為解決水利工程中常用水工鋼閘門的銹蝕問題,針對粘鋼加固技術(shù)存在的閘門加固部位更易銹蝕、加固部位易產(chǎn)生應(yīng)力集中等問題,充分發(fā)揮纖維增強復(fù)合材料(FRP)比強度高、耐腐蝕性好、不改變母材特性等優(yōu)點,提出采用CFRP修復(fù)的方法。首先采用與試驗結(jié)果對比的方式驗證數(shù)值方法分析CFRP修復(fù)的可行性和正確性,然后采用數(shù)值方法對某水工鋼閘門在未銹蝕、銹蝕和CFRP修復(fù)三種狀態(tài)下的強度和剛度進行分析。分別采用改變單元厚度法和共結(jié)點重單元法對銹蝕和CFRP修復(fù)的閘門模型進行數(shù)值模擬。結(jié)果表明:以未銹蝕閘門的計算結(jié)果為基值,主橫梁腹板、支臂腹板和面板中下部發(fā)生2 mm銹蝕時,主梁、支臂、面板的強度和剛度分別降低25.95%和23.73%、25.52%和24.24%、24.43%和25.00%。采用單層厚0.167 mm的CFRP修復(fù)后,主梁、支臂、面板的強度和剛度分別提高30.28%和26.43%、29.46%和24.53%、28.47%和29.87%。采用CFRP修復(fù)加固水工鋼閘門具有明顯的效果,研究成果可為閘門規(guī)范的修訂完善和實際工程中采用CFRP修復(fù)提供理論依據(jù)。

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