预应力加筋碳纤维板加固混凝土梁试验研究及承载力计算

针对现有加固方法中的诸多缺点,提出使用预应力加筋碳纤维板(SCFRP)加固混凝土梁的新技术。对预应力加筋碳纤维板加固混凝土梁进行试验研究,主要讨论试验梁的加固工艺和碳纤维板的张拉控制应力等参数对加固性能的影响,以未加固梁为参考梁,研究加筋碳纤维板与普通碳纤维板加固混凝土梁效果的异同。试验结果表明,预应力加筋碳纤维板加固成本低、锚具效果优且能较好地提高结构变形能力,达到极限拉伸应变从而充分发挥其作用。此外,该技术使高强钢丝与碳纤维丝在加固工程中优势互补,形成一种性能优良、成本较低且施工方便的新型加固材料,值得在实际工程中大力推广应用。     

预应力CFRP板加固混凝土梁正截面受弯承载力的计算方法研究

国内外试验表明,预应力碳纤维板(CFRP板)加固钢筋混凝土梁可以有效地改善梁的受力性能,提高CFRP板的利用效率,但目前我国现行规程以及ACI440.4R-02规程中都没有预应力CFRP板加固混凝土梁的设计条款.对预应力CFRP板加固混凝土梁的正截面受弯承载力的计算方法进行了研究,基于受弯截面的极限状态分析,分别提出了两种破坏模式下正截面受弯承载力的计算公式;为了验证公式,进行了四根预应力CFRP板加固混凝土梁的单调静力试验,并对国外完成的14根预应力CFRP板加固混凝土梁的试验结果进行了对比,结果显示,吻合良好.     

预应力CFRP板加固混凝土梁研究综述

CFRP板加固混凝土梁是一种新型的加固方法,但该方法存在着CFRP板强度利用率不高、对梁正常使用性能改善不明显等问题。通过对CFRP板施加预应力,不仅可以充分利用CFRP板的强度,还能有效地改善加固梁的受力性能,进一步抑制梁的变形和裂缝的开展。目前国内外已有的研究主要包括预应力CFRP板锚具研究、预应力CFRP板加固混凝土梁试验研究、预应力CFRP板加固混凝土梁非线性有限元分析以及预应力CFRP板加固混凝土梁理论研究等4个方面。对国内外预应力CFRP板加固混凝土梁的最新研究成果进行了较为系统的综述与分析,并对将来的发展趋势进行了展望。     

用于加固钢结构的碳纤维板张拉装置的研制与试验研究

利用自行研制的碳纤维板张拉装置,完成了预应力碳纤维板加固钢梁的抗弯性能试验,并介绍了预应力碳纤维板张拉装置的设计、加固施工流程和技术要点。试验结果表明:与非预应力碳纤维板加固方法相比,使用预应力碳纤维板可以有效提高构件的抗弯强度、刚度以及碳纤维板的利用率;预应力碳纤维板加固技术技术成熟可靠,可直接应用于实际工程。     

预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁施工工艺及试验研究

在研究已有的预应力CFRP片材加固施工工艺的基础上,利用自主研发的一套预应力CFRP板张拉设备,对6根预应力CFRP板加固混凝土梁进行抗弯试验,介绍预应力CFRP板加固混凝土梁的施工方法和端锚预应力加固技术的关键工艺,可为实际工程应用提供参考。     

预应力碳纤维板锚固钢筋混凝土梁抗弯试验研究

对3根梁进行了试验,一根为对比梁,一根为普通碳纤维板加固,一根为预应力碳纤维板加固,研究了碳纤维板对钢筋混凝土梁的加固效果。同时设计了一套较为可靠的张拉锚固设备,制定了一套较完整的张拉工艺。通过梁抗弯试验,对应变、挠度、承载力进行了研究。试验证明,加固梁的开裂荷载均有提高,但提高不明显,极限荷载提高幅度较大,且预应力碳纤维板加固梁较普通碳纤维板加固提高更多;在增加梁的刚度、降低延性发展方面,预应力碳纤维板加固效果更好;试验过程中碳纤维板未出现滑移,锚固效果良好,有效地延缓了碳纤维板的剥离破坏。     

