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。     

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。     

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。     

预应力碳纤维布锚具试验研究

考虑了锚具可能受到波形、钢板刚度、预压力等因素的影响,设计了两种不同型号的锚具。通过试验,得到钢板的刚度对碳纤维应力的均匀性有重要影响;预压力对锚具的上钢板的变形有一定影响,从而影响到对碳纤维布夹持的均匀程度。     

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.     

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%。     

碳纤维筋夹片式锚具锚固性能的试验研究

通过改变传统夹片锚具的外形与几何尺寸来解决碳纤维(CFRP)筋的锚固问题。通过静载试验详细研究了改进后CFRP筋专用夹片式锚具的不同几何参数对其锚固性能的影响,并通过50次周期荷载试验和200万次疲劳试验证明了这种锚具锚固CFRP筋的可行性。试验结果表明,改进后的夹片式锚具能够有效锚固试验中所采用的CFRP筋。     

CFRP筋锚固体系研究与应用现状

为促进碳纤维增强复合材料(CFRP)这一具有密度小、抗拉强度高、抗疲劳、耐腐蚀等特性材料的研究工作与在土木工程结构中的实际应用,主要介绍了各国有关CFRP筋及其锚具研究和应用的最新进展,分别对粘结型、夹片型、复合型3类现有的主要类型锚具的锚固机理、代表性试验研究和数值分析等方面做了整理和归纳,并提出了锚具开发和应用的一些关键问题和建议。     

CFRP筋复合型锚具锚固性能研究

为解决碳纤维增强复合材料(CFRP)筋的锚固问题,研制了由粘结材料、金属筒、夹片和锚环组成的CFRP筋复合型锚具,并进行了夹片长度、金属筒长度、夹片夹持位置以及粘结材料对CFRP筋复合型锚具的锚固性能影响试验.结果表明:粘结材料、金属筒长度和夹片夹持位置均对锚固性能有较大影响;夹片的夹持位置应避免在金属筒两端,且宜使金属筒受压区长度小于受拉区长度;Lica-B型粘结材料锚固性能优于Lica-A型粘结材料;复合型锚具各组件协同工作性能良好,夹片与金属筒间无滑移产生;参数合理的该类复合型锚具可有效锚固直径为8 mm的CFRP筋.     

CFRP板加固钢筋混凝土矩形截面梁的预应力水平计算

针对预应力碳纤维复合材料板(CFRP板)加固的钢筋混凝土矩形截面梁,应用梁底面、粘结层间和CFRP板之间的变形协调条件,推导出了一个理论模型.应用该模型计算得到了预应力释放完毕状态下CFRP板的正应力以及粘结层间的剪应力沿梁跨长的分布,进而得到了该状态下CFRP板的预应力水平.随后将计算得到的CFRP板的预应力水平与试验结果进行对比,结果吻合良好.     

碳纤维筋(CFRP筋)锚具研制及力学性能试验研究

论述碳纤维筋专用夹片粘结型锚具的锚固机理,介绍国产8碳纤维筋专用夹片粘结型锚具的研制及静载试验结果,并测定了国产8碳纤维筋的极限强度、弹性模量和极限延伸率等力学性能参数。     

CFRP预应力筋夹片式锚具的试验研究

传统的夹片式锚具应用于CFRP（Carbon Fiber Reinforced Polymer／Plastics）预应力筋时必须进行改进,改进后的夹片式锚具由凹齿曲面的夹片、锚杯、塑料薄膜以及薄壁铝套管等组成。在夹片式锚具设计过程中,首先通过锚具的静力分析,推导锚杯的应力公式,然后根据VonMises屈服准则确定锚杯的最小厚度,再由锚杯和夹片的几何关系得到夹片的几何尺寸。试验研究表明,当锚杯倾角为3。、夹片预紧力为100kN、铝片厚度为lmm、凹齿间距为12．85mm和凹齿深度为0．3mm时,夹片式锚具表现出较好的锚固性能,极限荷载达到了185kN,相应的锚固效率系数为96．4％。锚杯长度、锚杯倾角、夹片预紧力、凹齿间距、深度和宽度以及铝套管的厚度等试验参数,均对夹片式锚具的极限承载力及CFRP筋和夹片之间的滑移量有较大影响。锚杯应力的实测值与理论值吻合良好,验证了锚具应力分析的可靠性。极限荷载的计算式具有较好的适用性。     

CFRP在土木工程中的应用研究

碳纤维增强复合材料(CFRP)由于具有自重轻、耐腐蚀、抗拉强度高等优点,在土木工程中的应用日益增多。从CFRP片材、CFRP棒材、CFRP索材以及CFRP锚固系统四方面综述了CFRP在土木工程领域中的研究情况,总结了其在理论研究、数值分析、试验研究及设计应用等方面的最新研究成果;结合当前土木工程的发展趋势,指出CFRP在土木工程中应用研究的不足之处,进而提出研究中亟待解决的关键问题。     

混锚预应力U形碳纤维条带抗剪加固混凝土梁试验研究

研发钢筋混凝土梁抗剪加固用U形纤维增强复材（FRP）条带的预应力系统,提出一种预应力U形条带端锚与黏贴并用（简称混锚）的抗剪加固方法。完成了1根未加固、7根采用U形碳纤维（CFRP）条带进行抗剪加固的矩形截面梁剪切试验,加固梁中1根为纯黏贴、6根为混锚预应力。结果表明：混锚预应力加固在抑制主斜裂缝开展、延缓箍筋屈服和提高箍筋塑性利用率等方面的表现均优于纯黏贴加固,能够防止FRP端部剥离并实现拉断破坏,大幅度提高纤维强度利用率,显著提高梁的抗剪承载力,最大提升率达92%。预应力和配纤率的大小对抗剪加固效果有较明显影响,其他条件相同时,预应力越大或配纤率越高,加固梁综合性能越好。建议了混锚预应力U形CFRP有效应变的计算公式,用于预测剪切破坏时CFRP的贡献和加固梁的承载能力,与试验结果符合良好,可供工程应用参考。     

CFRP板加固预应力空心板受弯性能的试验研究

对CFRP板加固预应力空心板进行了试验研究,初步探讨了CFRP板加固后的预应力空心板变形性能和承载力的变化规律。     

预应力CFRP筋混凝土T梁受力性能试验研究

本文对配置部分粘结和完全粘结预应力CFRP筋的部分预应力混凝土T梁进行了受力性能试验研究。根据试验结果对预应力CFRP筋混凝土T梁的受力过程、破坏模式、部分粘结筋应力增量以及裂缝分布等进行了较为详细的研究,对基于能量耗散的观点引入的延性指标进行了探讨,提出承载力计算公式,并对预应力CFRP筋混凝土梁的破坏模式、开裂弯矩、极限弯矩以及部分粘结筋的应力进行了预测。试验研究结果表明:部分粘结预应力CFRP筋混凝土梁与完全粘结预应力CFRP筋混凝土梁相比,前者具有更好的变形能力和延性性能而两者的极限承载能力相差较小;为避免CFRP配筋结构由于CFRP筋拉断而发生灾难性的破坏,CFRP配筋梁期望发生混凝土压碎破坏;采用本文方法计算得到预应力CFRP筋混凝土梁的破坏模式、开裂弯矩、极限弯矩以及CFRP筋的极限应力与试验结果吻合较好,计算结果具有较高的精度。