FRP加固混凝土箱型梁抗剪承载力研究

摘要

混凝土箱型梁具有抗扭刚度大、整体性能好、铺设管道方便等优点，在我国得到了迅速的发展和应用。目前大量箱型梁在使用阶段腹板上便出现了较多的斜裂缝，这些裂缝的存在对结构产生了十分不利的影响。FRP加固法由于具有高强高效、耐腐蚀性能好，适应性强等优点，在桥梁加固中具有较好的前景。目前FRP在混凝土箱型梁加固中的研究多集中在抗弯加固方面，对抗剪加固的研究相对较少，现有规范也没有给出具体的抗剪承载力计算公式，如何准确地得到FRP抗剪加固混凝土箱型梁抗剪承载力，是一个亟需解决的问题。基于抗剪理论，找出一个适用于FRP加固混凝土箱型梁抗剪承载力的计算方法是很有意义的。
　　基于桁架-拱模型理论，将FRP看作桁架模型中的受拉垂直腹杆或斜腹杆，提出了FRP加固混凝土箱型梁抗剪承载力的计算方法。并分别考虑混凝土箱型梁腹板斜裂缝的分布规律对FRP应变分布的影响和腹板侧移变形对FRP—混凝土界面粘结性能的弱化影响，给出了FRP抗剪加固混凝土箱型梁时FRP平均有效应变的确定方法，基于典型算例，分别对本文建议公式，Chen&Teng建议公式、陆新征建议公式、《公路桥梁加固设计规范》(JTG/TJ22-2008)建议公式、ACI建议公式和《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》(CECS146:2003)建议公式进行对比计算，结果表明本文提出的计算方法计算值和试验结果吻合较好，且具有较高的精度。
　　对本文建议公式下六种影响因素（剪跨比、配箍率、混凝土强度、FRP厚度、FRP条带宽度、FRP条带间距）的敏感性进行了分析。得出了六种影响因素敏感性从强到弱的顺序依次为:剪跨比、配箍率、混凝土强度、FRP厚度、FRP条带宽度、FRP条带间距;并针对某一影响因素（剪跨比、配箍率、FRP厚度），采用六种不同计算公式时各影响因素的作用程度进行了对比分析。