预应力CFRP及预紧螺栓联合加固RC梁力学形为研究

摘要

现阶段预应力CFRP加固技术应用于危害桥梁加固工程中对于桥梁加固方法是一种极好的补充，改善了现有桥梁加固方法中的不足，采用预应力CFRP加固技术可以增大桥梁的极限承载能力，改善桥梁的力学性能，抑制裂缝的开展，减小桥梁的挠度变形，提高碳纤维布的有效利用率。但是将此项桥梁加固技术很好的应用于实际桥梁加固工程中存在着一定的问题，主要表现在碳纤维布预应力张拉系统上（现有张拉设备和锚固装置操作繁琐、占用空间大、对桥梁本身的损害大等问题）及施工工艺上。
　　本文在现有张拉系统的基础和原理上，并结合碳纤维布本身的特点，设计研发了一套新型张拉系统;设计制作了9根6m长的试验梁进行了大比例尺试验研究，更接近于实际桥梁工程;其中采用本套新型张拉系统对8根试验梁进行了预应力碳纤维布加固，分别对8根试验梁进行单层、双层、三层碳纤维布粘贴加固;所施加的初始预应力度分别为25％、50％和75％，并对8根试验梁采用机械锚固钢板进行锚固，对8根试验梁采用自制反力架进行四点弯曲加载。试验结果表明采用新研发的碳纤维布张拉系统可以完成对碳纤维布施加设定大小的初始应力，且设备安装操作方便，施工效率高;预应力CFRP及预紧螺栓联合加固技术加固钢筋混凝土梁可以有效的提高被加固梁极限承载能力，增大被加固梁的抗弯刚度，减小挠度变形，抑制裂缝的开展，使碳纤维布充分发挥了高强性能，改善桥梁的力学性能。
　　通过对预应力碳纤维布加固RC梁力学性能分析研究，本文通过理论计算和试验结果分析对比了极限承载力、挠度变形，理论计算与试验结果吻合较好，总结了预应力碳纤维布及预紧螺栓联合加固桥梁的受力机理。采用此项加固技术设计加固了济菏高速G35线东平段的K137+128通道，效果显著，总结出了依托于此套新型张拉系统的加固施工工艺。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景及意义

1．2 现有加固方法

1．3 预应力CFRP加固技术

1．4 本文主要的研究内容及技术路线

第二章 新型张拉设备的研发及其施工工艺的研究

2．1 CFRP初始预应力张拉方法

2．2 新型张拉系统的研发及其施工工艺

2．2．1 张拉系统研发

2．2．2 施工工艺

第三章 预应力CFRP及预紧螺栓联合加固受弯梁对比试验

3．1 试验目的及方法

3．2 试验梁设计

3．3 试验材料性能

3．4 试验梁加固方案设计

3．5 预应力碳纤维布张拉及粘贴

3．6 加载及监测方案

3．6．1 加载方式

3．6．2 裂缝观测

3．6．3 位移挠度观测

3．6．4 应变观测

3．7 试验现象及结果汇总

3．7．1 加载过程各根试验梁破坏形态及变形特征

3．8 试验结果分析

3．8．1 极限承载力分析

3．8．2 试验梁破坏时裂缝开展特征

3．8．3 碳纤维布应变分布情况

3．8．4 CFRP布及钢筋应变分布情况

3．8．5 试验梁挠度变化情况分析

3．9 本章小结

第四章 预应力CFRP布及预紧螺栓联合加固梁抗弯性能分析

4．1 预应力CFRP布加固RC极限承载力计算

4．1．1 基本假定

4．1．2 受弯截面应力应变分析

4．1．3 极限承载力分析

4．1．4 理论计算与试验结果对比

4．2 挠度变形分析

4．2．1 挠度计算方法

4．2．2 理论计算值与试验值对比分析

4．3 本章小结

第五章 预应力CFRP布现场桥梁加固应用研究

5．1 工程概况

5．1．1 桥梁概况

5．1．2 主要危害

5．2 加固设计计算

5．2．1 加固设计承载力验算

5．2．2 加固设计变形验算

5．3 加固方案选择

5．4 现场加固施工工艺

5．5 本章小结

6．1 主要结论

6．2 未来展望

参考文献

致谢

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