预应力碳纤维板在T梁桥加固中的应用与试验

采用外部粘贴预应力碳纤维板对承载能力不满足要求的装配式混凝土T梁桥进行加固,并对比加固前和加固后该桥的荷载试验检测结果,表明预应力碳纤维板加固能有效利用碳纤维板的结构强度,显著提高桥梁的承载能力。     

预应力碳纤维板加固混凝土T梁桥效果评价

文章介绍了一座20m钢筋混凝土T梁桥预应力碳纤维板加固方法,并通过荷载试验、承载能力验算与技术状况对加固效果进行评定。荷载试验结果表明:同一试验荷载作用下,采用预应力碳纤维板加固后的T梁跨中截面应变减小约24%,挠度减小约7%,加固后各片梁受力更加均匀,桥梁的横向联系增大。加固前、后主梁的固有振型不变,一、二阶实测频率分别较加固前增加了2.54%和20.68%。承载能力验算表明:采用预应力碳纤维板加固后主梁抗弯承载能力提高了17%。技术状况评定表明:加固后桥梁总体技术状况评估等级由4类桥变为2类桥。研究表明,预应力碳纤维板加固法可以增加主梁的抗弯刚度和承载能力,是一种合理有效的桥梁加固方案。     

CFRP加固预应力空心板受弯性能非线性有限元分析

为了有效补充有限的试验研究和进一步深入探讨,采用有限元方法对碳纤维布加固预应力空心板进行了非线性有限元分析。根据4块碳纤维布加固预应力空心板的实验研究结果,建立了合理的三维有限元模型。以不同的粘贴方式为参数,进行碳纤维布加固预应力空心板受弯性能非线性有限元分析。结果表明:碳纤维布总用量一定时,粘贴方式为单层四幅的预应力混凝土空心板的极限承载力和延性最为显著,碳纤维布的应变最大。计算得到的荷载挠度曲线、碳纤维布的应变曲线、开裂荷载和极限荷载都与试验结果吻合较好,可以较好地模拟碳纤维布加固预应力空心板的受弯性能。     

碳纤维板-角钢-体外预应力索联合加固梁试验

针对钢筋混凝土原梁,采用粘贴碳纤维板-外包角钢-体外预应力钢绞线三种加固技术,形成联合加固梁。本文制作了六根试验梁,进行荷载试验研究,研究联合加固梁的工作机理,进行裂缝发展和破坏极限状态的分析研究。研究表明：粘贴碳纤维板-外包角钢-体外预应力三种加固技术协同工作,外包角钢的弯曲反弹恢复力和预应力钢绞线的竖向分力对碳纤维板提供了压力,可在碳纤维板面与钢筋混凝土原梁底面两者界面层产生摩擦力,摩擦力可以避免碳纤维板材的粘结滑移破坏,联合加固梁可以大幅度提高原梁结构的开裂荷载、结构刚度和极限承载力,联合加固梁临近破坏时,三种加固材料的强度可得到充分发挥,加固效果优良。     

不同方法加固预应力混凝土空心板受力性能试验研究

采用板底粘贴碳纤维布和板顶叠合混凝土层的方法研究对预应力空心板的加固效果。共进行了3块板的加固试验,分别采用板底粘贴碳纤维布、板顶叠合混凝土现浇层、同时粘贴碳纤维布和叠合混凝土层3种加固方法,通过测试开裂荷载、极限荷载、挠度和应变,研究了加固板受弯性能。结果表明:在本试验条件下,采用板底粘贴碳纤维布方式加固对板的承载力和延性均有大幅提升;采用板顶叠合层加固的方式对板的承载力和刚度有大幅提升,但破坏形式仍为脆性破坏;而同时采用板底粘贴碳纤维布和板顶叠合层的方式,对板的承载力提高更大,延性也大幅提升。     

粘贴碳纤维板—体外预应力综合加固T梁试验研究

针对钢筋混凝土T形梁,进行粘贴碳纤维板加固、体外预应力筋加固、粘碳纤维板-体外预应力综合加固梁对比试验研究,开展三种加固方法加固下T梁的结构刚度、裂缝宽度和极限承载力等结构特性的分析研究。分析表明,粘碳纤维板-体外预应力综合加固梁具有良好的结构受力性能。     

碳纤维布加固预应力空心板承载力与延性试验分析

本文通过7块足尺寸预应力混凝土空心板粘贴碳纤维布后,在均布荷载作用下的试验,进行了抗弯承载力和位移延性的研究。提出了碳纤维布加固预应力混凝土空心板延性的概念和计算方法,分析了碳纤维布不同粘贴方式、不同粘贴量对承载力和延性的影响,可以得出如下结论:碳纤维布加固预应力混凝土空心板可有效提高承载力,提高程度达48%~109%;粘贴碳纤维布后预应力混凝土空心板在预应力钢筋屈服后,其跨中挠度增长显著,显示出较好的延性。     