端锚预应力CFRP板加固混凝土梁的施工技术研究

介绍预应力CFRP板加固钢筋混凝土梁的施工工艺和技术,包括预应力CFRP板的张拉设备、加固施工流程和技术要点等,利用自行研制的预应力CFRP板配套锚具,完成了6根预应力CFRP板加固钢筋混凝土梁的受弯试验。结果表明：与非预应力CFRP板加固方法相比,可提高构件的受弯承载力和抗裂度,该加固技术可直接应用于实际工程。     

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。     

钢筋混凝土梁组合加固技术的仿真分析

该研究结合钢板和预应力碳纤维板两种加固方法,钢板可以为预应力碳纤维板提供可靠的锚固,减少碳纤维板因为锚固端滑移和变形引起的预应力损失,同时钢板又可以作为新浇混凝土的模板。这种方法是一个主动受力的过程,在加固完成之后即可提供承载力。采用ABAQUS建立有限元模型,结果表明,加固后混凝土梁最大等效应力提高了63.25%,延性有明显增加。     

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。     

微曲张拉碳纤维板加固钢筋混凝土梁工艺研究

针对预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁的力学效能要求,提出了微曲张拉碳纤维板的新工艺,其关键技术是在加固构件和碳纤维板之间设置微矢高曲线型混凝土垫板作为结合体,以改善碳纤维板与加固构件之间的接触状态,提高预应力效率,增强构件的整体耐久性能。介绍了微曲混凝土垫板的设计方案、碳纤维板张拉锚固装置的构造以及微曲张拉碳纤维板加固钢筋混凝土梁的工艺实施方法。按照所述的新工艺进行钢筋混凝土梁加固,可有效地发挥碳纤维板的材料强度,使预应力沿加固构件底部均匀分布,并对碳纤维板实施长期的保护。     

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。     

智能预应力碳纤维板在旧桥加固中的应用

介绍了智能碳板的生产原理及加固监测工作原理,结合某桥梁加固工程,采用智能碳板对其进行加固监测,研究结果表明:智能碳板具有良好的自感知性能,监测精度高;能完整跟踪预应力碳板的张拉过程;可以较好地监测出张拉施工过程中由于千斤顶油表读数的人为误差和不规范施工造成的碳板少张拉或超张拉的情况;并可以对智能碳板内的预应力损失进行监测。智能碳板用于桥梁加固监测工作是有效的,具有良好的工程应用前景。     

通过改变受力路径加固楼层的实例

介绍楼层加固实例 ,在预应力空心板楼面上增设新梁以承担楼面新增加的集中线荷载 ,改变了荷载传递路径 ,减少了加固梁的数量 ,简化了加固工作量 ,并提出了实用、可靠的施工方法。     

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。     

预应力碳纤维板加固混凝土梁多次张拉时预应力损失分析

在多条预应力碳纤维板分次张拉加固混凝土梁的过程中,碳纤维板之间相互作用造成的预应力损失不容忽视。通过不同维度的应力分析,得到预应力碳纤维板加固混凝土梁多次张拉时产生的预应力损失计算公式,并对比分析了各维度计算公式的区别和适用范围。基于张拉预应力损失计算公式提出了碳纤维板预应力加固中的超张拉设计方案,并对其适用条件进行了分析。     

预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁的设计及应用

在自主研发的一套预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁的技术基础上,探讨了预应力碳纤维板加固钢筋混凝土梁的设计方法,并应用于实际工程中。结果表明:应用预应力碳纤维板加固技术,梁的承载力满足加固设计要求,且裂缝和挠度显著减小。     

现役混凝土板梁预应力碳纤维板加固效果研究

针对采用预应力碳纤维板材加固的现役开裂钢筋混凝土板梁开展静载试验研究和有限元分析,研究预应力碳纤维板材加固法对提高钢筋混凝土板梁的承载力、抑制裂缝发展的作用,并与常规加固方法比较,验证该加固方法的效果及其优势。     

预应力FRP板加固混凝土结构研究进展

介绍预应力FRP板加固混凝土结构的国内外研究现状 ,FRP板的力学特性及预应力的施加方法 ,预应力FRP板加固混凝土、板梁的试验研究成果 ,FRP板加固混凝土梁的承载力计算方法等。     

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.