钢筋混凝土梁受压区加固后新增混凝土高度分析

针对受压区增大截面加固后的组合截面受弯构件正截面承载力计算公式并没有对其新增混凝土高度的限制条件进行说明,对钢筋混凝土梁受压区加固后新增混凝土高度进行分析.考虑新增混凝土的应变超前效应,对加固后钢筋混凝土梁进行应力应变分析,得到界限破坏的3种形式.对每种界限破坏形式利用截面材料的应力应变关系,得出加固后的钢筋混凝土梁极限承载力计算公式.通过引入截面有效系数和承载力可提高系数以及程序得出新增混凝土高度对其承载力的影响,并进一步得出新增混凝土高度的限制条件.分析结果表明,原截面高度与加固后截面高度比尽量要超过0.8,这样避免原构件的截面受拉钢筋应力很快达到屈服状态,发生少筋脆性破坏的情况.     

底面外贴钢筋加固混凝土梁抗弯性能试验研究

通过1根控制试验梁与5根加固梁的静力试验,对底面外贴钢筋加固混凝土梁的抗弯性能进行试验研究.讨论加固试验梁在不同加固技术参数下(增补钢筋面积、锚栓布置与数量)的裂缝开展、刚度变化和承载力提高等情况,并分析各参数因素对试验梁加固的影响规律.试验结果表明:底面外贴钢筋加固试验梁经加固后其开裂荷载、刚度和抗弯承载力均显著提高;从跨中截面的混凝土应变规律可知,正截面应变符合平截面假定.提出外贴钢筋加固混凝土梁正截面抗弯承载力计算公式,由该公式计算的正截面承载力计算值与试验值吻合良好.     

受压区高度对碳纤维加固的有效性影响研究

为完善公路钢筋混凝土桥梁加固设计理论,本文以T形截面预应力混凝土梁为例,按照《公路桥梁加固设计规范》中的相应公式对碳纤维加固受弯混凝土梁的进行了计算,分析了桥梁高度和配筋率与混凝土截面相对受压区高度的关系,并通过实例将公式计算结果与ANSYS有限元程序分析进行了对比验证。结果表明:当混凝土受压区高度x小于等于fξbh时,采用桥梁加固规范公式计算的加固后抗弯承载力小于加固前承载力,规范公式仅适用于梁高小于0.5m,且配筋率小于0.2%的小型截面梁。     

纤维编织网-ECC加固RC梁受弯性能试验

为研究纤维编织网-ECC联合加固RC梁的受弯性能,对1根普通RC梁和9根加固梁进行了四点弯曲加载,分析了ECC高度和纤维编织网层数对加固梁破坏形态、裂缝分布和承载力等受弯性能的影响。试验结果表明：加固梁受弯破坏时裂缝细而密,且呈现ECC中多、混凝土中少的分布特点;和普通RC梁相比,加固梁纯弯段混凝土裂缝数量增加33.3%~66.7%;增加纤维编织网层数或ECC高度对提高加固梁裂缝数量影响较小;加固梁承载性能随纤维编织网层数和ECC高度增加而提高,当ECC高度与加固梁截面高度之比为0.5且布置3层纤维编织网时,加固梁开裂荷载、屈服荷载、极限荷载和普通钢筋混凝土梁相比分别提高111.11%、37.86%、36.13%;ECC高度和纤维编织网层数对加固梁抗弯刚度影响较小,但影响作用不同;加固梁抗弯刚度随纤维编织网层数增加略有增加,随ECC高度增加略有减小;增加纤维编织网层数或ECC高度可降低加固梁钢筋应变。受弯加载过程中加固梁截面仍保持平面,满足平截面假设。基于正截面受弯承载力计算理论,并考虑纤维编织网利用率,建立了加固梁受弯承载力计算公式。由该公式得到的计算结果与试验结果吻合较好。最后,基于该公式分析了加固梁极限弯矩对ECC高度和纤维编织网层数的敏感性,发现加固梁极限弯矩对纤维编织网层数变化敏感性较低。     

初始应力状态对加固后混凝土梁力学性能的影响

加固后混凝土梁的力学行为与加固时的既有截面初始应力状态密切相关,为了解在不同的初始应力状态下加固混凝土梁的力学性能,通过模型试验,对3片结构参数相同的混凝土试验梁,分别在不同的初始应力状态下采用增大截面法加固,并进行正常使用极限状态与承载能力极限状态下的加载试验,对试验梁的承载力、钢筋与混凝土的应变及裂缝发展过程进行分析。结果表明:在不同的初始应力状态下,加固混凝土梁的正常使用极限状态的承载力存在明显差别;加固后混凝土梁的变形不满足平面假定,其承载力计算必须考虑分阶段受力的影响;初始应力状态对极限承载力影响不大。     

