铁路普通钢筋混凝土梁体外预应力碳纤维板重载加固技术研究

摘要

为满足经济社会发展的需求，大轴重重载铁路已成为铁路货运的发展方向。由于重载铁路运输的运能大、效率高、运输成本低等特点使大轴重重载运输成为大宗货物最为经济有效的运输方式。依托轴重30t以上煤炭运输重载铁路关键技术与核心装备研制任务七——重载线路基础设施强化措施研发科研项目，课题组已成功研发出体外预应力碳纤维板加固重载铁路桥梁成套技术，包括：碳纤维板夹持、张拉、锚固等，已有研究表明该加固技术对30t轴重重载铁路全预应力混凝土标准梁是有效的、可行的。但是，对于30t轴重重载铁路钢筋混凝土梁的加固是否有效、可行，需要进一步研究。
　　对于钢筋混凝土梁，以12m低高度钢筋混凝土板梁为例，研究表明在1.2倍ZH活载（30t轴重）作用下，其受拉主筋拉应力不满足规范要求，结构抗弯承载力和疲劳强度不足，梁体刚度偏弱，需要进行强化改造，以提高梁体的强度、刚度和耐久性。通过理论检算和静载试验，验证了本文所述加固方案对其是有效可行的。在此基础上，为了进一步研究该加固技术对其他既有梁型的有效性，理论检算了叁标桥（1024）的6m、8m、12m、16m、20m梁（直/曲线）、专桥（88）1023的8m、12m、16m（直/曲线)梁和专桥（91）1024的6m、10m、12m梁等标准梁。结果表明：体外预应力碳纤维板加固技术可以显著减小上述梁型的受拉主筋拉应力、主筋应力幅、挠度，提高抗弯承载力和刚度，抑制裂缝开展，能满足30t轴重重载列车的运营要求，建议在重载铁路钢筋混凝土梁桥强化改造中推广应用。

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1 引言

1.1 研究背景

1.2 普通钢筋混凝土简支梁加固方法

1.3 体外预应力加固桥梁技术的发展及研究现状

1.4 预应力碳纤维片材加固技术

1.5 本文主要研究内容及意义

2 既有钢筋混凝土梁重载适应性

2.1 荷载标准

2.2 既有桥梁运营现状

2.3 重载对中小跨度桥梁的作用特征

2.4 静力性能试验

2.5 原梁检算

2.6 适应性分析结论

3 加固方案设计

3.1 预应力碳纤维板组装件力学性能

3.2 体外预应力碳纤维板加固方案

3.3 加固检算

4 加固效果试验验证

4.1 试验方案

4.2 加固效果

5 体外预应力碳纤维板加固设计技术分析

5.1 既有标准梁桥检算

5.2 小结

6 结论和展望

6.1 研究结论

6.2 展望

参考文献

作者简历及科研成果清单

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