【摘要】：隨著國家路網(wǎng)的逐步形成,交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行業(yè)的工作重心逐步從新建為主向建養(yǎng)并重的方向轉(zhuǎn)移,橋梁加固改造正是這一時(shí)代背景下興起的熱門課題。碳纖維板憑借其優(yōu)質(zhì)的材料性能及方便快捷的實(shí)用性能而在結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)工程中得以推廣使用,預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)則借鑒了預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土的設(shè)計(jì)思路,結(jié)合了粘貼碳纖維加固技術(shù)的輕質(zhì)高強(qiáng)特性,是一種更加主動、高效的加固技術(shù),有著廣闊的應(yīng)用前景和價(jià)值[1]。本文共設(shè)計(jì)了四片混凝土矩形梁,采用模型試驗(yàn)與理論分析相結(jié)合的方法,研究了碳纖維板加固混凝土梁的抗彎承載能力特性。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)對混凝土梁分別進(jìn)行不加固、粘貼碳纖維板加固、張拉預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固后的靜力加載試驗(yàn),然后從承載能力、撓度、延性、裂縫開展、協(xié)同受力、碳纖維板應(yīng)變分布、平截面假定等角度對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比分析和研究。結(jié)果表明:有粘結(jié)的預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)對混凝土梁的開裂荷載、鋼筋屈服荷載以及極限荷載的提高程度明顯高于非預(yù)應(yīng)力的粘貼碳纖維板加固方法,在減小混凝土梁的變形撓度、抑制和延緩裂縫發(fā)展方面的作用也更加顯著。(2)鑒于之前研究者大多針對無損的混凝土梁進(jìn)行碳纖維板加固研究,這與實(shí)際加固工程中的加固對象多為損傷混凝土梁的情況不符。本文特別對一片損傷混凝土梁進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固后的靜力加載試驗(yàn),研究了加固后損傷混凝土梁的承載能力特性,并與加固無損混凝土梁進(jìn)行了對比。結(jié)果表明:損傷混凝土梁與無損混凝土梁經(jīng)預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固后的受力性能提高情況保持一致,預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)能較好地恢復(fù)部分損傷構(gòu)件,并對已有裂縫起到有效的封閉作用,從而提升損傷構(gòu)件的整體剛度和抗彎承載能力。(3)基于材料本構(gòu)關(guān)系、平截面假定以及力的平衡關(guān)系推導(dǎo)了預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固混凝土梁的預(yù)應(yīng)力水平限值、張拉碳纖維板產(chǎn)生的反拱值、開裂荷載、屈服荷載、極限荷載、屈服撓度的理論計(jì)算公式,并對本文試驗(yàn)梁進(jìn)行試算,其結(jié)果與試驗(yàn)值吻合良好,表明本文推導(dǎo)的理論計(jì)算公式較為合理。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U445.72;U441
【圖文】：

[7]。圖1-3 粘貼碳纖維加固圖④體外預(yù)應(yīng)力加固法體外預(yù)應(yīng)力加固法是通過在梁底或箱梁內(nèi)部張拉鋼絞線、剛性拉桿、碳纖維板、碳纖維筋等材料并錨固于梁體以建立永存預(yù)應(yīng)力的方式對結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)[8]，該方法技術(shù)難度較大，張拉、錨固系統(tǒng)構(gòu)造較為復(fù)雜，但加固效果十分明顯，是一種能夠大幅度提高主梁的承載能力的主動加固方法。另外該方法可在不中斷交通或少量中斷交通的情況下進(jìn)行，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。體外預(yù)應(yīng)力加固法的核心在于張拉、錨固系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和加工制作，可靠的張拉錨固系統(tǒng)可大大減小預(yù)應(yīng)力損失，使外加預(yù)應(yīng)力能有效傳遞至被加固梁體。圖1-4 體外預(yù)應(yīng)力加固圖⑤增加橫向聯(lián)系加固法預(yù)制空心板和T梁的鉸縫、濕接縫在實(shí)際運(yùn)營中很容易出現(xiàn)破壞，從而形成單

可靠的張拉錨固系統(tǒng)可大大減小預(yù)應(yīng)力損失，使外加預(yù)應(yīng)力能有效傳遞至被加固梁體。圖1-4 體外預(yù)應(yīng)力加固圖⑤增加橫向聯(lián)系加固法預(yù)制空心板和T梁的鉸縫、濕接縫在實(shí)際運(yùn)營中很容易出現(xiàn)破壞，從而形成單

