碳纤维布加固钢筋混凝土T梁的试验研究

以福州市五一中路高桥为工程背景，通过对未加固，未受力加固和二次 受力加固的3根简支试验梁的荷载－变形全过程对比试验，研究了采用碳纤维布粘结加固钢筋混凝土梁的受力，变形和破坏特征，探讨了采用碳纤维布粘贴加固既有钢筋混凝土的设计理论。     

公路隧道喷射混凝土套拱加固结构力学特性

为研究喷射混凝土套拱加固前后二次衬砌与混凝土套拱的受力状况,依托陕西汉中至留坝段八里关隧道,运用有限元软件建立隧道混凝土结构套拱加固分析模型,并通过现场监测获取二次衬砌与套拱间的接触压力、套拱格栅拱架钢筋应力、套拱混凝土应力,将数值模拟结果与现场测试结果相结合,得出套拱结构的一般受力变化规律。结果表明:套拱加固前衬砌结构的最不利荷载位置位于施工缝附近的拱顶、拱肩与拱脚处; 由于衬砌局部变形与温度应力的影响,套拱混凝土应力变化呈现反复“上升-下降-上升”最后趋于稳定的特点; 套拱的作用是控制二次衬砌的进一步变形,套拱施作后所承受荷载较小,套拱反作用力远小于围岩作用于衬砌的应力,在应力计算中不应将衬砌与套拱作为整体计算; 套拱结构数值模拟所得的结果与现场测试套拱结构内力(轴力、弯矩)的大小及分布相似度高,但在衬砌裂损严重部位,数值模拟所得结果误差较大,应以现场测试结果为准。     

不同损伤程度下公路隧道粘钢加固效果试验研究

衬砌裂损是隧道常见病害形式，直接影响到结构承载力，粘钢加固作为结构补强的方式应用较多，但公路隧道粘钢加固后结构的承载性能和不同损伤程度下的粘钢加固效果研究较少。采用1∶10模型加载试验，研究了公路隧道在不同损伤程度下加固后结构的承载性能、受力变形特征和破坏过程，分析了粘钢加固效果、加固时机。研究结果表明：(1)原结构和加固结构在松动荷载作用下的变形过程均可分为4个阶段，但破坏特征及形态存在差异。(2)剩余承载力为50%F,30%F(F为原结构极限承载力)时加固，破坏荷载相对原结构提升50%,51%。在结构失效前施作钢板可有效提升其极限承载力，且受加固点荷载影响较小。剩余承载力为50%F,30%F时加固，最终变形量比原结构增加59%,56%，可降低脆性破坏风险。(3)加固结构破坏模式为拱顶大偏心受压破坏。(4)加固过晚时，钢板会因衬砌的表面裂缝及变形速度而难以有效黏结或长时间协同变形，导致加速破坏。建议将结构剩余承载力介于62%F至50%F作为公路隧道合理加固时机。     

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。     

碳纤维布加固钢筋混凝土电杆承载力试验研究

为了揭示采用碳纤维布(CFRP)加固钢筋混凝土电杆后的破坏机理和承载性能,完成4根混凝土电杆的试验研究,其中3根为碳纤维布加固的电杆和1根作对比的未加固电杆。通过试验观察各试件的受力全过程和破坏形态,获取荷载-位移全过程曲线和极限承载力等重要参数。研究结果表明:碳纤维布加固后,混凝土电杆的破坏过程没有明显预兆,破坏过程迅速,破坏形态表现为碳纤维被拉断;碳纤维布加固后,钢筋混凝土电杆的极限承载力有显著提高,提高的程度与碳纤维布粘贴层数有关,随着碳纤维布粘贴层数的增加,极限承载能力也跟着提高,但提高的程度与碳纤维布粘贴层数不呈比例。     

碳纤维布加固开裂低配筋混凝土梁试验研究与有限元分析

为了给受损开裂低配筋混凝土结构加固维修提供依据,按3种低配筋率0.127%、0.189%、0.251%设计了6根钢筋混凝土梁。先将混凝土梁加载至出现宽度为0.3mm的可见裂缝时卸载,再粘贴碳纤维布进行加固,养护后重新加载至破坏。试验结果表明:粘贴碳纤维布能有效提高开裂梁的承载能力,随着加固量的增大加固梁承载力提高,但变形能力降低;在低配筋情况下,配筋率越高,承载力提高比例越大。用有限元方法数值模拟碳纤维布加固受损低配筋梁受力全过程,计算结果与试验结果吻合较好,为进一步参数分析提供了工具。     

