预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的经典层合理论力学解析

为揭示预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的弯曲变形规律,将层合理论应用到预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁的结构分析中,建立了集中荷载作用下梁内任意点的挠度、应变及层间应力等计算公式,并对预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁的力学性能进行了相应的计算;同时利用基于该理论所建立的公式解释了碳纤雏布与混凝土的剥离、碳纤维布断裂以及混凝土压碎等试验现象的发生过程.结果表明:计算结果与试验结果相吻合,说明采用该理论分析碳纤维布加固的钢筋混凝土梁是正确的.研究结果为预应力碳纤维布加固混凝土结构的分析提供了新的途径.     

预应力碳纤维布加固混凝土圆柱预应力损失试验研究

为了研究预应力碳纤维布加固圆柱的应力损失情况,在恒温恒湿条件下进行了为期30 d的预应力碳纤维布加固混凝土圆柱预应力损失试验。试验考虑的影响因素包括:圆柱的直径大小、预应力大小、柱表面处理情况。试验得到了预应力碳纤维布的摩擦损失量和长期的应力松弛损失量,分析了各因素对碳纤维布预应力损失的影响,得出了预应力损失的发展规律,并提出了减小碳纤维布预应力损失的措施。试验结果表明:当预应力越大、圆柱直径越小、圆柱表面越粗糙,则摩擦损失越大;持荷初期碳纤维布应力松弛发展较快,12 h松弛率可达30 d松弛率的51%以上,之后逐渐趋于稳定;碳纤维布表面涂胶情况下的预应力松弛量较不做处理的情况小;圆柱直径越大、预应力越大,碳纤维布应力松弛率越低。预应力碳纤维布的松弛量和有效应力随圆柱直径及预应力度的增大而增大。摩擦损失占预应力总损失76.4%以上,碳纤维布应力松弛损失相对较小,占总损失的9.9%~23.6%。对加固圆柱表面及碳纤维布表面涂胶可有效减少预应力损失。增大预应力度,可提高碳纤维布有效预应力。试验结果对预应力碳纤维布加固柱的设计及施工具有一定的指导意义。     

预应力碳纤维布加固RC梁抗弯性能研究

 在目前碳纤维布和预应力碳纤维布加固混凝土梁试验研究成果的基础上，对预应力碳纤维布加固梁的抗弯性能进行分析。提出了开裂荷载和屈服荷载的计算公式。计算公式中充分考虑了混凝土的非线性关系，利用等效转化原则提出将混凝土的非线性应力图形转化为等效矩形应力图形计算。提出的公式计算值与试验值比较吻合。     

预应力碳纤维布加固空心板桥极限承载力全过程分析

对承载能力不满足要求的装配式预应力混凝土空心板桥采用预应力碳纤维布进行加固,为了了解加固后的装配式预应力混凝土空心板桥极限承载力,利用Midas/FEA有限元软件建立了预应力碳纤维布加固预应力混凝土空心板桥空间有限元计算模型,进行了加固后装配式预应力混凝土空心板桥极限承载力的全过程分析。研究结果表明:采用预应力碳纤维布对装配式预应力混凝土空心板桥进行加固,可以充分发挥碳纤维布的高强特性,减小钢绞线及混凝土的应力,改善预应力混凝土空心板的受力性能,延缓裂缝的产生;提高预应力混凝土空心板的屈服荷载、极限荷载,使预应力混凝土空心板的承载能力得到提高;增大空心板的刚度,使空心板的挠度明显减小,变形得到有效控制。     

锈蚀钢筋混凝土圆柱加固后的抗震性能

通过试验研究了利用加大截面和碳纤维布包裹复合加固后的锈蚀圆柱的抗震性能,研究变量包括钢筋锈蚀程度、轴向荷载大小以及碳纤维布包裹层数。根据试验结果编制程序,对复合加固锈蚀柱的骨架曲线进行了数值模拟,并分析了轴压比、碳纤维布用量、锈蚀量和加固钢筋用量对加固效果的影响。结果表明:碳纤维布包裹与增大混凝土截面复合加固锈蚀钢筋混凝土构件是一种有效的方法,改善了试件的延性,提高了加固试件的极限承载力和耗能能力,与仅用增大截面加固的试件相比,复合加固试件抗震性能改善明显;提出的骨架曲线确定方法,可用于锈蚀钢筋混凝土结构加大截面和碳纤维布复合加固后的地震时程分析。     

