【摘要】：隨著國家路網(wǎng)的逐步形成,交通基礎設施建設行業(yè)的工作重心逐步從新建為主向建養(yǎng)并重的方向轉(zhuǎn)移,橋梁加固改造正是這一時代背景下興起的熱門課題。碳纖維板憑借其優(yōu)質(zhì)的材料性能及方便快捷的實用性能而在結(jié)構(gòu)加固補強工程中得以推廣使用,預應力碳纖維板加固技術(shù)則借鑒了預應力鋼筋混凝土的設計思路,結(jié)合了粘貼碳纖維加固技術(shù)的輕質(zhì)高強特性,是一種更加主動、高效的加固技術(shù),有著廣闊的應用前景和價值[1]。本文共設計了四片混凝土矩形梁,采用模型試驗與理論分析相結(jié)合的方法,研究了碳纖維板加固混凝土梁的抗彎承載能力特性。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)對混凝土梁分別進行不加固、粘貼碳纖維板加固、張拉預應力碳纖維板加固后的靜力加載試驗,然后從承載能力、撓度、延性、裂縫開展、協(xié)同受力、碳纖維板應變分布、平截面假定等角度對試驗結(jié)果進行了對比分析和研究。結(jié)果表明:有粘結(jié)的預應力碳纖維板加固技術(shù)對混凝土梁的開裂荷載、鋼筋屈服荷載以及極限荷載的提高程度明顯高于非預應力的粘貼碳纖維板加固方法,在減小混凝土梁的變形撓度、抑制和延緩裂縫發(fā)展方面的作用也更加顯著。(2)鑒于之前研究者大多針對無損的混凝土梁進行碳纖維板加固研究,這與實際加固工程中的加固對象多為損傷混凝土梁的情況不符。本文特別對一片損傷混凝土梁進行了預應力碳纖維板加固后的靜力加載試驗,研究了加固后損傷混凝土梁的承載能力特性,并與加固無損混凝土梁進行了對比。結(jié)果表明:損傷混凝土梁與無損混凝土梁經(jīng)預應力碳纖維板加固后的受力性能提高情況保持一致,預應力碳纖維板加固技術(shù)能較好地恢復部分損傷構(gòu)件,并對已有裂縫起到有效的封閉作用,從而提升損傷構(gòu)件的整體剛度和抗彎承載能力。(3)基于材料本構(gòu)關(guān)系、平截面假定以及力的平衡關(guān)系推導了預應力碳纖維板加固混凝土梁的預應力水平限值、張拉碳纖維板產(chǎn)生的反拱值、開裂荷載、屈服荷載、極限荷載、屈服撓度的理論計算公式,并對本文試驗梁進行試算,其結(jié)果與試驗值吻合良好,表明本文推導的理論計算公式較為合理。
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U445.72;U441
【圖文】：

[7]。圖1-3 粘貼碳纖維加固圖④體外預應力加固法體外預應力加固法是通過在梁底或箱梁內(nèi)部張拉鋼絞線、剛性拉桿、碳纖維板、碳纖維筋等材料并錨固于梁體以建立永存預應力的方式對結(jié)構(gòu)進行補強[8]，該方法技術(shù)難度較大，張拉、錨固系統(tǒng)構(gòu)造較為復雜，但加固效果十分明顯，是一種能夠大幅度提高主梁的承載能力的主動加固方法。另外該方法可在不中斷交通或少量中斷交通的情況下進行，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，因此具有廣闊的應用前景。體外預應力加固法的核心在于張拉、錨固系統(tǒng)的設計和加工制作，可靠的張拉錨固系統(tǒng)可大大減小預應力損失，使外加預應力能有效傳遞至被加固梁體。圖1-4 體外預應力加固圖⑤增加橫向聯(lián)系加固法預制空心板和T梁的鉸縫、濕接縫在實際運營中很容易出現(xiàn)破壞，從而形成單

可靠的張拉錨固系統(tǒng)可大大減小預應力損失，使外加預應力能有效傳遞至被加固梁體。圖1-4 體外預應力加固圖⑤增加橫向聯(lián)系加固法預制空心板和T梁的鉸縫、濕接縫在實際運營中很容易出現(xiàn)破壞，從而形成單

該方法常采用增設剛性橫梁、鉸縫灌膠、增加橫隔板數(shù)量等方式來改善橋梁的整體性能。圖1-5 增加剛性橫梁加固圖1.3 碳纖維復合材料加固技術(shù)研究現(xiàn)狀1.3.1 碳纖維復合材料簡介纖維增強復合材料（FRP）是指以合成樹脂材料為基材，由高強度的纖維與基體材料經(jīng)過纏繞、擠壓等工藝而最終在模具中固化成型的新型纖維材料。根據(jù)增強纖維材料的不同，常見的有玻璃纖維(GFRP)、芳綸纖維(AFRP)、碳纖維(CFRP)、玄武巖纖維(BFRP)等[10]，其中碳纖維復合材料(CFRP)的抗拉強度最高，并且生產(chǎn)工藝相對成熟，成為工程中應用最多的一種纖維復合材料，主要包括碳纖維布、碳纖維板、碳纖維筋、碳纖維網(wǎng)格以及其他碳纖維型材，其中碳纖維板和碳纖維布統(tǒng)稱為碳纖維片材，在加固工程領(lǐng)域應用最為廣泛，碳纖維片材如圖1-6所示。（a）碳纖維板 （b）碳纖維布圖1-6 碳纖維片材

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前8條

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相關(guān)博士學位論文 前2條

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本文編號：2794770