预应力bfrp布加固rc梁抗弯性能研究

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1、预应力BFRP布加固RC梁抗弯性能研究第一章绪论1.1课题研究背景及意义随着我国经济的不断发展，交通的重要性日益凸显，桥梁作为交通线路中的关键节点，为确保交通安全、畅通的现实意义不言而喻。虽然我国交通基础设施建设迈上了新的台阶，取得了举世瞩目的成就。然而，我国还有大部分公路、铁路桥梁建于上世纪50-70年代，在长期的服役过程中，桥梁结构在车辆荷载和环境腐蚀作用下，产生不同程度的损伤，处于带病工作状态，甚至部分桥梁因为承载力的大幅下降而沦为危桥。部分桥梁设计荷载偏低、加之施工条件落后、材料质量不合格等原因，导致结构在建造之初便存在

2、缺陷，为桥梁的安全营运埋下隐患。近年来，随着经济持续快速的发展，公路桥梁负荷已经大幅增加，超载现象严重，部分桥梁承载力不足、结构受损等病害日益突出，已经不能满足现有交通运输的需求。国内陆续发生了数起因桥梁承载能力不足而引起的垮塌事故（图1.1），引起了社会对危旧桥梁的关注。对于出现问题的桥梁采取拆除重建措施，既不科学也不经济，而且在这些病害桥梁之中，还有部分正担负着重要的作用。因此，采用科学的技术手段对原结构进行修补加固，恢复和提高病害桥梁的承载能力，保证桥梁的安全使用非常有必要。这不仅能满足现代交通的需求，而且不会造成长时间、

3、大范围的交通中断，取得显著的经济效益和社会效益。在损伤桥梁越来越多的今天，世界范围内的桥梁工程师己经意识到病桥、危桥的补强加固已迫在眉睫，今后土木建筑业投资研发的主题都应从以新建为主逐步发展到以结构的检测鉴定和维修加固为主，桥梁加固技术将是未来桥梁工程领域中科技创新的主要突破点。桥梁加固技术作为工程结构的一个重要分支，已经取得了大量成就，现有的加固方法很多，已经广泛用于实际工程中并取得了大量成熟的经验，常用加固方法的优缺点和应用范围对比参照表1.1所示[1-5]。.......1.2预应力BFRP加固技术简介纤维增强复合材料FR

4、P是将纤维材料与基体材料按一定的比例后特成的高性能材料。纤维材料是主要的受力组分，基体材料为其提供了一个连续的介质，保证载荷在纤维上的传递，并允许纤维承受剪切载荷。基体在纤维之间还有分散和传递荷载的作用，增强沿纤维方向的承载能力，纤维与基体的过渡区段则称为界面。纤维复合材料既能保留原纤维组分的主要优点，又能获得原组分所不具有的性能从而实现最佳结构设计，具有以下突出优点[7]：纤维复合材料的抗拉强度和弹性模量都较高，但其结构为非致密型，且纤维材料和基体材料的密度都较低，因此具有较高的比强度和比模量。当要求材料强度和弹性模量一定时，

5、采用纤维复合材料可大幅减轻构件或制品的重量，表1.2为纤维与钢的轴向力学性能参数比较。.......第二章预应力BFRP布加固RC梁抗弯性能试验研究2.1概述本文开展玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验研究。首先对试验梁进行预裂，模拟实际加固中的旧桥。再开展非预应力BFRP布、不同预应力水平的预应力BFRP布抗弯加固。通过4根试验梁，完成非预应力BFRP布加固损伤梁、不同预应力水平的预应力BFRP布加固损伤梁及未加固梁的抗弯性能试验，研究静力荷载作用下试验梁的受力过程、破坏形态、承载力及挠度等性能，重点分析对BFRP布施加

6、不同的预应力对加固梁抗弯性能的影响，试验内容如下：首先，以预裂荷载、钢筋应变及裂缝形态为控制条件，对试验梁进行相同程度的预裂。其次对损伤梁进行非预应力BFRP布加固、不同预应力水平的预应力BFRP布加固。最后进行BFRP加固梁的抗弯性能试验，分析试验梁屈服荷载、极限荷载、挠度、混凝土应变、钢筋应变、纤维布应变及裂缝扩展状况，研究BFRP布加固梁的破坏机理，分析加固梁的强度及刚度特性。.......2.2试验方案设计本试验研究预应力BFRP布加固损伤RC梁的抗弯性能，为避免在试验过程中试验梁发生剪切破坏，突出抗弯加固效果，试验梁要

7、求具有足够的抗剪能力。根据理论计算结果并考虑试验设备等因素，设计试验梁尺寸为150mm250mm2800mm，混凝土强度等级为C30，纵筋为2B14，箍筋为A8150，采用对称配筋。保护层厚度25mm，试验梁的截面尺寸及配筋如图2.1所示。结构粘结剂用于将纤维布粘贴于结构被加固面，纤维布能否有效提高加固构件的承载力，与纤维布与混凝土界面能否有效传递应力有着较大关系。良好的粘贴质量才能保证钢筋混凝土梁被加固面与纤维材料之间有足够的抗剪强度抵抗界面间剪应力。本试验中结构粘结剂采用凤凰牌环氧树脂及固化剂。浇筑试验梁时取同批次的混凝土制

8、作5个标准立方体试块，养护后按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行混凝土抗压强度试验，各试块的立方体抗压强度实测后取平均值为32.79MPa满足混凝土强度等级C30设计要求。混凝土实际轴心抗拉强度为2.58MPa。弹性模量为3.12104N/mm2。....