开槽对嵌入式FRP加固混凝土T形梁抗弯性能的影响

摘要

本文对7根T形混凝土梁进行嵌入式加固，分别以槽的深度、槽的位置、粘结材料三个加固参数在预裂与否的情况下研究分析梁的承载力、破坏模式、刚度、CFRP筋应变变化、梁截面的应变分布及裂缝开展的变化。在国内外学者研究的基础上，分析了梁的破坏模式并给出了剥离破坏下梁的抗弯承载力的计算方法。
　　研究表明，随着K（槽的深度与CFRP筋直径的比值）值的增大，梁的破坏形式由发生在纯弯段及加载点附近处的混凝土-胶层的剥离发展为只发生在加载点处的混凝土保护层的剥离，剥离的范围减小但是程度增大;随着K值的增加，梁的抗弯承载力增加，但是当K＞2时，承载力的提高不再明显。随着ae值的增大即槽的位置逐渐远离T梁腹板底的边缘，梁的破坏由只发生在加载点处腹板底外边缘混凝土保护层的剥离发展为加载点处整个混凝土保护层的剥离，剥离的程度增大，梁的极限承载力也增大。研究还表明，在K＞2、预裂的情况下，环氧砂浆为粘结材料不能有效抑制加固梁裂缝的开展;在K＞2、未预裂的情况下，不论环氧砂浆还是环氧树脂做粘结材料都能有效抑制加固梁裂缝的开展。虽然环氧砂浆为粘结材料的加固梁的极限承载力提高不如环氧树脂为粘结材料的加固梁的极限承载力的提高大，但是以其成本低、便于施工的特点使得粘结材料环氧砂浆在加固工程中能够得到大面积的推广。
　　本文在分析总结加固梁破坏机理的基础上，根据Delorenzis的局部粘结力-滑移曲线、“混凝土齿状模型”和莫尔强度理论，给出了剥离破坏下嵌入式CFRP筋加固T形梁抗弯承载力的计算方法，并与试验结果进行了对比，两者吻合较好。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 常用的桥梁加固技术及加固方式

1．2．1 传统的桥梁加固技术

1．2．2 纤维增强塑料(FRP)加固法

1．2．3 加固方式

1．3 FRP材料的特点及目前使用的粘结材料

1．3．1 FRP材料的特点

1．3．2 粘结剂

1．4 开槽对嵌入式FRP加固影响的研究现状

1．4．1 槽的尺寸的影响现状

1．4．2 槽的位置的影响现状

1．5 本文主要研究内容

第2章 开槽对嵌入式FRP加固混凝土T形梁抗弯性能影响的试验设计

2．1 试验目的

2．2 试验模型的设计

2．2．1 梁尺寸的确定

2．2．2 试验梁的配筋计算

2．2．3 开裂荷载的计算

2．3 试验梁的制作

2．3．1 模板制作

2．3．2 T梁钢筋笼制作

2．3．3 钢筋应变片的粘贴

2．4 浇筑混凝土

2．5 试件养护

2．6 混凝土的拆模

2．7 试验材料性能

2．7．1 粘结材料

2．7．2 混凝土与钢筋

2．7．3 加固材料的性能

2．8 加载方案

2．9 试验方案

2．10 CFRP筋材嵌入施工工艺

第3章 开槽对嵌入式FRP加固混凝土T形梁抗弯性能影响的试验

3．1 TDL梁

3．2 TLY-1梁

3．3 TLY-2梁

3．4 TLY-3梁

3．5 TLY-4梁

3．6 TL-1梁

3．7 TL-2梁

第4章 开槽对嵌入式FRP加固混凝土T形梁抗弯性能影响分析

4．1 槽的深度对梁的抗弯性能的影响分析

4．1．1 槽深对破坏形式的影响分析

4．1．2 槽深对挠度及承载力影响分析

4．1．3 槽深对CFRP筋影响的分析

4．1．4 槽深对梁裂缝及支座处转角变化的影响

4．2 槽的位置a’e对梁的抗弯性能的影响分析

4．2．1 槽的位置对破坏形式的影响分析

4．2．2 槽的位置对跨中挠度及承载力的影响分析

4．2．3 槽的位置对CFRP筋的影响分析

4．2．3 槽的位置对梁裂缝发展及支座处转角变化的影响

4．3 粘结剂对梁的抗弯性能的影响分析

4．3．1 粘结剂对梁破坏形式的影响分析

4．3．2 粘结剂对挠度及裂缝的影响分析

4．3．3 粘结剂对CFRP筋及承载力的影响分析

4．3．4 粘结剂对支座处转角变化的影响

4．4 平截面假定

4．5 刚度分析

第5章 破坏模式分析与承载力计算

5．1 破坏模式

5．1．1 局部粘结-滑移曲线

5．1．2 粘结剂-CFRP筋的剥离

5．1．3 粘结剂-混凝土界面剥离

5．1．4 腹板底外边缘混凝土剥离

5．1．5 混凝土保护层剥离

5．2 承载力计算方法

5．2．1 粘结剂-混凝土剥离时承载力

5．2．2 粘结剂-CFRP筋剥离时承载力

5．2．3 混凝土保护层剥离时承载力

5．3 算例

第6章 结论

参考文献

致谢