预应力碳纤维布在PC板梁桥加固中的应用研究

摘要

桥梁是公路运输能否顺利进行的核心点,从功能上划分,桥梁被称作为公路运输工程的咽喉。对在役不满足使用要求或有功能缺陷的桥梁进行必要的维修、加固、改扩建等,提高其承载能力、提升其使用性能、延长其寿命等以满足日益增加的交通运输量要求具有非常重要的意义。PC板梁桥因其突出优点,在我国中、小跨径桥梁中被广泛采用,随着时光的推移,当前在役PC板梁桥中已经有很多都出现了不满足承载力要求,因此进行预应力碳纤维布粘贴加固技术在PC板梁桥中的应用研究具有非常重要的价值。
　　本文的研究工作是基于采用理论分析和有限元模型再结合工程实例评估,研究成果如下:
　　(1)碳纤维布在合理控制初始张拉应力时,用于粘贴加固PC板梁桥效果良好,在一定的初始应力之内可以有效提高PC板梁的刚度、强度,进而可以有效抑制裂缝的开展。
　　(2)采用预应力碳纤维布加固空心板桥时,碳纤维布在保持一定张拉度的情况下被粘贴在PC板梁上,在PC板梁再次承受活载之时,碳纤维布可以立即参与受力,这可以很好的发挥碳纤维布高强度的优点。
　　(3)对预应力碳纤维布加固PC板桥进行的数值仿真分析后得出的预应力钢筋应力变化、板底混凝土应变变化、跨中下挠变化曲线可知,随着碳纤维布初始张拉应力的加大,PC板梁的强度和刚度也随之增大,而钢筋预应力却是随之损失;但是当碳纤维布初始张拉应力增加到第10级时,即碳纤维布的初始应力为756Mpa(27％)时,PC板梁的刚度增加趋于平缓,而强度却继续增大,钢筋预应力也是继续损失。
　　(4)预应力碳纤维布加固预应力混凝土空心板桥的数值仿真分析结果表明,预应力碳纤维布加固PC板梁桥承载特性明显,即在一定的碳纤维张拉范围之内,可以同时有效提高PC板梁的强度、刚度等,加固效果明显。

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第一章 绪论

1.1 前言

1.2 PC板桥加固现状

1.3 碳纤维布粘贴加固技术的发展过程

1.4 预应力碳纤维布粘贴加固研究现状

1.5 本文主要研究内容

第二章 预应力CFRP加固PC板桥承载力计算分析

2.1 预应力CFRP加固PC板的破坏模式

2.2 预应力CFRP加固PC板的基本假定［20］［21］［22］

2.3 预应力CFRP加固PC板受力全过程分析［20］［21］［22］

2.4 加固后PC板极限承载力理论计算［23］［24］

2.5 本章小结

第三章 预应力CFRP加固PC板桥承载性能分析

3.1 PC板梁基本数据

3.2 有限元模型建立

3.3 承载特性分析

第四章 预应力碳纤维布粘贴加固施工工艺研究

4.1 预应力碳纤维布加固施工工艺

4.2 碳纤维预应力施加工艺研究

4.3 预应力碳纤维布锚固工艺研究

4.4 预应力碳纤维布预应力损失研究

4.4 本章小结

第五章 工程应用评估

5.1 工程概况

5.2 加固方案介绍

5.3 粘贴施工工艺

5.4 质量保证措施

5.5 荷载试验对比分析

5.6 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