CFRP与钢板复合加固混凝土梁斜截面试验研究

通过14根被加固钢筋混凝土梁的斜截面承载力试验，研究了碳纤维布和钢板以及两者复合加固后混凝土梁的破坏特征、受力性能和破坏机理，并对不同加固方法、剪跨比、加固片材的名义“配箍率”及粘贴锚固方式下的斜截面加固效果进行了分析。试验结果表明，碳纤维布与钢板复合加固可以大大提高混凝土梁的抗剪承载力，并使得梁的整体刚度和变形能力也得到提高；相对于碳纤维布加固，复合加固增大了梁破坏时碳纤维布的利用率；梁的剪跨比越大，其复合加固后承载力提高越明显，延性越好；对于粘贴锚固方式，U型锚固比两侧面粘贴加固效果好，45°粘贴比90°粘贴加固效果好；提高碳纤维布以及钢板的名义“配箍率”可以提高被加固梁的抗剪承载力。研究成果可为实际工程应用提供参考。     

碳纤维布加固开门洞实心粘土砖墙的拟静力试验研究

通过碳纤维布加固的带门洞粘土砖墙在周期性反复荷载作用下的拟静力试验,对加固前、后墙体的破坏形态、变形性能、耗能能力和承载力作了全面的研究,探讨了碳纤维布加固带门洞粘土砖墙的受力和变形特性及粘贴碳纤维布加固开门洞砖墙的加固机理,证明碳纤维布用于带门洞粘土砖墙的抗震加固是有效的.     

碳纤维布加固开门洞实心粘土砖墙的试验研究

通过对碳纤维布加固带门洞粘土砖墙在周期性反复荷载作用下受力性能的试验研究,研究了粘贴碳纤维布加固修复带门洞粘土砖墙这种抗震加固方法的有效性和其抗震加固的效果。本文对加固后墙体的破坏形态、变形性能、耗能能力和承载力作了全面的分析,研究了碳纤维布加固带门洞粘土砖墙的受力和变形特性,分析了碳纤维布对开裂砖墙的加固机理,表明碳纤维布用于带门洞粘土砖墙的抗震加固是很有效的。     

采用钢板加固隧道二衬混凝土结构受力分析

针对某公路隧道局部段落衬砌厚度不足的情况,采用粘贴钢板法进行结构加固,通过对钢板加固结构的受力分析,指出运用钢板加固处治隧道二衬混凝土厚度不足可有效提高二衬混凝土抗弯承载力。     

碳纤维加固混凝土偏压构件正截面承载力的研究

定义了碳纤维加固混凝土偏压构件的四种破坏形态——受拉破坏、受压破坏、界限破坏和极限破坏,并在基本假定的基础上,利用静力平衡条件,提出了考虑二次受力时不同破坏形态下未破损截面和破损截面的承载力简化计算公式,N-M相关曲线表明碳纤维的加固作用可大幅度提高混凝土大偏压构件截面的抗弯承载力。对于易在拱顶和边墙部位发生受拉破坏的隧道衬砌,碳纤维可有效提高这类结构的承载能力,发挥其高强高效的加固作用。研究成果不仅验证了碳纤维加固隧道衬砌结构的有效性,还对碳纤维加固隧道结构设计方法的形成具有一定的参考价值。     

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。     

碳纤维布加固修复混凝土小型空心砌块开裂墙体的试验研究

对混凝土小型空心砌块墙体粘贴碳纤维布在低周反复荷载作用下的受力性能进行了试验研究。研究结果表明,粘贴碳纤维布能够提高开裂墙体的极限荷载,增强其变形能力,是改善混凝土小型空心砌块墙体结构性能,加固修复建筑物墙体裂缝的一项有效措施。研究还发现,碳纤维布在加固墙体中的作用可比拟为桁架模型中的拉杆。基于以上研究,本文提出了碳纤维布加固砌块墙体抗剪承载力的简化计算方法,可供设计人员在实际工程应用中参考。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁试验研究

