荷载/湿热环境作用下粘贴钢板加固钢筋砼梁的耐久性研究

摘要

粘贴钢板是加固混凝土结构常用的一种加固方法，被广泛应用于旧桥的加固中，在荷载和环境耦合作用会对加固结构产生不良影响，致使结构的耐久性降低，故对加固结构进行荷载和环境耦合作用具有重要意义。
　　本文依托交通运输部建设科技项目“荷载与湿热环境耦合作用下粘贴加固梁桥耐久性关键技术研究”(No.2015318814190)。本文首先介绍国内外对于粘贴钢板耐久性的研究现状，对经过室温、环境作用、荷载和环境耦合作用的试验梁进行三点弯曲试验，分析结构的破坏形态、受力性能、截面的应变，得到了加固结构耐久性降低的过程和相关试验数据。
　　1)湿热环境对胶层的作用方式是，空气中的水蒸气进入钢板与混凝土间的胶层中，降低了胶层的粘结能力，使粘贴钢板加固的钢筋混凝土梁破坏形态发生改变。
　　2)在荷载和湿热环境耦合作用下，加速了湿热环境对胶层粘结能力的劣化，促使水蒸气进入钢板与混凝土间的胶层，胶层的粘结性能降低还会使混凝土受到水蒸气的劣化作用显著和使裂缝在较低荷载下开展，荷载和湿热环境耦合作用加速了粘贴钢板加固梁受力性能劣化的过程。
　　3)粘贴钢板加固钢筋混凝土梁钢板应变、试验梁破坏时的极限应变随着湿热环境作用时间增加呈降低趋势，当试验梁处于荷载和湿热环境耦和作用下钢板应变、试验梁破坏时的极限应变呈降低趋势，钢筋的应变受荷载和湿热环境作用较小。
　　4)在荷载和湿热环境耦合作用下，粘贴钢板加固的钢筋混凝土梁裂缝开展受到胶层的影响，在一定荷载等级区间内，试验梁的裂缝发生极小的变化，当裂缝处的剪切应力大于胶层剪切强度后，裂缝会继续扩张，粘贴钢板加固的钢筋混凝土梁跨中部位裂缝开展较密，间距小于未加固的对照梁B-Od-OKN，荷载和湿热环境耦合作用后，裂缝的间距和开展情况变化较小。
　　5)在湿热环境作用下，试验梁的刚度，在主筋屈服前没有明显变化。粘贴钢板加固梁在短期湿热环境作用下，试验梁刚度无明显变化;经过湿热环境作用后的试验梁，随着作用时间的增加，试验梁刚度下降。在荷载和湿热环境耦合作用下，在受拉主筋处于弹性阶段时，试验梁刚度出现变化;在主筋屈服阶段，随着作用时间延长，试验梁刚度下降。经过荷载和湿热环境耦合作用，试验梁刚度小于只受湿热环境作用单一因素的试验梁。
　　6)在湿热环境作用下，随着时间延长，钢板跨中截面的极限应变呈降低趋势;随着荷载和湿热环境耦合作用时间的增加，钢板跨中截面的极限应变降低的趋势越明显;钢板应力从跨中向梁两端逐渐减小，自由端截面所受的应力在结构加载的整个过程中，几乎没有变化，跨中1#、2#截面主要参与结构的受力过程，锚栓对钢板其固定限位作用，锚栓处钢板应变小于跨中两个截面，使锚栓以后截面剪应力发生衰减，说明粘贴钢板加固运用锚栓的必要性，能有效提高钢板的受力性能。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 湿热环境对钢板材料耐久性的影响

1．2．2 湿热环境对粘钢胶层耐久性的影响

1．2．3 湿热环境对钢板与混凝土界面耐久性的影响

1．3 本文主要研究内容

第二章 荷载／湿热环境下钢板与混凝土界面耐久性试验

2．1 引言

2．2 试验材料及试件

2．2 试验装置

2．2．1 湿热环境装置

2．2．2 加载装置

2．3 试验方案

2．3．1 试验方法及设计

2．3．2 试验湿热环境设定

2．3．3 试验自反力架施加静载设定

2．3．4 试验数据的测量

2．3．5 加载方案

2．3．6 测试内容

2．4 试验结果

2．4．1 参考梁试验结果

2．4．2 试验梁三点抗弯试验结果

第三章 湿热环境作用下粘贴钢板加固钢筋砼梁耐久性研究

3．1 引言

3．2 试验结果分析

3．2．1 湿热环境粘贴钢板加固梁破坏形态分析

3．2．2 湿热环境对粘贴钢板加固梁跨中截面混凝土应变的影响

3．2．3 湿热环境对粘贴钢板加固梁跨中截面钢板应变、钢筋应变的影响

3．2．4 湿热环境对粘贴钢板加固梁承载力的影响

3．2．5 湿热环境对粘贴钢板加固梁变形的影响

3．2．6 湿热环境对粘贴钢板加固梁纵向钢板应变的影响

3．3 本章小结

第四章 荷载／湿热环境耦合作用下粘贴钢板加固钢筋砼梁耐久性研究

4．1 引言

4．2 试验结果分析

4．2．1 荷载／湿热环境粘贴钢板加固梁破坏形态分析

4．2．2 荷载／湿热环境对粘贴钢板加固梁跨中截面混凝土应变的影响

4．2．3 荷载／湿热环境对粘贴钢板加固梁跨中截面钢板应变、钢筋应变的影响

4．2．4 荷载店显热环境对粘贴钢板加固梁承载力的影响

4．2．5 荷载／湿热环境对粘贴钢板加固梁变形的影响

4．2．6 荷载／湿热环境对粘贴钢板加固梁纵向钢板应变的影响

4．3 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

致谢

参考文献

在校期间发表的论著及取得的科研成果