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。     

预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁预应力损失试验研究

通过25根预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁试验研究,分析了预应力加固梁制作各工序的预应力损失。试验结果表明:当预应力水平分别为20%和30%时,预应力碳纤维板加固梁的平均预应力损失(相对于初始预应力)分别为14.38%和15.36%。对碳纤维板采取超张拉和二次超张拉技术,可以有效减小预应力损失。基于国内外混凝土结构设计规范的预应力损失计算方法,将预应力损失分为三部分:碳纤维板和锚具间的滑移引起的预应力损失、混凝土弹性压缩变形引起的预应力损失和碳纤维板应力松弛造成的预应力损失。在试验基础上,提出了三部分预应力损失的计算表达式,为预应力碳纤维板的加固设计提供参考。     

预应力碳纤维板锚具试验研究

目前,纤维材料已广泛应用于工程结构加固中.采用预应力碳纤维板加固受弯构件,可以充分发挥碳纤维板材料的强度,提高结构的正常使用性能和极限承载能力.合理可靠的碳纤维板锚具的开发,是预应力碳纤维板加固技术工程应用的前提.对6种不同类型共计18个碳纤维板锚具组装件进行了锚固试验.通过分析试验结果,得出碳纤维板锚固失效的机理和影响碳纤维板锚具性能的因素.成功研制出两种黏结夹持式碳纤维板锚具.     

预应力CFRP布加固混凝土方柱时的预应力损失

为了研究预应力CFRP布加固混凝土方柱时的应力损失情况,在恒温恒湿条件下进行了为期7d的预应力CFRP布加固混凝土方柱的预应力损失试验。考虑了摩擦损失、锚具缺陷造成的损失以及CFRP布自身应力松弛损失三个主要因素。试验测得摩擦损失量以及摩擦损失率随预应力度的变化情况;锚具缺陷造成的应力损失随预应力度以及时间的变化情况; CFRP布自身应力松弛随时间的变化情况。进行了机理分析,同时提出了相应减少预应力损失的措施。结果表明:随着的预应力增大,摩擦损失量增大,摩擦损失率降低,适当提高预应力度可以提高CFRP布利用效率。采用超张拉和二次张拉的处理方式,可以显著降低锚具缺陷造成的这方面应力损失。0. 3预应力度下,超张拉至0. 32、0. 35初始预应力度的损失率分别降低至14. 62%、8. 63%;二次张拉将预应力损失降低至9. 66%。试验结果可以为实际工程的设计与施工提供一定的指导。     

预应力CFRP板加固钢梁锚具系统试验研究

可靠的锚具设计和制作是预应力CFRP板加固钢结构技术的核心。设计2种锚具形式:一种是螺栓夹片锚具,一种是楔形夹片锚具。针对2种锚具进行了设计分析和锚固能力试验研究,验证了两种锚具极高的锚固性能,最终将两种锚具融入到预应力张拉系统中。     

波形齿体系张拉并锚固CFRP片材的预应力损失

根据波形齿横向张拉并锚固碳纤维（以下简称CFRP）片材体系的加固施工工艺,对CFRP片材及被加固构件的材料特性造成的损失（松弛）,温度变化引起的损失以及波形齿配套螺杆与被加固构件间的作用引起的损失进行了理论分析。并通过两类试验共8根构件（钢梁台座的4根构件及混凝土T梁加固试验的4根构件）中张拉后的CFRP片材的预应力(变)损失进行试验研究,提出了波形齿横向张拉并锚固CFRP片材体系中的CFRP片材设计时预应力总损失的建议值。     

预应力碳纤维板锚具试验研究

在预应力碳纤维板加固技术应用中,合理可靠的碳纤维板锚具是其中一个关键部分.通过对7种不同锚固措施的碳纤维板锚具进行试验,研究并分析了影响碳纤维板锚具锚固效果的因素,研制出一种可以应用于实际工程的碳纤维板锚具.     

