预应力CFRP／GFRP混杂纤维布加固混凝土梁的预应力损失试验研究

层内混杂CFRP／GFRP纤维布是一种用土木工程加固的新材料。CFRP具有高强度、高弹性模量的特点,但延性较差,GFRP相对于CFRP可起到互补作用。预应力CFRP／GFRP混杂纤维布加固混凝土梁,纤维布施加预应力后出现应力松弛,产生预应力损失。试验表明,在纤维布张拉结束后的3h内预应力损失较为明显,其后预应力损失变化缓慢而逐渐趋于平稳。张拉结束约9h后,预应力损失基本不再继续增大,最终的预应力损失占到张拉预应力约22％,损失程度在正常范围之内;张拉结束后3h的预应力损失占到总共预应力损失约87％,预应力损失主要在张拉结束后的3h内完成。     

预应力CFRP/GFRP纤维加固梁的延性性能研究

碳纤维具有高强度、高弹性模量和延性较差的特点,玻璃纤维相对于碳纤维可起到互补作用,采用预应力碳纤维/玻璃纤维(CFRP/GFRP)加固混凝土梁是一项新的加固技术。基于分层单元理论,建立了加固混凝土梁的计算模型,分析了加固后混凝土梁在荷载作用下三分点加载全过程数据,对比分析了加固梁的屈服荷载、极限荷载、变形和延性性能开展情况,研究了不同混杂纤维配比等对加固梁延性性能的影响。结果表明,将CFRP与GFRP混杂后能充分发挥各自的优势,且能提高预应力纤维加固梁的特征荷载。     

预应力混杂C/G纤维布加固梁的受力性能研究

对于混凝土梁和预应力混杂C/G纤维布分别采用非线性组合单元和层壳单元模拟,采用Owen屈服准则和Hinton压碎准则等描述了混凝土非线性特性,同时实现了混杂C/G纤维布空间预应力效应,编制了加固体系的三维非线性有限元计算程序。结果表明,预应力水平是影响预应力混杂C/G纤维布加固结构力学性能的主要因素,提出的确定预应力混杂C/G纤维布力学性能的理论方法和计算模型正确。研究结论可供工程加固设计参考。     

预应力混杂C/G布加固板梁桥的受力性能研究

对空心板采用预应力C/G布加固,计算结果表明,通过闭合裂缝,提高了梁的有效刚度,恢复或部分恢复了梁的刚度,保证了桥梁的正常使用功能。板梁底张拉C/G布为钢筋卸载,延长了桥梁的疲劳寿命。在荷载作用下,纤维布上产生了弹性应变,且应变随着荷载的增加而增大,表明纤维布参与板受力而发挥了作用。纤维布与混凝土能够协同工作,预应力纤维布主动加固效果较为显著。预应力C/G布为板梁桥提供了一种新的加固方法,可供工程加固设计参考。     

钢箱梁正交异性板抗疲劳加固试验研究

针对钢箱梁正交异性板的疲劳损伤,提出采用碳玻混杂纤维布(C/GFRP)加固和裂纹焊合法加固2种方法对疲劳裂纹进行维修加固,以提高其抗疲劳性能。试验结果表明,碳玻混杂纤维布加固和裂纹焊合法加固试验件与未加固试验件疲劳破坏表现形式几乎相同;结构钢度退化均可分为循环前期、循环中期和循环后期等3个阶段;2种加固方法均可有效地提升结构寿命。     

预应力混杂FRP布加固混凝土梁的抗弯性能试验及裂缝发展模拟研究

预应力混杂FRP布加固混凝土梁是一项新的加固技术,对该加固混凝土梁的抗弯性能进行了试验研究,分析了加固后混凝土梁在荷载作用下三分点加载全过程及破坏形态,对比分析了加固混凝土梁的屈服荷载、极限荷载、变形、裂缝分布及扩展情况,研究了有效预应力、混杂纤维配比对加固混凝土粱抗弯性能的影响。基于分层单元理论建立了加固混凝土梁的计算模型,并对典型加载的混凝土裂缝分布及扩展进行了模拟,实现了裂缝可视化分析,研究结果为实际工程提供了参考。     

体外预应力加固混凝土连续箱梁的体外预应力极限应力增量计算研究

已有预应力混凝土连续箱梁采用体外预应力加固设计的重要问题,包括体外束极限应力增量的计算、体外预应力次内力的分析计算以及体外预应力损失的计算.以锡澄高速公路江阴高架桥跨东横河东幅桥加固工程为研究背景,对体外束极限应力增量的计算理论展开研究.研究结果表明,在对已有预应力混凝土连续箱梁的体外预应力进行加固计算中,就体外束的极限应力计算,经过数值比较分析并与试验梁实测值对比,建议采用公路桥梁加固设计规范计算公式.     