共进行了6根碳纤维布加固钢筋混凝土梁和1根未加固梁的正截面承载力对比试验，研究了碳纤维布加固钢筋混凝土梁的破坏机理、应变分布情况、承载力、刚度和延性，分析了碳纤维布的粘贴层数、粘贴锚固方式、二次受力对加固效果的影响，并进行了试验梁的正截面承载力理论计算，与试验结果比较一致，验证了现行规范所提供的计算理论和构造措施的合理性。     

碳纤维布加固开裂砖墙的试验研究

通过碳纤维布加固已开裂砖墙在周期反复荷载作用下受力性能的试验 ,研究了粘贴碳纤维布加固修复已开裂砖墙这种方法的有效性。本文研究了碳纤维布加固已开裂砖墙的受力和变形特性 ,分析了碳纤维布对开裂砖墙的加固机理。本文还提出了碳纤维布加固已开裂砖墙抗剪承载力的简化计算方法     

运营公路隧道衬砌病害力学模型及粘贴钢板加固研究

基于荷载-结构法隧道计算理论,建立了公路隧道衬砌厚度不足病害的力学模型,分析了粘贴钢板加固计算理论理论,研制了公路隧道衬砌病害及加固分析软件,可以量化评价衬砌厚度不足及粘贴钢板加固后对结构承载力的影响。以某公路隧道为依托,利用公路隧道病害加固软件,分析了二衬配筋不足、厚度不足等衬砌缺陷对其结构安全影响,提出采用粘贴钢板加固,并分析了治理后结构安全性,验证了加固措施的合理性。     

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。     

碳纤维布粘贴加固BFRP筋-ECC-混凝土组合梁受弯性能研究

工程结构服役期间经常由于使用功能改变或使用荷载增加而需要对结构进行加固改造。为研究经碳纤维布粘贴加固后的玄武岩纤维增强塑料（BFRP）筋-工程用水泥基复合材料（ECC）-混凝土组合梁的受弯性能,对3组共12根不同ECC高度替换率（0、0.29和0.58）的BFRP筋-ECC-混凝土组合梁底分别粘贴1、2和3层碳纤维布的加固构件及未加固构件进行静力受弯性能试验。研究碳纤维布粘贴层数和ECC高度替换率对组合梁受弯承载力和破坏形态的影响。试验结果表明：采用受拉性能优异的ECC替代受拉区部分混凝土形成的ECC-混凝土组合梁不仅可提高构件承载力,还可有效改善构件抵抗开裂和变形的能力;组合梁底粘贴3层碳纤维布,裂缝宽度可降至未加固试件的10%,受弯承载力提高20%,挠度降低50%。借鉴钢筋混凝土理论,基于合理的基本假定和简化的材料本构模型,提出粘贴碳纤维布加固的组合梁受弯承载力计算式,并给出碳纤维布强度折减系数,理论预测值与试验实测值吻合良好。     

预应力碳纤维布加固钢筋再生混凝土梁受弯承载力研究

试验浇筑4组再生粗骨料掺量为0%、40%、70%、100%的钢筋再生混凝土梁,根据预应力碳纤维布拉断破坏和剥离破坏的界限加固量,每组对2根钢筋再生混凝土梁进行预裂破坏后,分别进行预应力碳纤维布一层和两层加固,然后对4组钢筋再生混凝土梁进行受弯承载力试验。试验表明：随着预应力碳纤维布加固量的增大,加固梁的受弯承载力增大,梁屈服时,纯弯段受拉区横向裂缝数量增多且宽度较小;随着再生粗骨料掺量的增大,加固梁受弯承载力降低,梁屈服时,裂缝数量减少、宽度增大。最后依据试验结果与平截面假定,结合再生粗骨料掺量对钢筋再生混凝土梁受弯承载力的影响,考虑钢筋再生混凝土梁的二次受力,建立了预应力碳纤维布加固钢筋再生混凝土梁的受弯承载力计算公式。计算结果表明：受弯承载力计算值与试验值吻合较好,可以为预应力碳纤维布加固钢筋再生混凝土梁设计提供参考。     

碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能

本文总结了碳纤维布用于未损伤、二次受力和已腐蚀三种钢筋混凝土梁加固的试验和理论研究成果,表明碳纤维布粘贴加固方法可有效提高钢筋混凝土梁的抗弯承载力,并对腐蚀环境下混凝土结构的耐久性具有显著的改善作用.