CFRP加固钢筋混凝土梁正截面强度计算方法研究

根据CFRP加固钢筋混凝土抗弯构件的破坏特点，提出了加固后截面承载能力极限状态，界限破坏状态，界限加固量以及混凝土受压区界限高度系数的界定方法，在对现有大量研究成果分析的基础上，建立了基于现行《公桥规》的碳纤维片加固抗弯构件正截面强度计算公式，该公式与《公桥规》衔接紧密，易于设计人员掌握。     

折线先张全预应力混凝土梁徐变曲率试验研究

为了有效地预测折线先张的全预应力混凝土梁徐变挠度,对该类梁的徐变曲率进行了试验研究.通过对2根7.5 m长的折线先张全预应力简支梁进行长期加载,定时观测了2根梁的跨中徐变挠度和不同高度截面的徐变应变,绘制了试验梁的徐变系数和徐变挠度系数时程曲线,并将2个系数进行了对比分析.根据试验粱不同时段跨中截面不同高度的徐变应变实测值,绘制了试验梁不同时段跨中截面弯曲应变徐变图,验证了试验梁长期荷载作用下平截面假定的适用性,并指出徐变作用引起梁跨中截面中和轴的移动情况.基于平截面假定,以根据试验值建立的徐变应变几何模型为研究对象,以曲率参数为纽带,从理论角度推证了徐变挠度系数与徐变系数间的数值关系,与试验结果进行了对比,并提出了在徐变系数已知的情况下徐变挠度系数的计算公式.     

碳纤维加固钢筋混凝土T梁设计研究

使用碳纤维对现有旧桥进行加固是一种高效、经济、安全的方法．本文分析了T形梁的6种破坏形态,提出了新的临界状态判别依据、碳纤维界限用量和混凝土受压区高度界限系数．提出了换算截面的计算方法,建立了基于现行规范的设计方法．并应用于实际工程．取得了满意效果。     

CFRP体外预应力加固钢筋混凝土T型梁试验

利用波形齿锚具实现横向张拉CFRP片材的体外预应力加固技术,对4根完全相同的7 m跨度的T型梁进行加固(梁侧加固3根梁,其中1根梁考虑二次受力影响;梁底加固1根梁);利用普通粘贴CFRP的加固技术对另一根梁进行加固(加固前与前4根梁完全相同);然后对加固后的5根梁进行试验研究。结果表明:梁侧或梁底CFRP片材体外预应力加固能同时显著提高混凝土梁的开裂荷载、屈服荷载、极限承载力以及截面刚度,能有效限制混凝土裂缝宽度的发展,也能充分发挥CFRP片材高强性能,同时加固时有无初始荷载即二次受力对加固后的梁在承载力及变形能力方面均无明显影响。     

双重因素影响下CFRP加固混凝土梁的时变抗剪可靠度分析

为了计算在环境与疲劳荷载双重作用下CFRP加固混凝土梁的时变抗剪可靠度,以侧面内嵌CFRP加固混凝土梁为研究对象.首先,建立加固梁的抗力模型;其次,构建双重作用下加固梁斜截面承载力极限状态功能时变函数;最后,基于JC法计算不同荷载频率下混凝土梁加固前后的时变抗剪可靠度.结果 表明,双重作用下,在服役基准期的50％以内时,混凝土梁抗剪可靠度随服役时间呈现缓和线性下降,而后降低速率快速增大;混凝土梁抗剪可靠度随年交变荷载频率的增加而逐渐降低,年交变荷载频率对混凝土梁的可靠度变化的影响非常明显.另外,在服役基准期的58％之后,采用侧面内嵌CFRP对混凝土抗剪梁进行加固,可以继续服役基准期的12％左右.总地来看,采用侧面内嵌CFRP加固后,混凝土梁的服役寿命在一定程度上有所提高.但是,建议宜在服役前期对混凝土梁进行抗剪加固.     

