内嵌预应力混杂筋材加固混凝土梁试验研究

基于螺旋肋钢丝、CFRP筋材两种材料的特点,提出将预应力螺旋肋钢丝、CFRP筋材混合内嵌于混凝土梁中的加固方法,并通过对1根对比梁、6根内嵌不同加固筋材的试验梁进行静力加载试验,系统分析了加固梁的抗弯承载能力、变形能力、裂缝状况、破坏形态和延性等。研究结果表明,加固方法在满足延性要求的同时,能够显著提高试验梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载,改善被加固梁的变形能力。其中,BF1P2-45加固梁的加固效果较好。研究成果可为其他相关研究提供参考。     

内嵌预应力筋材加固混凝土梁的延性性能研究

螺旋肋钢丝具有良好的低松驰性能和高强度,其锚固性能和延展性能比预应力碳纤维板更好。对预应力螺旋肋钢丝加固量、初始预应力等参数与结构屈服曲率、极限曲率之间的关系进行计算,推导出内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝梁的延性系数计算式,以确保加固构件承载力提高的同时满足延性要求。在此基础上根据推导结果进行试验,将延性系数计算结果与试验研究结果进行对比理论计算结果与试验结果吻合良好表明推导出的延性系数计算式正确,可以在实际工程中使用。     

内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁受弯性能试验研究

采用内嵌预应力加固法张拉系统,提出开槽、加固和张拉螺旋肋钢丝、填胶的施工工艺,并在此基础上,进行了10个内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁试件的试验研究。结果表明,采用内嵌预应力螺旋肋钢丝加固法,能够较好地改善被加固钢筋混凝土梁的整体工作性能,大幅度提高其开裂荷载,对屈服荷载和极限荷载也有明显的改善。随加固量及预应力水平不同被加固梁开裂荷载提高幅度为72.6%~321.26%,屈服荷载提高幅度为6.19%~99.09%,极限荷载提高幅度为46.04%~135.27%,加固效果明显。该加固方法能够有效改善加固梁的延性和安全性能,梁试件刚度提高明显,对裂缝的产生和发展都有约束作用,具有良好的加固效果,同时螺旋肋钢丝的高强性能也得到了充分发挥。     

内嵌预应力碳纤维筋加固混凝土梁受力性能试验研究

通过对内嵌预应力碳纤维加固混凝土梁的静力加载试验,对其受力过程、破坏形态、承载力、延性和变形情况进行了分析。试验结果表明：内嵌预应力碳纤维筋加固混凝土梁能大幅度提高被加固梁的开裂荷载和极限荷载,延迟裂缝开展,改善梁的正常使用状态;有效减小加固构件的变形,延缓筋材屈服,充分利用碳纤维筋的高强性能;且随着加固量及初始预应力水平的提高,被加固试件的延性有所降低。内嵌预应力碳纤维筋加固法能有效解决现有加固方法在材料利用不充分,粘结剥离破坏等方面的缺点,是一种行之有效的加固方法。     

表层内嵌桁架螺旋肋筋加固混凝土梁抗弯试验研究

按正常配筋浇筑了18根钢筋混凝土梁,根据螺旋肋筋与钢筋连接方式的不同,在混凝土梁受拉区混凝土保护层内开槽,在槽内嵌入螺旋肋筋或螺旋肋筋与钢筋组成的桁架,用专用树脂对槽道进行充填,待树脂固化完成后,对梁进行弯曲试验。试验研究表明:内嵌螺旋肋筋及其与钢筋组合桁架加固后的混凝土梁,其极限承载能力、刚度及抗裂性能均有明显改善。随着嵌入加固量的增加,加固梁的极限承载能力得到明显提升,钢筋与螺旋肋筋的焊接点是薄弱环节,导致加固梁出现脆性破坏特征;与对比梁相比,内嵌1根螺旋肋筋加固的混凝土梁极限承载能力提高了35.1%和42.2%;内嵌2根螺旋肋筋加固的混凝土梁极限承载能力提高了73.3%和77.8%。     

