凝土梁的力学性能,且内嵌加固梁加固效果优于外贴碳纤维板条加固梁;同时对比分析了以不同黏结材料（环氧树脂、环氧砂浆、水泥砂浆）为不同加固情况对加固梁极限承载力的影响。     

预应力碳纤维布受弯加固混凝土梁的试验研究

预应力碳纤维布具有轻便、高模量、耐久性好的特点,对预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了研究.将4根长度为1.8 m的钢筋混凝土梁在不同预应力水平下的加固性能进行了试验,并对试验结果进行了分析.结果表明,预应力碳纤维布加固构件对提高梁的抗弯承载力和改善截面刚度是有效的.     

基于光纤光栅的预应力碳纤维板加固钢梁抗弯性能试验研究

结合碳纤维增强复合材料(CFRP)的高强特性及光纤光栅(OFBG)的感知特性,研制开发CFRP-OFBG智能复合板,通过试验验证其应变传感性能.完成预应力CFRP-OFBG板加固钢梁静载试验,监测钢梁的应变和屈服破坏过程,研究预应力CFRP-OFBG智能碳纤维板加固钢梁的抗弯性能.结果表明:预应力CFRP-OFBG智能碳纤维板是一种集受力和传感于一体的新型土木工程材料,克服了光纤光栅埋设的工艺问题,并且能有效提高加固钢梁的抗弯性能,具有良好的推广价值和应用前景.     

预应力碳纤维板加固混凝土T形梁抗弯承载力的计算

通过平截面假定和对利用预应力碳纤维板加固可能产生的预应力损失进行分析,并从预应力碳纤维板加固混凝土T形梁后产生的破坏模式的角度去分析加固后混凝土T形梁的正截面抗弯承载力的计算方法,从而提出预应力碳纤维板加固混凝土T形梁正截面抗弯承载力的计算公式,并将理论计算值与试验值进行比较分析,发现两者之间有良好的吻合性.