套箍法加固石拱桥主拱圈的正截面承载力的理论分析

针对石拱桥拱圈加固后的正截面承载力计算问题,提出了考虑加固前截面受力状况及加固材料不同力学性能的计算方法。对加固后的拱圈进行应力应变分析,得出界限破坏的3种形式,对每种界限破坏形式利用截面的协调变形和截面材料的应力应变关系,分析了其极限状态时组合截面的相对界限受压区高度,得出加固后石拱圈最后的破坏模式主要与加固前的初应变及加固层的厚度有关。对应于3种破坏形态从理论上推导出套箍法加固石拱圈在二次受力时的正截面承载力计算公式。计算公式充分考虑了加固前的构件应力水平、加固后截面不同材料组成及构件破坏形态的影响,比现有加固规范的计算取值更趋于合理,为同类加固结构的设计和计算提供了依据。     

外包混凝土加固受弯构件抗弯承载力计算方法

外包混凝土加固简支T形梁属于二次受力构件,新增受拉钢筋具有不同于一次成形构件的应变滞后特性.依据受压区混凝土达到极限抗压强度时受拉区原有钢筋及新增钢筋是否屈服,具有4种界限破坏形式.为了得到各种破坏形式下加固简支T形梁的正截面抗弯承载力,在现有理论基础上作了相关计算基本假定,得出新增受拉钢筋滞后应变计算公式、受拉区原有...     

体外预应力加固混凝土梁延性分析与试验研究

针对体外预应力加固结构在极限状态下可能因延性不足产生无预警破坏的问题,基于弯矩～曲率分析的全过程分析,采用共轭梁法,建立以位移延性系数为指标的体外预应力加固分析方法。制作了6片长4.4m的预应力混凝土简支梁进行荷载试验,研究不同加固方式和体外预应力钢束有效高度对延性的影响。结果表明:采用本文分析方法得到的位移延性系数与试验结果实测值误差很小,该方法可用于体外预应力加固后的主梁延性分析研究;带载与卸载2种加固方式对主梁延性系数影响不大,增大体外预应力钢束的截面有效高度可以在延性损失较小的情况下明显提高主梁的承载能力;体外预应力加固结构的初始内力对结构的延性性能影响不大,体外预应力加固更适合于高强度混凝土的加固。     

缓粘结预应力混凝土梁极限承载力试验

通过4根预应力混凝土梁的极限承载力试验,分别对其开裂荷载、破坏荷载、控制截面应力、裂缝与变形进行了测试,对比了缓粘结与普通预应力混凝土梁的受力性能差异。从试验结果来看,缓粘结预应力混凝土梁具有较好的受力性能,缓粘结与普通预应力混凝土梁的挠度、应变实测数据变化规律基本一致。跨中截面体内应变测试结果表明,缓粘结与普通预应力混凝土梁的体内应变变化规律吻合较好。跨中截面钢筋应变与混凝土应变测试结果表明,缓粘结与普通预应力混凝土梁的应变变化规律基本一致,缓粘结预应力混凝土梁的实测值相对较大。缓粘结预应力混凝土梁的实际开裂荷载、破坏荷载大于普通预应力混凝土梁,矩形、T形缓粘结预应力混凝土梁的开裂荷载实测值较普通预应力混凝土梁偏大6%、10%,矩形、T形缓粘结预应力混凝土梁的破坏荷载实测值较普通预应力混凝土梁偏大4%、3%。缓粘结预应力混凝土梁裂缝宽度实测值较普通混凝土梁相对较小,表明缓粘结预应力筋与混凝土之间具有足够的粘结力。     

钢板-混凝土组合加固矩形梁的抗弯性能试验

为了研究不同设计参数与加固构造对钢板-混凝土组合加固梁抗弯性能的影响,对4根钢板-混凝土组合加固矩形钢筋混凝土梁进行了试验研究及数值与理论分析。试件测量内容主要有荷载、挠度、应变、滑移、裂缝的发生以及发展状况等;然后采用有限元软件ANSYS对试验梁加固后的抗弯性能进行了数值模拟,并依据试验梁达到极限抗弯承载能力时的塑性破坏特征,建立了承载力理论简化计算公式。试验结果表明:钢板-混凝土组合加固可显著提高原梁的极限承载力;植筋间距对加固梁的承载力、新老混凝土界面纵向相对滑移具有显著影响,植筋间距越大则承载力越小,且界面出现纵向相对滑移的荷载值越小;剪跨比对试验梁的破坏形态、极限承载力、界面纵向相对滑移、结构延性均具有显著影响。数值与理论分析结果表明:数值模型能较好模拟试验梁发生弯曲破坏时的受力性能,而对界面滑移与剥离破坏的模拟尚存在不足;理论计算值与试验值在塑性弯曲破坏时吻合较好,脆性剥离破坏时相差较大。     

