基于ANSYS分析的装配式PC箱梁碳纤维布加固抗弯性能研究

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1、BRIDGEANDTUNNELCONSTRUCTIoNANDMACHINERY文章编号：1000—033X(2014)040079—05基于ANSYS分析的装配式PC箱梁碳纤维布加固抗弯性能研究梁夏莉，慕玉坤。，孙磊。(1．中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安710075；2．中交瑞通路桥养护科技有限公司，陕西西安710075)摘要：为研究碳纤维布对装配式PC箱梁加固后的抗弯性能，利用ANSYS有限元程序建立了7片装配式PC箱梁空间实体模型，在不同工况下对梁的试验加载过程进行非线性有限元模拟仿真，分析了箱梁的特征荷载、

2、挠度曲线及碳纤维布应变。结果表明：粘贴碳纤维布可以有效提高装配式PC箱梁抗弯性能及加固效果，经济性更高。关键词：装配式PC箱梁；碳纤维布；加固；抗弯性能中图分类号：U448．21文献标志码：BResearchonBendingResistanceofAssembledPCBOXGirderReinforcedwithCFRPClothBasedonANSYSAnalysisLIANGXia一“，MUYu—kun。。SUNLei(1．CCCCFirstHighwayConsultantsCo．Ltd．，Xi’an710075，S

3、haanxi，China；2．Xi’anRuitongHighway&BridgeScience&TechnologyCo．Ltd．。Xi’an710075，Shaanxi，China)Abstract：InordertostudythebendingresistanceofassembledPCboxgirderreinforcedwithCFRPcloth，spatialentitymodelsof7piecesofPCboxgirderswerebuiltbythefiniteelementsoftwareANSYS．N

4、on-linearfiniteelementsimulationofboxgirdersloadingprocesswasconductedunderdifferentworkingconditions，andthecharacteristicload，deflectioncurveandstrainofCFRPclothofboxgirderswereanalyzed．Theresultsshowthatthebendingresistanceandreinforcementeffectcanbeeffectivelyimp

5、rovedbystickingCFRPclothtoassembledPCboxgirders．Keywords：assembledPCboxgirder；CFRPcloth；reinforcement；bendingresistance价低廉等优势在国内得到了大范围的应用，本文针0引言对装配式PC箱梁，对加固后梁的加载过程进行非近年来，由于数起桥梁垮塌事故的发生，公路桥线性分析，研究加固后梁的抗弯性能。梁的运营安全倍受关注。据统计，中国现役公路桥1受弯梁抗弯加固计算梁约10需要进行加固补强。粘贴类补强加固方法在桥梁加固中占有

6、相当大的比重，而常见的粘贴加固1．1初始应变的计算材料中，碳纤维(CFRP)以其高强度、高弹模、小比重钢筋混凝土梁在加固前往往承受了一定的初始等特点表现出良好的力学性能，应用较为广泛。荷载，当未完全卸荷时，粘贴CFRP布处混凝土存目前，国内外学者对于CFRP布(片材)加固梁在初始应变，致使混凝土与CFRP布之间存在应变已进行了较为深入的研究，但研究对象主要为钢筋差。在初始弯矩作用下梁底粘贴CFRP布时，梁底混凝土梁_1]，对于预应力混凝土梁的研究较少。装混凝土有初始应变e，，而张拉前CFRP布应变为0，配式PC箱梁桥以其抗弯抗

7、扭强度大、施工方便、造故CFRP布相对混凝土梁底存在滞后应变￡．_5]收稿日期：2013-08—3079BRIDGEANDTUNNELCONSTRUCT10NANDMACHINERY￡。一(e+￡。)～e。。(1)一fc[一(]e≤㈩Mil一f￡0<￡≤￡其中c(2)Mi式中：一2一(，一5o)；fc为混凝土轴心抗压77EA。强度；e。为混凝土压应力刚达到时的混凝土压应式中：M为加固前计算截面作用的初始弯矩值；e为变(当e0<0．002时，取￡o一0．002；当e。>0．0033初始弯矩作用下混凝土受拉边缘的拉应变；e。为初始

8、时，取e一0．0033；当>2时，取一2)。弯矩作用下受拉钢筋的应变；为受压边缘混凝土压2．2钢筋的本构关系应变综合系数；'7为内力臂系数，近似取0．87；h为梁钢筋材料采用Von—Mises准则，泊松比取0．3。截面全高；h。为截面有效高度；Ec为混凝土弹性模钢筋采用理想的