体外预应力碳纤维条带加固方法研究

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1、公路交通技术2012年12月第6期TechnologyofHighwayandTransportDec．2012No．6体外预应力碳纤维条(带)加固方法研究熊邵辉，卓静(招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆400067)摘要：系统研究体外预应力碳纤维条(带)快速加固方法中体外预应力的产生和加固机理，提出体外预应力张拉力的算法和加固构件极限承载力的计算公式。介绍采用本加固方法的试验梁与采用CFRP条(带)普通粘贴加固方法的试验梁的加载破坏试验，在相同试验条件下，通过对比试验研究证明本方法加固效果显著，经济性更好，具有很高的推广应用价值。关键词：桥梁；体外预应力加固；碳纤维

2、材料；对比试验研究文章编号：1009—6477(2012106—0075—05中图分类号：U445．72文献标识码：AResearchonStrengtheningMethodforExternalPrestresswithCarbonFiberStrips(Tapes)XIONGShaohui，ZHUOJingAbstract：Thispapersystematicallystudiesgenerationofexternalprestressinfaststrengtheningmethodforexternalprestresswithcarbonstrips(ta

3、pes)andstrengtheningmechanism，andproposesalgorithmforexternalprestresstensionandcomputationalformulaeforextremebearingcapacityofstrengthenedmembers．Thepaperintroducesloadingdestructiontestsontestbeamsbymeansofthisstrengtheningmethodandtestbeamsbymeansofstrengtheningmethodthroughordinarypa

4、stewithCFRPstrips．Underthesametestconditionsandviacomparativeexperimentalstudy，thepaperprovesthismethodexhibitsremarkablestrengtheningeffectandbettereconomyandhighvalueofpopularizationandapplication．Keywords：bridge；externalprestressstrengthening；carbonfibermaterial；comparativeexperimental

5、study随着我国交通基础建设的不断推进，投入使用于梁或板等构件的待加固一侧以承担拉应力，达到的公路桥梁日益增多，但我国国道、省道等干线公路加固效果。桥梁能满足现行公路桥梁设计荷载标准的不足30％，存在严重缺陷需维修加固的占40％，主要承1加固机理重结构破损、荷载等级低于现行设计标准的3、4类1．1体外预应力产生机理桥梁占30％；县乡道路上的桥梁荷载等级更低，属碳纤维复合材料(CFRP)是一种新型高强预应于危桥的比例更大；近年来修建的高速公路桥梁也力材料，具有各向异性，平行纤维方向强度很高，垂有不少存在严重病害。因此，桥梁加固理论、桥梁加直纤维方向强度很低，故锚具等需特别

6、设计。波形固新材料、新工艺已成为近年来桥梁研究的热点问齿夹具锚是专门针对碳纤维条(带)开发的预应力题一。张拉、锚固体系，如图1所示。其工作原理是利用波体外预应力碳纤维条(带)加固法是近年来开形齿夹具锚齿板压紧后产生的曲线伸长来迫使碳纤发的新方法J。它将碳纤维条(带)作为预应力筋维条(带)伸长，从而产生预应力。材，通过特殊的张拉、锚固装置，对碳纤维条(带)施1．2体外预应力加固机理加预应力并锚固于加固构件上以承担拉应力。该方以一个受弯简支梁为例，简单阐述体外预应力法不采用固定转向块，而是通过波形齿夹具锚锚固的加固机理。预应力作用原理如图2所示。根收稿日期：2012—05—3

7、0作者简介：熊邵辉(1980一)，男，河南省新野县人，硕士，助理研究员76公路交通技术2012，年同作用下上缘应力；为荷载和预应力共同作用下下缘应力。按以上公式进行计算可知，荷载作用下构件在(a)体外预应力施加前施加体外预应力后，其构件截面下缘混凝土的拉应力会远小于原来荷载单独作用下的拉应力，减小幅度与预应力的大小及施加预应力的偏心矩e有关。(b)体外预应力施加后注：F为CFRP片材产生的预拉力；z为CFRP片材在两固定端之2加固计算间的净长度；6为波形齿夹具锚的波形齿面弧线展开长度与2．1预应力张拉计算其水平投影长度之差。如