碳纤维加固受弯构件的性能研究

粘贴碳纤维增强塑料加固混凝土桥梁结构是近年来开始在交通领域应用的新技术.以平截面假定为基础的力学模型较好地描述经过预应力碳纤维布加固的受弯构件的工作性能,并进行构件试验,证明利用碳纤维增强塑料加固受弯构件可有效提高受弯构件的极限承载能力,并对裂缝开展的抑制产生有效的约束作用.     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土箱形简支梁的试验研究

传统外部粘贴碳纤维增强复合材料加固技术无法充分发挥碳纤维材料性能,加固效果有限.对2根采用外部粘贴预应力碳纤维布加固的已开裂箱形梁进行了受弯模型试验,并研究了预应力碳纤维布加固对已开裂箱梁抗弯刚度及延性的影响.研究表明,对于受损较为严重的梁,采用预应力碳纤维布加固,碳纤维布对裂缝的扩张有一定的限制作用,对刚度较完好梁,加固后其刚度有所提高,能起到加固的效果,但其延性性能有所退化.在正常体位加固梁时,应该考虑碳纤维布的粘贴质量,对理论计算的刚度值进行适当折减.     

钢纤维增强聚合物缠绕混凝土墩柱的力学性能

为了确定钢纤维布缠绕混凝土柱的加固效果,以钢纤维增强聚合物(SFRP)材料和碳纤维增强聚合物(CFRP)材料分别缠绕的混凝土柱试件为研究对象,利用万能试验机测试其轴向抗压强度、峰值应变与位移延性系数,研究钢纤维布缠绕混凝土柱的力学性能。结果表明:钢纤维布加固效果显著优于碳纤维布,钢纤维布加固素混凝土柱与钢筋混凝土柱可使其抗压强度分别提高89%与44.7%,钢纤维布加固素混凝土柱与钢筋混凝土柱的峰值应变分别提高262%与157%,钢纤维布加固钢筋混凝土柱的位移延性系数提高152%。     

预应力混凝土斜交空心板桥的病害原因分析及其维修加固

调查检测了某预应力混凝土斜交空心板桥的病害,在对该桥进行空间有限元分析的基础上,指出了产生这些病害的主要原因,提出外贴碳纤维布的维修加固方案.加固后的现场荷载试验结果表明,维修加固方案合理可行,桥梁达到了设计荷载的使用要求.     

CFRP布张拉设备原理及施工工艺研究

针对现有的预应力CFRP布张拉设备存在的加固效率低、现场施工难度大等问题,结合CFRP布弹性模量大、抗剪强度低的特点,研发了新型张拉设备,该设备通过碳纤维布自锁装置,能够有效解决张拉时碳纤维布剪切破坏和张拉端锚固时预应力损失问题。通过理论计算确定了张拉设备各部件强度要求,合理地选择了各部件材料。对4根混凝土梁进行了张拉试验,结果表明该设备能够有效实现对CFRP布的预应力张拉,预应力CFRP布加固后的混凝土梁呈现CFRP断裂破坏形式,开裂荷载提高约1.6~2.15倍。     

碳纤维布加固钢筋混凝土桥梁正截面强度计算

针对碳纤维布加固桥梁时的受力机理和破坏形式,以《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)为依据,提出了碳纤维布加固桥梁的抗弯承载力计算公式和应满足的条件,可应用于桥梁的加固设计计算。     

桥梁预应力加固混凝土空心板冻融疲劳试验检测研究

桥梁加固预应力混凝土空心板试验模型设计,桥梁预应力加固混凝土空心试验板冻融试验检测,循环冻融作用下桥梁加固板疲劳性征试验检测。基于粘敷碳纤维布以及粘敷钢板的加固方法,对桥梁疲劳损伤预应力试验空心板,开展循环冻融作用下的模拟构筑件疲劳性征试验检测,以为同类桥梁工程设计及施工应用提供必要技术参考。     