T形梁桥单面受火后荷载横向分布系数研究

为了研究T形梁遭受单面火灾后,预应力混凝土T形梁桥荷载横向分布系数随延火时间的变化规律,采用Ansys建立实体有限元模型,施加不同的火灾工况,换算T梁截面在高温下的刚度折减,计算受火后梁的荷载横向分布系数并对其时延变化规律进行分析。结果表明:T梁桥在单面受火后,荷载横向分布系数无明显变化。     

锚贴U形钢板-混凝土组合加固RC梁的抗弯试验

为了研究锚贴U形钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土梁的抗弯性能,设计5根加固梁和1根对比梁进行抗弯试验。试件的主要设计参数包括有无加载历史、钢板纵向加固长度、钢板厚度和螺杆间距。加载仪器采用1 000 kN梁柱加载系统,应变采集使用静态应变分析系统,挠度采用机电百分表测量。试验过程中,观测记录试验梁在荷载作用下截面应变、跨中挠度、加固部分与原混凝土之间的相对滑移、裂缝的产生与发展。基于平截面假定,推导试验梁的极限抗弯承载力计算公式,并对比模型试验与理论分析结果。试验结果表明：与未加固的对比梁相比,锚贴U形钢板-混凝土组合加固后的试验梁其开裂弯矩提高近50%,极限抗弯承载力提高约1倍;钢板纵向加固长度对梁的整体刚度有显著的影响,加固范围越大刚度提升越显著;加固范围应充分考虑加固部分截断处截面的抗剪能力,避免使试件从塑性弯曲破坏模式变成脆性剪切破坏模式;对比螺杆间距15 cm与30 cm试验梁的结果发现,只要符合构造要求的螺杆间距对试件的承载能力影响很小,但对裂缝开展有一定的影响,螺杆间距越密其裂缝开展明显变小;随着加固钢板面积增大,抗弯承载力也随之提高。针对加固后适筋破坏的RC梁,推导了极限抗弯承载力计算公式,利用公式计算出的极限抗弯承载力的理论值与试验值相对差值均在10%以内。     

基于荷载试验的斜拉桥加固结构承载能力评估

利用荷载试验方法对某协作体系混凝土斜拉桥箱梁局部腹板加固后的结构承载能力进行评估。首先,建立加固部位局部有限元模型;基于荷载试验应变数据,评估加固部位的损伤程度,通过截面折减模拟损伤影响,建立考虑局部损伤后的整体单主梁模型;最后,结合试验数据及理论对比分析,评估加固后局部和整体结构的工作性能。试验与理论分析表明,为考虑损伤影响,加固部位原A型腹板厚度应乘以折减系数0.7。加固后,桥梁各控制截面强度和结构总体刚度均满足规范要求,桥梁承载能力满足正常使用荷载的通行要求。     

用CFRP板加固小跨度结合梁桥受力特性的参数研究

给出采用CFRP板加固的钢-混凝土结合梁的受力特性参数的数值分析研究结果.通过截面的弯矩～曲率关系来研究一些重要参数对截面受力特性的影响.这些参数包括混凝土的抗压强度、钢材的屈服强度、CFRP板的厚度、CFRP板极限应变和钢梁下翼缘的面积.此外,还采用梁格法分析各种荷载工况下典型的小跨度结合梁桥主梁损伤对总体荷载分布的影响.     

自锚式梁下斜张简支桥梁的冲击系数研究

以梁下斜张简支梁为研究对象,根据规范计算得到其冲击系数,并与无斜张索的简支梁冲击系数进行对比。基于瞬态响应分析法,通过ANSYS有限元计算,得到在不同速度移动荷载作用下,不同主梁截面形式、不同撑杆布置形式的梁下斜张简支梁桥主梁各点的冲击系数分布规律,并对不同大小的移动荷载作用下的主梁跨中冲击系数进行参数分析。结果表明:①梁下斜张简支梁桥的冲击系数大于相同主梁的简支梁桥;②斜张梁的冲击系数分布规律均为梁端处较大而跨中处较小;③主梁截面形式、撑杆布置形式及移动荷载速度均对冲击系数造成较明显影响,而移动荷载大小对跨中冲击系数的影响不明显。