該方法常采用增設(shè)剛性橫梁、鉸縫灌膠、增加橫隔板數(shù)量等方式來改善橋梁的整體性能。圖1-5 增加剛性橫梁加固圖1.3 碳纖維復(fù)合材料加固技術(shù)研究現(xiàn)狀1.3.1 碳纖維復(fù)合材料簡介纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP）是指以合成樹脂材料為基材，由高強(qiáng)度的纖維與基體材料經(jīng)過纏繞、擠壓等工藝而最終在模具中固化成型的新型纖維材料。根據(jù)增強(qiáng)纖維材料的不同，常見的有玻璃纖維(GFRP)、芳綸纖維(AFRP)、碳纖維(CFRP)、玄武巖纖維(BFRP)等[10]，其中碳纖維復(fù)合材料(CFRP)的抗拉強(qiáng)度最高，并且生產(chǎn)工藝相對成熟，成為工程中應(yīng)用最多的一種纖維復(fù)合材料，主要包括碳纖維布、碳纖維板、碳纖維筋、碳纖維網(wǎng)格以及其他碳纖維型材，其中碳纖維板和碳纖維布統(tǒng)稱為碳纖維片材，在加固工程領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，碳纖維片材如圖1-6所示。（a）碳纖維板 （b）碳纖維布圖1-6 碳纖維片材

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 卓靜;楊宏;;預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固鋼筋混凝土T形梁的試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu);2013年S1期

2 徐福泉;李東彬;趙基達(dá);黃竟強(qiáng);;預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固鋼筋混凝土梁的試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu);2010年S2期

3 張偉平;王曉剛;顧祥林;;碳纖維布加固銹蝕鋼筋混凝土梁抗彎性能研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2010年06期

4 彭暉;尚守平;張建仁;李傳習(xí);;預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固T梁的試驗(yàn)與理論研究[J];公路交通科技;2009年10期

5 鄧?yán)誓?陳華;張鵬;;預(yù)應(yīng)力CFRP板加固混凝土梁正截面受彎承載力的計(jì)算方法研究[J];建筑科學(xué);2009年03期

6 卜良桃;宋力;施楚賢;;碳纖維板加固鋼筋混凝土梁的抗彎試驗(yàn)和理論研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2007年01期

7 李松輝,趙國藩,王松根;粘貼碳纖維布加固鋼筋混凝土預(yù)裂梁試驗(yàn)研究[J];土木工程學(xué)報(bào);2005年10期

8 楊勇新,岳清瑞,葉列平;碳纖維布加固鋼筋混凝土梁受彎剝離承載力計(jì)算[J];土木工程學(xué)報(bào);2004年02期

相關(guān)會議論文 前2條

1 許宏元;侯旭;;橋梁檢測評估技術(shù)體系的綜合應(yīng)用[A];第五屆全國公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集[下卷][C];2010年

2 李芳;唐先習(xí);徐岳;繆文輝;鄭學(xué)忠;;混凝土T梁橫向連接加固方法研究[A];全國既有橋梁加固、改造與評價(jià)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 彭暉;預(yù)應(yīng)力碳纖維片材加固鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的性能研究[D];湖南大學(xué);2006年

2 卓靜;高強(qiáng)度復(fù)合材料FRP片材波形齒夾具錨錨固系統(tǒng)及應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 廖陽;預(yù)應(yīng)力碳纖維板楔形夾片式錨具試驗(yàn)研究[D];重慶交通大學(xué);2017年

2 韓志強(qiáng);預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固受損混凝土梁的試驗(yàn)研究[D];重慶交通大學(xué);2015年

3 龔黎明;預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固混凝土梁的協(xié)同受力性能研究[D];重慶交通大學(xué);2014年

4 李高華;預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固受損構(gòu)件試驗(yàn)研究[D];重慶交通大學(xué);2014年

5 張問坪;高預(yù)應(yīng)力CFRP板加固T梁的試驗(yàn)與理論研究[D];重慶交通大學(xué);2013年

6 肖毅;雙層預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固混凝土梁的受力性能研究[D];重慶交通大學(xué);2013年

7 白飛云;碳纖維板加固鋼筋混凝土梁的實(shí)驗(yàn)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

8 童晨財(cái);無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固鋼梁理論與試驗(yàn)研究[D];中南大學(xué);2011年

9 項(xiàng)梁;體外預(yù)應(yīng)力加固簡支梁固有振動特性研究[D];華中科技大學(xué);2010年

10 劉杰;預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固大比例T梁抗彎性能試驗(yàn)研究[D];長沙理工大學(xué);2010年

本文編號：2794770