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%。     

预应力碳纤维板加固二次受力受弯构件的试验研究

以往的预应力碳纤维板加固受弯试验大多建立在结构“一次受力”的基础上,本文从加固工程中结构大多为“二次受力”的实际情况出发,试验研究预应力碳纤维板加固“二次受力”钢筋混凝土受弯结构。作者利用柳州欧维姆机械股份有限公司开发的预应力碳纤维板专用锚具的基础上,完成了2根预应力碳纤维板加固的试验梁、1根非预应力碳纤维板加固的试验梁受弯构件的模型试验。研究了预应力碳纤维板加固的试验梁的受力性能。研究了预应力碳纤维加固对试件承载力、使用阶段变形、碳纤维应用效率及延性的影响。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,充分利用碳纤维材料性能,对延性下降趋势加强设计。     

预应力碳纤维板侧面加固混凝土梁试验研究

对8根试件采用碳纤维板配套锚具及张拉装置,进行预应力碳纤维板侧面加固混凝土梁的抗弯性能试验,分析了预应力、配筋率、加固长度和高度对加固效果的影响,对加固后的混凝土梁的破坏形态、承载能力、挠度、裂缝等进行对比分析。结果表明:预应力碳纤维板侧面加固可明显提高构件的受弯性能。     

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。     

斜拉桥塔柱预应力碳纤维板加固设计与施工控制

采用粘贴预应力碳纤维板加固技术对湖北省汉十高速公路孝南互通A、B斜拉桥塔柱进行加固。加固时选用碳纤维板及碳板专用粘结胶作为加固材料,针对不同部位设定预应力张拉初始应力为360 MPa和720 MPa,并在塔柱上设置了永久性锚具设施。加固荷载试验试验结果表明:加固桥梁的承载能力得到显著提升,改善了塔柱结构内力分布,验证了预应力碳纤维板加固技术的可行性。     

预应力碳纤维板锚固装置的优化研究

为了解决现有预应力碳纤维板加固技术施工费时费力,且对原有构件造成破坏等一系列问题。在现有预应力碳纤维板锚固技术研究的基础上,研发了一套新的预应力碳纤维板锚固装置,并对新锚固装置的设计及施工工艺进行分析。分析结果显示,所研发的预应力碳纤维板锚固装置及其施工方法能较好地满足碳纤维板的施工要求,结构简单易行,减少对原有构件造成的破坏,且增大可调范围,充分表明新装置性能相对现有装置有较大提升。     

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。     

STUDY ON PRESTRESS LOSS OF CONCRETE STRUCTURE STRENGTHENED WITH PRESTRESSED CFRP PLATES

碳纤维板在张拉及使用阶段的预应力损失分析是预应力碳纤维板加固技术的关键问题之一。在分析总结现有预应力碳纤维加固工艺的基础上,借鉴GB 50010—2012《混凝土结构设计规范》,对预应力碳纤维板加固混凝土结构产生的预应力损失分项进行计算,并给出各项预应力损失的计算方法。在试验研究的基础上,建议预应力碳纤维板加固混凝土结构的预应力损失估算值取为张拉控制应力的10%～15%。     

预应力碳纤维板加固混凝土结构预应力损失研究

碳纤维板在张拉及使用阶段的预应力损失分析是预应力碳纤维板加固技术的关键问题之一。在分析总结现有预应力碳纤维加固工艺的基础上,借鉴GB 50010—2012《混凝土结构设计规范》,对预应力碳纤维板加固混凝土结构产生的预应力损失分项进行计算,并给出各项预应力损失的计算方法。在试验研究的基础上,建议预应力碳纤维板加固混凝土结构的预应力损失估算值取为张拉控制应力的10%～15%。     

预应力碳纤维板加固梁桥新技术的应用

对预应力碳纤维板材的特性及预应力碳纤维板加固梁桥新技术进行了简要介绍,并对其加固设计原理进行了理论推导计算。根据检测单位出具的检测报告结果采用预应力碳纤维板加固新技术对洙津渡大桥进行加固设计,并对其加固设计方案、张拉工艺分别进行了剖析,最后简述了课题组对加固后桥梁的试验检测结果。在此基础上,通过预埋在碳纤维板表面上的光纤光栅传感器对加固后的桥梁进行长期监测试验,并对其预应力损失进行计算分析,试验结果表明:预应力碳纤维板在长期荷载作用下,预应力损失非常小,对梁桥加固效果几乎不产生影响。