预应力CFRP板夹片式锚具的研制与试验研究

预应力碳纤维板夹片式锚具用于加固混凝土结构,其利用摩阻锚固原理设计,主要由夹片和锚板组成,依靠锚板、夹片以及夹片之间的碳纤维板互相挤压形成一个整体结构;从理论上分析了夹片式锚具的工作原理及力学模型,以此设计锚具的关键尺寸.试验表明预应力碳纤维板夹片式锚具具有极高的锚固性能.     

预应力碳纤维板加固矩形梁的试验研究

以往使用不施加预应力的碳纤维材料加固构件不能最大限度发挥材料性能,预应力碳纤维板加固技术可有效解决上述缺陷。本文在此基础上优化了锚固设备,并对6根采用外部粘贴预应力碳纤维板加固的构件进行了抗弯试验,分析了3套锚具的性能,研究了预应力碳纤维板加固对试件特征荷载、裂缝发展、碳板与钢筋协同性等的影响。试验结果表明:预应力碳纤维板加固可显著提高受弯构件开裂及屈服荷载,减小构件使用阶段内的变形,充分发挥碳纤维材料性能。     

预应力碳纤维板加固混凝土受弯构件应用设计

在自主研发的一套预应力碳纤维板平板锚具的基础上,基于受弯截面的极限状态分析,提出了预应力CFRP板加固混凝土梁两种破坏模式下正截面受弯承载力的计算方法及相应计算公式,并和文献已有的6根预应力CFRP板加固梁的试验数据进行对比.结果表明:6根底板贴预应力CFRP板加固混凝土梁其正截面抗弯承载力计算值与试验值的误差不超过5％,混凝土压碎破坏时平均误差2％,碳纤维板拉断破坏时平均误差±4％,计算值与试验结果吻合较好,证明了本文所建议的正截面受弯承载力的计算方法具有良好的适用性.     

OVM预应力碳纤维板锚具及其静载试验研究

OVM预应力碳纤维板加固技术是一种新型的桥梁加固方式,锚具作为其中的关键部件,其锚固性能直接影响到体系的安全性。经大量试验的验证,证明其锚固效率系数极高,满足碳纤维板的张拉技术要求。     

预应力碳纤维板加固钢结构预应力损失研究

预应力碳纤维板加固钢结构是具有明显加固效果和广阔应用前景的加固技术,碳纤维板在张拉及使用阶段的预应力损失研究是预应力加固技术的一个重要课题。在分析总结现有预应力碳纤维张拉设备及施工工艺的基础上,借鉴预应力混凝土结构预应力损失的分析方法进行分项计算,并提出各项预应力损失的计算方法。利用自主研发的一套碳纤维板张拉及锚固装置对3根钢梁进行加固试验,试验结果表明,提出的计算方法可行。建议预应力碳纤维板加固钢结构的预应力损失估算值取为张拉控制值的15%。     

预应力碳纤维板锚具锚固性能试验研究

碳纤维板是一种弹性材料,直到破坏仍然保持弹性,因此,碳纤维板在受力前的任何偏差,都会导致碳纤维板在其宽度方向上的不均匀受力。先达到极限应变的一侧会先破坏,从而使碳纤维板的试验张拉强度降低。合理的锚具能使碳纤维板充分发挥其抗拉能力,使桥梁加固的效果更加显著和安全。本文通过试验研究3组锚固形式下预应力碳纤维板张拉过程中受力情况,分析碳纤维板受力过程和锚具性能,比选出合理的锚具和锚固方式。     

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%。     

钢梁预应力碳纤维板新型张拉锚具的设计和数值分析

基于现有纤维复合材料加固技术,对目前预应力碳纤维板锚具的技术特点和适用性予以分析。通过概念设计,提出了一套针对钢梁及钢-混凝土组合梁加固的预应力碳纤维板张拉-锚固装置的整体结构及工作原理,通过详细设计计算,研究锚固体系各个部件的构造和功能。结合三维实体模型和有限元数值分析,给出了锚具的空间应力和变形情况,检验锚具在碳纤维板张拉至破坏下的强度和稳定性。最后对该套锚固体系的优点和张拉工艺作了阐述。     