内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁预应力损失试验研究

针对内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁技术特点,研发了预应力螺旋肋钢丝张拉锚固体系,测试并分析了试验过程中预应力损失情况。结果表明,预应力损失随螺旋肋钢丝加固量及初始预应力水平的增加而增加,其中锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失很小,不超过5%,应力松弛引起的预应力损失相对较大,在5%~10%之间,放张引起的预应力损失大小介于上述两种损失之间,一般不超过10%,且加固量及初始预应力水平对该项损失的影响较显著。研究结果为该新型加固技术更好地应用于实际工程提供了设计依据。     

内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁预应力损失

针对内嵌预应力螺旋肋钢丝加固混凝土梁技术特点,研发了预应力螺旋肋钢丝张拉锚固体系,测试并分析了试验过程中预应力损失情况.结果表明,预应力损失随螺旋肋钢丝加同量及初始预应力水平的增加而增加,其中锚具变形和预应力筋内缩引起的预应力损失很小,不超过5%,应力松弛引起的预应力损失相对较大.在5～10%之间,放张引起的预应力损失大小介于上述两种损失之间.一般不超过10%,且加固量及初始预应力水平对该项损失的影响较显著.研究结果为该新型加同技术更好地应用于实际工程提供了设计依据.     

预应力加固法在土木工程中的研究应用

对各种预应力加固法的研究及其应用进行了描述,包括预应力纤维复合材料片材、筋材、布材加固法及预应力拉杆加固法、预应力高强钢丝绳加固法、预应力钢绞线加固法、内嵌预应力螺旋肋钢丝加固法,这些加固方法能显著的改善原结构的受力,有效延迟裂缝的开展,限制裂缝的宽度,提高结构的承载力,增大结构的抗变形能力。     

盐腐蚀环境下内嵌FRP筋加固混凝土界面黏结性能试验研究

为了研究盐腐蚀环境下内嵌FRP筋加固混凝土界面的黏结性能,对27个内嵌FRP筋加固混凝土试件进行盐腐蚀后的单端拉拔试验,分析试件的受力过程和破坏模式,研究内嵌FRP筋黏结长度、腐蚀时间和FRP筋类型对界面黏结性能的影响。结果表明：盐腐蚀的试件破坏模式分为结构胶劈裂、FRP筋拉断和结构胶劈裂且FRP筋弯折等3种,且以结构胶劈裂破坏为主。盐腐蚀环境下内嵌FRP筋混凝土试件的黏结应力与黏结长度、破坏模式与腐蚀时间有关。盐腐蚀环境会影响混凝土、黏结材料及FRP筋的力学性能,加剧黏结界面失效破坏。腐蚀时间为30 d和90 d的内嵌BFRP筋加固混凝土试件的耐盐腐蚀能力高于内嵌GFRP筋加固混凝土试件的,腐蚀时间为60 d的内嵌GFRP筋加固混凝土试件的耐盐腐蚀能力优于内嵌BFRP筋试件的。根据试验数据拟合了盐腐蚀环境下内嵌FRP筋加固混凝土界面黏结-滑移本构关系,其拟合优度达到0.988 0。     

预应力筋材内嵌加固法在混凝土梁中的试验研究

使用预应力筋材内嵌加固工艺,对10根混凝土梁试件进行了加固后的试验研究。试验证明,预应力筋材内嵌加固法,能够很好地改善混凝土梁试件的整体稳定性,加固后混凝土梁试件的开裂荷载值、屈服荷载值和极限荷载值有显著提高。随加固量及张拉预应力值的不同,加固梁的开裂荷载值提高了72.6%~321.26%,屈服荷载值提高了6.19%~99.09%,极限荷载值提高了46.04%~135.27%。说明预应力筋材内嵌加固法能够有效改善加固梁的延性和安全性能,刚度也有明显提高,对裂缝的产生和发展都有约束作用,同时螺旋肋钢丝的高强性能也得到了充分发挥。