预应力混杂CFRP/GFRP纤维布加固桥梁结构的工程应用与评估

预应力混杂CFRP/GFRP纤维布加固桥梁结构是一种新型的主动预应力加固方法,为了深入研究其加固效果,结合连云港某桥梁加固工程,开展加固前、后的静载试验对比分析研究。通过将该桥控制截面的挠度和应力实测值与理论计算值进行对比分析,对该桥的使用性能做出评价。结果表明,采用预应力混杂CFRP/GFRP纤维布加固桥梁结构可显著降低板底应力,增加抗弯刚度,有效抑制混凝土开裂,效果良好,达到了加固的设计要求,满足了设计规定的汽车-20级荷载要求。     

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。     

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。     

基于静载试验某T梁引桥的受力状态研究

静载试验测试包括梁桥控制截面在试验荷载下的应变,是衡量桥梁结构强度的一个重要指标;梁桥控制截面在试验荷载作用下的最大挠度是衡量整体桥梁结构实际刚度的重要指标之一.通过荷载试验分析可知,梁底部的混凝土主要测点应变校验系数为0.45～0.75,均<1,表明该截面实际工作状态要优于理论状况,静力强度满足要求.所有主要测点实测...     

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。     

瓜柳天桥1桥台耳墙对拉钢拉杆施工技术的应用分析

瓜柳天桥1位于G215线K398+735km处,桥梁全长107.6m,上跨G30连霍高速,为连霍高速瓜星段施工时修建,瓜柳天桥1上部结构为4×25m预应力混凝土T梁,桥墩为双柱式桥墩、扩大基础,桥台为肋板式桥台、扩大基础。桥梁全长:107.60m;桥梁宽度:0.50m(防撞墙)+7.50m(行车道)+0.50m(防撞墙);设计荷载:公路-Ⅱ级,隶属酒泉公路局管辖范围,目前交通流量一般,有大型货车经常通过。该桥在运行过程中两侧桥台背墙开裂(裂缝宽度大于1mm)和两侧桥头搭板在重车通过时有明显下挠,搭板与路基衔接处,路面开裂严重,桥头路面水下渗导致桥头搭板下填料含水量改变从而改变其压实度,在车辆荷载反复作用下导致桥台耳墙外倾并拉裂背墙,影响桥梁的正常通行。     

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。     

某在役钢筋混凝土简支空心板桥静力性能研究

桥梁荷载试验是直接了解在役桥梁结构实际工作状态,评价其在设计使用荷载下工作性能的有效方法。结合某预应力简支空心板桥,介绍了相关检测内容和检测方法,通过静载试验获得各工况下该桥控制截面的挠度与应变值,并研究其荷载横向分布规律和残余变位等重要指标,以综合评估其承载能力和工作状态。理论研究和试验结果对比分析可知,该桥各片板梁的横向联系良好,无单板受力现象,且残余变位在规范容许范围内,结构处于弹性工作阶段。本文的研究方法可供工程设计参考。     

基于静动载测试技术的连续多室箱梁力学性能研究

在静动载测试技术的试验荷载作用下,检验桥梁结构的承载能力是否能满足设计标准,评价桥梁结构的力学特性和工作性能等均至关重要。为获得某预应力混凝土连续多室箱梁桥的静动力性能,开展了某预应力混凝土连续多室箱梁桥的静动载测试技术试验研究。测试结果表明,主要测点实测应变值和挠度值均小于理论计算值,且卸载后预应力混凝土连续多室箱梁桥主要测点相对残余应变率和变形率均小于20%,表明结构处于弹性工作状态;通过动载试验可知预应力混凝土连续多室箱梁桥实测各阶频率均大于相应理论计算频率值,表明预应力混凝土连续多室箱梁桥实际整体刚度良好。静动载测试技术可为同类结构测试提供可靠测试技术方法,将会产生良好的经济效益与社会效益。     

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。     

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。     

移动荷载作用下夹层板的动力学响应仿真分析

应用层合板理论将夹层板等效为一个正交各向异性板,分别计算出了实体金属夹芯、金属泡沫夹芯、正六边形蜂窝夹芯、金属波纹板夹芯四种夹层板的等效刚度,再应用正交各向异性板理论和模态叠加原理分析了这四种夹层板在移动荷载作用下的动力学响应,并对此做了比较分析,得出移动荷载作用下正六边形蜂窝夹层板相对于其它三种夹层板更具有优越性,而实体金属夹层板是这四种夹层板中承载能力最差的.所得结果对桥梁,公路的建设具有一定的指导意义.     

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ANN和动应变的梁桥移动荷载识别及试验

为了实现桥梁上车载参数的快速识别,基于欧拉梁动力解析解分析桥梁挠度和应变对移动荷载的敏感性,选择敏感性更强的应变作为输入参数,研究将人工神经网络(artificial neural networks,简称ANN)用于识别梁桥移动车载的理论和方法。对简支梁桥在移动车载作用下的动应变响应进行理论分析及数值模拟,选取不同工况下的模拟数据对网络进行训练,分析激活函数组合和训练方法对网络精度的影响及噪声水平对动荷载工况下正确识别率的影响。通过车-桥模型动力试验验证该方法的合理性和可用性。结果表明,不同激活函数组合对识别结果影响较小,而不同的训练算法对识别结果影响较大,在应用神经网络识别桥梁移动荷载时,可以通过桥梁的动应变,对车辆的位置、速度和动荷载进行识别。     

预应力混凝土梁疲劳弯曲刚度退化研究

对预应力混凝土梁的弯曲性能进行研究,在循环荷载作用下,分析其抗弯刚度的变化情况,并将理论计算与试验数据差异进行对比。得到结论如下：在不同循环次数下,循环次数与试样的抗弯刚度呈正相关关系。在加载初期和加载末期,试样的抗弯刚度变化较大,在加载中期,试样的抗弯刚度变化较为平缓。在加载末期,试样在循环荷载作用下发生疲劳退化现象,结构内部的钢筋发生破坏,导致其抗弯刚度下降趋势显著。在循环荷载作用下,由混凝土设计规范得出的计算公式与实际情况有所偏差。混凝土设计规范得出的计算公式仅适用于静力作用下的结构。在试样所受荷载较小时,循环荷载使试样发生的疲劳效果并不明显,当试样所受荷载较大时,循环荷载对试样变形和弯曲性能影响较大。     

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.     

基于静载试验的某跨铁公路桥梁受力性能研究

以某跨铁公路桥梁为对象,设计了静载试验加载方案。在试验过程中,采用静态应变采集系统、应变片测试结构应变;使用拉线式电子位移计测量结构的挠度值。试验结果分析表明,测点实测应变值均小于理论计算值,实测应变校验系数均<1,该截面实际工作状态优于设计状态,静力强度满足要求。试验荷载卸除后,空心板梁主要测点残余应变较小,残余应变率均<20%,表明结构处于弹性工作状态。跨中挠度主要测点实测挠度值均小于理论计算值,实测挠度校验系数均<1,板梁刚度满足要求。该分析方法可供其他相关工程参考。     

利用位移测量推估梁及桥梁动态应变的方法研究

桥梁损伤检测是桥梁工程的一个重要课题。梁的应力应变参数与其刚度存在直接关系，因而应变模态测量可望用于桥梁损伤检测。动态应变测量可通过位移测量实现，但对位移传感器提出了特定的要求。对位移测量方法的误差分析表明传感器的相频一致性对测试精度有较大影响。在此分析基础上，利用特制的DP传感器进行了工字钢梁的模拟实验，实验结果验证了测量方法的可行性。