无粘结预应力CFRP筋混凝土梁抗弯试验

为了研究无粘结预应力碳纤维增强复合材料（CFRP）筋锚具的锚固性能和无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的受力性能,进行了4根无粘结预应力CFRP筋混凝土梁和2根对比混凝土梁的抗弯试验。结果表明:研发的预应力CFRP筋锚具具有很好的可靠性,无粘结预应力CFRP筋混凝土梁具有较好的受力性能和延性,非预应力钢筋是影响预应力CFRP筋混凝土梁延性和极限荷载最重要的因素;推导的简化公式可以准确地计算无粘结预应力CFRP筋混凝土梁的极限荷载     

夹片式碳纤维板锚具的有限元分析与试验

借鉴预应力钢绞线锚固体系提出了一套用于加固混凝土结构的夹片式碳纤维板锚具,对该型夹片式锚具的锚固过程和锚固机理进行分析,同时利用ANSYS软件进行有限元分析。分析结果显示,该型夹片式锚具能较好地满足锚固碳纤维板的受力要求,通过该型夹片式碳纤维板锚具组装件进行静载拉力试验,试验结果表明该型锚具具有较好的锚固夹持性能。     

预应力碳纤维增强复材布加固大尺寸混凝土圆柱的应力损失试验研究

预应力碳纤维布(CFRPs)加固混凝土结构中预应力损失是影响加固效果的重要因素。为了研究预应力碳纤维布加固大尺寸混凝土圆柱时预应力损失的规律,通过自锁式锚具对碳纤维布进行环向加固。试验结果表明:摩擦损失为张拉过程中的主要损失,预应力越大、柱表面越粗糙、柱截面尺寸越大则摩擦损失值越大;持荷过程中为锚具变形、CFRPs布回缩与CFRPs布松弛产生的预应力损失;张拉过程中的摩擦损失占CFRPs布的总损失较大,为70.9%～80.8%,持荷后损失占总损失比例较小,为19.2%～29.1%;相同条件下直径1 m柱的CFRPs总损失比直径0.305 m柱的CFRPs总损失多17.1%～17.5%。在试验基础上,提出了张拉过程与持荷过程预应力损失计算表达式,为预应力损失计算提供参考。     

预应力玄武岩纤维布加固钢管的预应力损失研究

预应力损失的研究是预应力纤维增强材料(FRP)加固技术的关键之一,提出一种新型预应力张拉锚固一体式锚具,对其用于预应力加固损伤内压钢管过程中造成的摩擦损失、锚具损失、松弛损失的产生机理进行分析,通过弹塑性力学平面应力解法以及摩擦损失试验研究,建立摩擦损失后纤维布内力的分布模型;基于锚具损失试验与松弛损失试验的分析,得出前80 min存在锚具损失且锚具损失与螺栓的锁紧程度相关,并得到松弛损失随时间的变化规律以及松弛损失百分比。     

预应力碳纤维复材板加固桥梁短期预应力损失监测

在介绍内嵌光纤光栅传感器(OFBG)的碳纤维复材板(CFRP)制作工艺和基本性能指标的基础上,结合大窑湾六号桥的病害检查评估工作,给出了相应的加固方案以及OFBG-CFRP智能板布设工艺,成功监测了后张预应力CFRP板加固施工阶段智能板的实时应力状态,并预测放张后锚具变形导致的短期预应力损失值。结果表明,埋入的光纤光栅(FBG)可以连续实时地监测CFRP板的应力状态,这种新型OFBG-CFRP智能板为桥梁结构加固施工阶段的健康诊断提供有效手段,同时,光纤光栅的稳定性与耐久性满足钢筋混凝土桥梁结构长期健康监测的要求。