桥梁上部结构碳纤维布加固有限元分析

针对桥梁上部结构的损坏问题,分析了碳纤维布对其加固补强的方法。基于有限元方法利用大型通用软件MSC.NASTRAN对加固前后的桥梁上部结构进行了应力和位移的计算和对比分析,计算结果表明采用碳纤维布加固补强桥梁上部结构是行之有效的方法。     

桥梁上部结构碳纤维布加固有限元分析

针对桥梁上部结构的损坏问题,分析了碳纤维布对其加固补强的方法.基于有限元方法利用大型通用软件MSC.NASTRAN对加固前后的桥梁上部结构进行了应力和位移的计算和对比分析,计算结果表明采用碳纤维布加固补强桥梁上部结构是行之有效的方法.     

基于体外预应力的铁路站场灯桥钢桁梁加固方案

铁路站场灯桥为简易钢桁梁结构，运营中常伴有钢构件锈蚀、结构下挠等病害。通过桥梁计算软件MIDAS建立模型进行理论分析可知，施加体外预应力，加固对改善杆件应力状态、抑制下挠具有显著效果。体外预应力钢束的锚固、减振具有良好的可行性、可靠性。在增大截面加固的基础上施加体外预应力，对灯桥钢桁梁进行加固具有非常好的效果，且施工简便，对铁路运营影响相对较小。     

变截面PC连续箱梁桥腹板粘贴钢板加固后评估研究

早期修建的桥梁在车辆荷载和自然侵蚀下,桥梁构件会产生许多裂缝,针对这类桥梁结构损伤的加固方法有粘贴纤维布法、粘贴钢板法和压力灌浆法等。本研究以某变截面PC连续箱梁桥为对象,对存在裂缝的变截面预制箱梁构件进行桥梁结构损伤分析,以粘贴钢板法对其腹板和底板进行加固,并从加固施工同设计的吻合度、加固构造缺陷、协同受力和有限元模拟等多角度对粘贴钢板加固构造质量进行评估。多方面评估结果表明：该桥腹板和底板采用的粘贴钢板加固合理有效,能够降低裂缝开展速度,但部分箱梁外部钢板存在锈蚀现象等缺陷,建议重新加固。     

基于有限元法的玻璃钢筋(GFRP筋)增强混凝土梁设计

采用GFRP筋增强混凝土梁的方法,提高了混凝土梁的刚度和挠度,有限元软件建模和对比分析表明,GFRP加固的钢筋混凝土梁挠度降低了很多,在一定程度上可以减轻钢筋混凝土构件的自重;所采取的玻璃纤维布加固混凝土技术比传统的加固技术效果要好,GFRP-混凝土复合材料结构可以有效提高结构的强度和刚度。该研究对混凝土梁的改进具有一定的理论和实践指导意义。     

CFRP布加固钢箱梁的疲劳试验设计研究

钢箱梁长期运营后,不可避免地出现疲劳裂纹,疲劳裂纹出现后使得钢箱梁运营具有一定的安全隐患。钢箱梁疲劳裂纹处治包括补焊法、钻孔法和CFRP布加固法等,其中CFRP布加固法充分利用了复合材料的优越性,是一种较为有效的加固方法。根据某节段式钢箱梁构件,选择了CFRP布加固材料,确定了CFRP布加固的5个步骤(表面处理、配胶、涂胶、粘贴CFRP布及锚固),并设计了疲劳加固试验的装置和加载方案。通过对加固构件进行疲劳试验,可研究加固构件的疲劳性能,验证加固构件的加固效果,并对疲劳损伤演化过程进行理论分析。     

横向体外预应力加固混凝土空心板梁桥的结构响应研究

横向体外预应力方法是一种加固原理简单、易于实际工程实现的加固方法。该加固方法能明显提高装配式混凝土空心板梁桥横向整体受力性能,增大板桥的横向刚度和板间联系,使得各板间的协同作用性能增强。针对某混凝土空心板梁桥实际工程,采用有限元方法,建立了加固前后的空心板梁桥空间计算模型,进行了横向体外预应力的模拟,并从挠度和荷载横向分布系数角度对横向体外预应力方法的加固效果进行了分析。通过实际数据对比分析可知,横向体外预应力加固效果良好,分析方法正确,研究结论可供混凝土空心板梁桥工程设计参考。     