反拱法加固混凝土受弯构件理论及试验研究

对采用反向起拱粘贴碳纤维布加固混凝土梁构件的基本原理和设计方法进行了初步研究,提出了基于预应力原理的反拱法碳纤维布材加固梁构件的施工工艺。在此基础上,进行了3根试件的试验。通过试验结果对比了不同加固工艺的受弯构件的开裂荷载、极限荷载、抗弯刚度等工作性能,分析了反拱加固的预应力效应。试验发现,反拱加固试件的开裂荷载较普通粘贴加固试件的开裂荷载提高了36.2%,屈服条件下的变形减小了24.2%。试验结果表明,采用反拱加固可方便有效地卸除加固构件的残余应力,并产生预应力效应,可充分发挥碳纤维布材料高强度的特性,提高构件刚度和承载能力。     

先张法预应力道路板可行性研究

基于装配式普通钢筋混凝土道路板,考虑预应力可以提高装配式构件的承载能力,减小板的厚度,提高混凝土板的耐久性,提出了一种采用先张法施加预应力的装配式预应力道路板.采用Abaqus有限元软件进行数值模拟和理论计算,对比分析了道路板的反拱和极限承载力.对比板厚、承载力及自重,分析预应力板的经济性.研究结果表明:装配式预应力道...     

反拱法粘贴碳纤维加固混凝土梁试验研究

通过对不同反拱荷载作用下试验梁开裂荷载和极限荷载的分析,提出了反拱法粘贴碳纤维布加固的最佳反拱荷载,在最佳反拱荷载作用下粘贴碳纤维布能使试验梁达到最佳开裂荷载和极限荷载。通过对比分析挠度数据,得到了反拱法粘贴碳纤维布加固能降低梁挠度,增加速率,延迟梁破坏,提高梁承载力等结论。     

侧贴预应力碳纤维板加固混凝土梁受弯承载力计算方法研究

为了获得侧面粘贴预应力碳纤维板加固混凝土梁正截面承载力的计算式,提出加固梁的破坏分为混凝土压碎和碳纤维板拉断两种模式以及相应的判别方法。分析两种破坏模式下的截面极限状态,并考虑侧面粘贴对碳纤维板加固面积的折减,提出了相应的受弯承载力计算方法。为了验证提出的计算式的正确性,在自主研发碳纤维板张拉及锚固设备的基础上完成4根预应力碳纤维板侧面加固混凝土梁试验,试验梁的破坏模式与试件设计目标相符。用所提出的计算式计算试件的受弯承载力,与试验结果相比,二者吻合较好。最后,提出侧贴预应力碳纤维板加固混凝土梁实用设计方法,可应用于实际工程的加固设计,尤其是当构件底面有管道等障碍物时。     

碳纤维布加固玄武岩纤维复材筋工程用水泥基复合材料混凝土梁的受弯性能

设计制作了三组不同层数的碳纤维布(CFS)加固受弯构件,分别为玄武岩纤维复材(BFRP)筋混凝土梁、BFRP筋工程用水泥基复合材料(ECC)梁和BFRP筋ECC-混凝土复合梁,并对其进行受弯性能试验研究。研究了碳纤维布粘贴层数对加固试件极限荷载、破坏形态、裂缝和变形的影响。结果表明:相同荷载下,复合梁和ECC梁试件的变形和裂缝宽度均小于普通混凝土梁试件。在受弯构件受拉区配置ECC可有效提高构件抵抗变形和裂缝的能力。经粘贴碳纤维布加固后的试件的开裂荷载和极限荷载均大于未加固试件,粘贴一、二、三层CFS加固的复合梁极限荷载较未加固梁分别增加了12. 5%、16. 6%、19. 7%。粘贴CFS布可有效提高构件的承载力和抵抗变形、裂缝的能力。改善效果随CFS粘贴层数的增加而增大,但提升幅度逐渐减小。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁力学性能试验

基于预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁能够提高其承载能力的理论,进行了6根外贴预应力碳纤维布(CFRP)加固钢筋混凝土梁的力学性能试验。研究了在不同预应力和不同端部锚固方式下加固后的钢筋混凝土梁的预应力损失、开裂荷载、跨中挠度、极限荷载及抗弯抗剪性能。结果表明:碳纤维布预应力在一定范围内能够决定钢筋混凝土梁的加固效果,同时在梁端部采取锚固方式能有效阻止预应力碳纤维布在放张过程中的预应力损失;预应力碳纤维布加固后梁的开裂荷载随着预应力的增大而增大,最大增大幅度达到81.8%;极限荷载在一定范围内随预应力的增大先增大后减小,极限荷载最大增大幅度为41.07%。     

