刚性自锁式预应力CFRP板加固RC梁抗弯性能试验研究.pdf

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1、世界桥梁２０１６年第４４卷第３期（总第１８１期）８３刚性自锁式预应力CFRP板加固RC梁抗弯性能试验研究１２３３２潘勇，王冠，赵飞，张红雷，杨才千（１．江苏汾灌高速管理有限公司，江苏连云港２２２０００；２．东南大学，江苏南京２１００９６；３．江苏华通工程检测有限公司，江苏南京２１００００）摘要：为了评估预应力CFRP板加固梁在静载和疲劳荷载作用下的加固效果，对预应力CFRP板加固混凝土梁抗弯性能进行了试验研究。采用刚性自锁式锚固系统将预应力CFRP板锚固于混凝土梁底，共设计试验梁３根，采取四点弯加载方式进行承载力及疲劳试验，１根试验梁未加固，１根用于

2、承载力试验，１根用于疲劳试验，对比研究３根试验梁的承载力与疲劳性能。试验结果表明：采用预应力CFRP板对钢筋混凝土梁进行抗弯加固是一种有效的加固方式，加固后试件开裂荷载提升明显，裂缝分布更加密集；加固后构件承载力提高３２％以上，延性有所下降；刚性自锁式锚固系统可以实现正常使用阶段对预应力CFRP板的有效锚固，且具有良好的抗疲劳性能。关键词：混凝土桥梁；抗疲劳性能；试验；CFRP板；锚固系统；桥梁加固中图分类号：U４４１．４；U４４８．２１７文献标志码：A文章编号：１６７１－７７６７（２０１６）０３－００８３－０６1引言2试验概况随着使用时间的增长，大

3、跨度混凝土桥梁结构2．1试件参数普遍会出现挠度增大，承载力、刚度下降等问题，另试验共设计３根试验梁，试件全长６０００mm，外自然灾害也会对桥梁结构产生损害。因此，有必净跨５４００mm，两加载点距试件跨中各７００mm，截要对受损的混凝土桥梁结构采取补强加固等技术手面尺寸为３５０mm×５００mm，顶部配筋为３１６，底段。纤维增强复合材料（FRP）以其自重轻、强度部配筋为３２２，侧面架立钢筋为８１２，跨中１８００矱mm范围内箍筋为１０＠２００mm，其余部分箍筋为高、抗疲劳、抗腐蚀性能好等优点，在工程结构加［１‐４］１０＠１００mm。试件尺寸及截面配筋如图矱

4、１所示。固领域的应用日益广泛。预应力FRP加固技在其中２个试件底部增加CFRP板并施加预应力，术可充分发挥FRP材料高强特性，同时有效闭合结张拉控制力为２００kN。未加固试件编号为B０，加构裂缝、减小裂缝宽度并延缓裂缝发展，对此，国内［５‐９］固试件中用于进行承载力试验的编号为B１，用于进外众多学者开展了大量研究。锚固系统是预应行疲劳试验的编号为B２。［１０］力FRP加固技术中的关键装置，王元富等改进试验梁所用混凝土强度等级为C４０，实测立方发明了一种刚性自锁式预应力碳纤维（CFRP）板锚体抗压强度为４３MPa；HRB４００钢筋实测屈服强度固系统。刚

5、性自锁式预应力CFRP板锚固系统灵为４２０MPa，弹性模量为１９６GPa；HPB２３５钢筋实活性较强，可提前制作，或现场施工。锚固系统中没测屈服强度为２８６MPa，弹性模量为１９５GPa；碳纤有环氧树脂等粘结材料，施工方便、快捷、成本相对维板截面尺寸为５０mm×３mm，极限破坏强度为较低。２４００MPa，弹性模量为１６３GPa。本文对采用刚性自锁式预应力CFRP板加固2．2锚固装置钢筋混凝土梁进行了四点弯曲承载力试验及疲劳性［１０］刚性自锁式锚固系统由张拉端与固定端组能试验，对试验梁的裂缝开展、承载力、延性、刚度退成，分别连接在CFRP板两端（见图２

6、）。张拉端由化、应变变化、破坏模式等进行了研究。张拉端限位块、张拉杆、张拉端锚固块和千斤顶组成，固定端由固定端限位块、固定端锚固块组成。锚收稿日期：２０１５－１１－１９作者简介：潘勇（１９７３－），男，高级工程师，１９９３年毕业于长沙交通学院道路与桥梁工程专业，获学士学位，２０１３年毕业于东南大学交通工程专业，获硕士学位（E‐mail：４７４９０９４９８＠qq．com）。８４世界桥梁２０１６，４４（３）图1试件尺寸及截面配筋固块为中间开有楔形孔道的整体钢块，CFRP板从3．1裂缝开展情况孔道穿过，CFRP板上下两侧及孔道之间设置楔形试件B０开裂荷载为

7、５０kN，试件B１开裂荷载钢夹片，楔形钢夹片与CFRP板的接触面上刻有一为８０kN，采用预应力CFRP板加固后构件开裂荷定深度和间距的横向齿纹，可在不明显损伤CFRP载提高了６０％。试件B０、B１裂缝开展情况如图３板的情况下实现对其有效夹持，楔形钢夹片和楔形所示。孔道的接触面为光滑面。限位块用于限制锚固块的位置并把锚固装置固定于结构面上。张拉杆配合千斤顶的使用实现对CFRP板的张拉。CFRP板布置于梁底面，通过刚性自锁式锚固系统实现对预应力CFRP板的有效锚固。CFRP板与梁底面之间刷涂结构胶以提供强度储备，刚性自锁式锚具张拉端与固定端净距４５００m

8、m。图3试件B0、B1裂缝开展情况图2刚性自锁式锚固系统由图３可知，加固后试件裂缝开展更加密集，说2．3测量