基于玄武岩纤维的新型混杂布的制备和性能研究

介绍了由玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维等编织的新型单向层内混杂纤维布的制备工艺和方法,并通过试验研究了它的极限拉伸强度、弹性模量、延性等规律,根据试验结果与应力-应变关系曲线,分析了纤维混杂比例对单向层内混杂纤维布性能的影响。结果表明,与B/A、B/C混杂纤维增强材料相比,B1A1的延性较好,抗拉强度偏低,而B2C1的抗拉强度较高,延性也较好。环氧树脂在复合材料中起到应力传递和重分配作用,有效提高了纤维混杂复合材料的整体力学性能。     

光纤传感技术在预应力砼箱形梁桥加固监测中的应用

大跨度预应力混凝土箱形梁桥下挠现象的原因仍然没有完全明确.针对预应力混凝土箱形梁桥,指出了光纤传感技术在此类结构加固监测中所发挥的作用及优势.结合某座既有预应力混凝土箱形旧桥的加固监测实例,提出了此类桥梁结构加固监测中应包含的若干直接监测及间接监测指标,及围绕此类监测指标应构建的基于光纤传感技术的监测子系统.重点分析了体外索张拉,箱梁裂缝及张拉应力损失的部分测试数据,监测结果表明:以光纤传感技术为手段的加固监测系统弥补了传统加固监测方案的不足.     

CFRP修复裂纹钢板的疲劳试验及参数研究

薄壁钢板结构运行一段时间后,其母材或焊缝附近容易产生疲劳裂纹,而传统修复方法无法适用于薄壁钢板疲劳裂纹的修复。由于CFRP加固方法对钢板不会产生附加应力,可应用于薄壁钢板疲劳裂纹的修复。论文研究在裂纹尖端钻止裂孔再粘贴CFRP方法对裂纹钢板剩余疲劳寿命的影响,首先通过五组对比疲劳试验,分析"止裂孔联合CFRP加固"方法与其他修复方法对裂纹疲劳寿命的增强效果;然后基于粘聚力理论建立CFRP加固钢板的有限元模型,对CFRP加固后的止裂孔直径、CFRP刚度、CFRP尺寸等参数进行研究。研究结果表明:采用"止裂孔联合CFRP加固"方法,裂纹钢板的剩余疲劳寿命比仅钻止裂孔和仅粘贴CFRP都提高了数十倍,甚至超过无裂纹钢板的疲劳寿命,该方法尤其适于薄壁钢板的短裂纹修复。     

房屋建筑钢筋混凝土结构施工与加固技术

传统的钢丝网加固技术采用湿法施工,存在承载力小、加固效果差的问题,针对该问题,提出了房屋建筑钢筋混凝土结构施工与加固技术。分析混凝土受力特征,分解混凝土结构层次,由此构建可靠性评价指标体系。研究混凝土结构施工流程,计算混凝土承载力及钢筋应力,为碳纤维布加固技术流程设计提供数据支持。通过加固稳定性鉴定,完成混凝土结构加固稳定性的识别鉴定。由实验结果可知,该技术最大承载力提高幅度为27.95%,具有良好加固效果。     

GFRP与混凝土在有缺陷粘结下的粘结性能试验研究

采用进口TYFO和国产GFRP2种高强复合玻璃纤维布,人为设置缺陷,控制有效粘结面积,进行弯拉粘结性能试验,研究探讨了有效粘结面积对高强复合玻璃纤维布加固混凝土小梁粘结性能的影响。纤维增强复合材料加固混凝土的规范中规定：＂纤维布材料与原有结构物的粘结必须密实。有效粘结面积不得低于95%＂。但现实操作中,即使在实验室做纤维布加固试验,由于混凝土本身的不密实,实际粘贴面积很难控制在95%以内。而有效粘结面积低于95%对加固效果的影响规范并未提供详细的参考数据,本文作者建议当粘结缺陷超过95%时,可用式（1）计算加固后的极限载荷。     

起重机金属结构裂纹的复合修复方法

针对起重机金属结构在长期疲劳交变载荷作用下易产生疲劳裂纹的问题，采用碳纤维复合材料（CFRP）加固止裂孔的方法对裂纹进行复合修复。建立不同载荷下止裂孔、CFRP以及复合修复的有限元模型，分析计算应力应变状态和应力集中系数；建立止裂孔打偏情况下复合修复的有限元模型，研究CFRP加固对止裂孔修复的影响；通过静拉伸强度试验，研究复合修复方法对损伤构件的修复效果，并与仿真结果进行对比，验证了CFRP与止裂孔复合修复这一技术的可行性。结果表明，复合修复方法相比于止裂孔及CFRP修复效果，不仅可以消除裂纹尖端的奇异性，减小名义应力，提高试件的承载能力，还可以弥补钻止裂孔修复焊缝裂纹的不足，为工程维修提供了参考。