大跨度预应力混凝土连续刚构桥碳纤维布加固与挂篮施工

为了抑制大跨度预应力混凝土连续刚构箱梁混凝土裂缝的发展,采取了对箱梁裂缝区域粘贴碳纤维布补强的加固措施,该文详细介绍了粘贴碳纤维布施工挂篮的加工吊装工艺。     

碳纤维布加固梁的疲劳性能试验研究

通过改变碳纤维布的粘贴长度、粘贴层数、多层碳纤维布的粘贴方式,进行了5根普通混凝土梁和碳纤维布加固完好混凝土梁的疲劳试验,并从材料的应变、梁的挠度、裂缝扩展情况3方面进行了分析。研究发现:经碳纤维布加固后,相同荷载作用下,混凝土梁疲劳性能有了明显改善。     

碳纤维加固受弯构件的性能研究

粘贴碳纤维增强塑料加固混凝土桥梁结构是近年来开始在交通领域应用的新技术。以平截面假定为基础的力学模型较好地描述经过预应力碳纤维布加固的受弯构件的工作性能,并进行构件试验,证明利用碳纤维增强塑料加固受弯构件可有效提高受弯构件的极限承载能力,并对裂缝开展的抑制产生有效的约束作用。     

碳纤维加固桥梁结构界面剪应力的试验研究

碳纤维作为一种结构加固的新型材料已经广泛应用于桥梁加固维修中,但采用预应力碳纤维加固的方式还不常见,而采用预应力碳纤维加固更能够充分发挥碳纤维高强轻质的特点。通过试验验证预应力碳纤维加固钢筋混凝土梁界面层剪应力的理论计算公式,分析预应力作用下碳纤维和混凝土之间的界面层剪应力分布。采用密贴法对释放外力后碳纤维应变进行测量,试验证明试验值与理论值相吻合,并根据理论值和试验值讨论初始预应力、碳纤维厚度和界面层厚度对界面剪应力的影响。     

CFRP布加固钢筋混凝土梁抗弯承载力设计计算方法

为完善公路钢筋混凝土桥梁抗弯加固设计理论,针对CFRP布加固钢筋混凝土梁的受力机理和破坏特点,结合我国现行《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)的设计理论,基于国内文献有关CFRP布加固梁的抗弯试验研究成果,建立了CFRP布加固桥梁的抗弯承载力计算公式,并提出了加固后梁承载力的提高程度、碳纤维布最大用量和最小用量的限制要求。公式计算值与试验值的对比结果表明,所建议公式具有较好的实用性和安全性,可用于公路钢筋混凝土桥梁的抗弯加固设计计算。     

预应力碳纤维板加固受弯构件长期性能研究

在国内外预应力碳纤维板加固混凝土受弯构件研究成果的基础上,对国产预应力碳纤维板的长期徐变性能进行室内试验,并对预应力张拉锚具锚固端碳纤维板的滑移进行观测。试验结果表明:国产碳纤维板在50%左右极限应力长期张拉作用下,碳纤维板徐变量及预应力张拉机具锚固端碳纤维板滑移量都很小,为国产预应力碳纤维板加固混凝土结构的长期性能研究提供了可靠的理论数据。     

外贴碳纤维布加固钢筋混凝土空心板现场对比性试验研究

为深入研究碳纤维布加固钢筋混凝土梁的效果,结合湖北省某高速公路某既有桥梁加固工程,在其空心板底面粘贴2层碳纤维布进行了加固前后的对比试验.结果表明,粘贴碳纤维布可显著降低空心板应力,增加抗弯刚度,有效抑制混凝土开裂.     

预应力混凝土斜交空心板桥的病害原因分析及其维修加固

调查检测了某预应力混凝土斜交空心板桥的病害，在对该桥进行空间有限元分析的基础上，指出了产生这些病害的主要原因，提出外贴碳纤维布的维修加固方案。加固后的现场荷载试验结果表明，维修加固方案合理可行，桥梁达到了设计荷载的使用要求。