多層預(yù)應(yīng)力CFRP板加固混凝土梁協(xié)同受力性能研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力CFRP板加固橋梁結(jié)構(gòu)是近年來才發(fā)展的一項(xiàng)新型加固技術(shù)，該技術(shù)綜合了普通粘貼碳纖維片材與預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，不僅能使CFRP的高強(qiáng)性能得到有效發(fā)揮，顯著提高結(jié)構(gòu)的承載能力，還可以提高結(jié)構(gòu)剛度，改善混凝土梁的開裂性能，從而使結(jié)構(gòu)滿足在正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)要求。
　　但是縱觀以往關(guān)于預(yù)應(yīng)力碳纖維板的研究成果，主要是以單層預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固為主。對(duì)于較大跨徑的橋梁，或者梁底寬度較窄時(shí)，則單層布置預(yù)應(yīng)力碳纖維板的數(shù)量有限，有可能

2、就無法提供加固所需的預(yù)應(yīng)力（或較大噸位的預(yù)拉力），為此本團(tuán)隊(duì)首次提出了多層碳纖維加固技術(shù)，既用波形錨對(duì)多層碳纖維板進(jìn)行夾持，實(shí)現(xiàn)多層預(yù)應(yīng)力碳纖維板的同時(shí)張拉、粘結(jié)、錨固，實(shí)現(xiàn)在有限的加固空間內(nèi)布置較多的預(yù)應(yīng)力碳纖維板，且能提供較大噸位的預(yù)拉力，滿足結(jié)構(gòu)加固的實(shí)際需要。
　　目前，多層碳纖維板加固混凝土結(jié)構(gòu)的研究還是空白領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外尚無相關(guān)研究。多層碳纖維板在受力時(shí)各層碳纖維板之間是否存在滑移或錯(cuò)動(dòng)？多層碳纖維板與被加固梁之間是否還

3、能像單層碳纖維板一樣與原梁共同協(xié)調(diào)工作？與混凝土相粘貼的多層碳纖維板是否會(huì)發(fā)生剝離？多層碳纖維板是否能達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)強(qiáng)度？抗彎加固的多層碳纖維板的受力計(jì)算是否遵從平截面假定？等等，關(guān)于這些問題目前國(guó)內(nèi)外都沒有相關(guān)研究，也無相關(guān)試驗(yàn)研究。
　　從設(shè)計(jì)計(jì)算的角度看，抗彎加固的多層預(yù)應(yīng)力碳纖維板，最需要解決的是多層碳纖維板能否與被加固梁協(xié)同受力，是否遵從平截面假定？如果二者保持協(xié)同受力、變形協(xié)調(diào)，那么才能建立基于平截面假定的受力模型，從

4、而大大簡(jiǎn)化抗彎承載力的受力計(jì)算。因此有必要開展對(duì)多層預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固混凝土梁的協(xié)同受力進(jìn)行試驗(yàn)研究，對(duì)其加固結(jié)構(gòu)的受力性能進(jìn)行探索。
　　本論文共進(jìn)行了3片鋼筋混凝土T型梁的試驗(yàn)，其中一片作為對(duì)比梁對(duì)其不進(jìn)行任何加固，另兩片梁分別采用本團(tuán)隊(duì)自行研制的錨具進(jìn)行三層、四層預(yù)應(yīng)力碳纖維板進(jìn)行加固，其中三層碳板對(duì)梁的預(yù)加力為350KN，四層碳板對(duì)梁施加的預(yù)加力為450KN。通過對(duì)本試驗(yàn)結(jié)果的分析，主要得到以下結(jié)論:
　　(1)成功

5、對(duì)鋼筋混凝土T型梁施加三層、四層預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固試驗(yàn)，極大地提高了結(jié)構(gòu)的開裂荷載（最高745％）和屈服荷載（最高100％），本試驗(yàn)證明多層預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)是可行的、高效的。
　　(2)在整個(gè)加載試驗(yàn)過程中，未觀測(cè)到多層碳纖維板的各層之間的相對(duì)滑移或錯(cuò)動(dòng)，即使在試驗(yàn)結(jié)束后，各層碳纖維板之間仍然保持良好的粘接，本實(shí)驗(yàn)可以證實(shí)相互粘接的多層碳纖維板可以形成一個(gè)共同受力的整體，不會(huì)在受力過程中發(fā)生分離或滑移。
　　(3)在整

6、個(gè)加載試驗(yàn)過程中，未觀測(cè)到多層碳纖維板與混凝土之間的界面剝離現(xiàn)象;通過對(duì)梁底主鋼筋應(yīng)變發(fā)展與多層碳纖維板的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比分析，兩者的應(yīng)變發(fā)展基本相同。本試驗(yàn)基本證實(shí)了在具有可靠錨固的條件下，多層預(yù)應(yīng)力碳纖維板能像原結(jié)構(gòu)內(nèi)的受力主筋一樣工作，即與原結(jié)構(gòu)很好的協(xié)同變形并受力，并基本滿足平截面假定。
　　以上成果是對(duì)多層預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固混凝土梁受力性能的初步探索，其理論價(jià)值和工程實(shí)用價(jià)值都比較高，對(duì)推動(dòng)碳纖維材料在土木工程中應(yīng)用的深度和