预应力碳纤维布加固损伤钢筋混凝土梁抗弯性能研究

为了研究预应力碳纤维布加固损伤钢筋混凝土梁的抗弯性能,通过对1根普通梁、1根直接粘贴碳纤维布加固梁、1根直接粘贴预应力碳纤维布加固梁、2根加载至裂荷载后分别进行碳纤维布加固和预应力加固梁的抗弯性能试验研究,分析碳纤维布、预应力碳纤维布加固对钢筋混凝土梁抗弯性能的影响。试验结果证明,在梁加载至裂荷载后再进行碳纤维布加固对梁的承载力、抗弯刚度、碳纤维布应变/利用率、抑制裂缝增长提高更为明显。     

预应力碳纤维布加固RC梁的受弯性能研究

通过试验分析了预应力碳纤维布加固、不同预应力水平对被加固RC梁的开裂荷载、屈服荷载及极限荷载的影响。结果表明:采用预应力碳纤维布来加固钢筋混凝土梁,可以提高其开裂荷载、屈服荷载及极限荷载;碳纤维布所施加的预应力越高,其开裂荷载、屈服荷载及极限荷载就越高。另外,本文推导出了预应力碳纤维布加固RC梁的中和轴高度、极限承载力及挠度计算公式。     

碳纤维布复合加固钢筋混凝土梁施工工艺及抗弯性能试验研究

对在汶川地震的震损建筑中拆下的强度等级约C13的钢筋混凝土梁,加载到相同损伤程度后,进行8种加固方法 22个钢筋混凝土梁单调加载试验,探讨梁的极限承载力、破坏模式、裂缝开展和应变变化等力学性能。结果表明:1)采用剔槽植入钢筋置换混凝土灌胶再粘贴碳纤维布(CFRP)的复合加固方案,加固梁的开裂荷载、极限承载力与直接粘贴CFRP布比有显著提高。2)剔槽植筋复合加固方案中的CFRP布上的应变值比简单粘贴CFRP布后应变值增大更多,新旧混凝土间协同工作性强,可以很好地发挥CFRP布高强作用。3)采用复合工艺加固的梁,如适当提高碳纤维布的用量,可以进一步改善钢筋的受力状态,有效地提高梁的开裂荷载和极限荷载。     

基于光纤光栅的预应力碳纤维板实桥加固荷载试验研究

为了研究光纤光栅预应力碳纤维板在实桥加固工程中的应用以及其与混凝土之间的工作机理,以山东省境内某座连续梁桥为工程实例,采用现场加固、荷载试验和有限元分析的方法,对其进行加固前后的荷载试验,并进行加固前后试验结果对比,结果表明,光纤光栅预应力碳纤维板与混凝土梁协同工作能力良好,对提升桥梁的承载力具有显著的效果。     

体外预应力碳纤维布加固钢-混凝土组合梁的试验研究

本文主要研究体外预应力碳纤维板加固钢-混凝土组合结构简支梁桥的力学性能。从顶杆间引入碳纤维板预应力筋,既能对主梁施加预应力,又能在主梁底端提供一个向上的顶升力,减小原结构的挠度。因此,通过顶杆间引入碳纤维板预应力筋,可以提高加固施工的速度和效率。通过缩尺模型静力试验,研究了碳纤维布用量、预应力筋尺寸、顶杆数量等参数对组合梁刚度和承载力的影响。在张拉组合梁的弯曲试验中,通过增加预应力水平和CFRP板数量,有效提高了组合梁截面的弯曲惯性矩,对组合梁屈服承载力和极限弯曲承载力的加固效果提升明显,并且加固试件仍具有良好的韧性。对于第三个组合梁,使用15%预应力水平和3 mm厚度的CFRP板进行加固时,其极限承载能力提高了47.9%,下翼缘的屈服荷载提高了39.8%,弹性阶段的刚度提高了21.66%。     

侧贴预应力碳纤维布加固连续梁试验研究

不同初始荷载下,采用了侧贴预应力碳纤维布加固连续梁的方法,研究了未加固、侧贴非预应力碳纤维布加固和侧贴预应力碳纤维布加固连续梁的裂缝开展、变形性能、承载能力及破坏情况,并对其进行了对比分析,表明侧贴预应力碳纤维布加固连续梁可明显提高加固梁的屈服和极限荷载,预应力碳纤维布的存在提高了连续梁的刚度,减小了连续梁的挠度。     

预应力CFRP板加固被撞空心板梁桥技术与效果分析

提出了一种基于预应力碳纤维板加固因撞击而损伤的空心板梁桥的方法.首先对被撞桥梁结构型式和特点进行了阐述,并经现场勘查明确了被撞板梁的损伤状况,在此基础上以维修加固的需求为目标提出具体的处治技术方案;然后提出了预应力碳纤维板进行板梁桥结构加固时预应力损失的计算模式,并对采用预应力碳纤维板加固后的效果进行了计算分析,结果表明结构的承载能力得以恢复且满足正常使用极限状态的要求.