預(yù)應(yīng)力CFRP在PC空心板梁橋加固中的應(yīng)用研究.pdf

1、交通運(yùn)輸是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的動(dòng)脈,橋梁是交通運(yùn)輸設(shè)施中必不可少的最重要組成部分。改革開放以來，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展，橋梁工程建設(shè)事業(yè)取得了舉世矚目的進(jìn)步。然而，隨著交通量和在役公路橋梁使用年限的增加，目前的絕大多數(shù)中小跨徑公路鋼筋混凝土橋梁普遍存在混凝土結(jié)構(gòu)開裂、鋼筋銹蝕、混凝土脫落等各種各樣的病害，這不僅嚴(yán)重地制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且還極大地危及著人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全。因此，通過科學(xué)技術(shù)手段切實(shí)提高舊橋承載力、在有限的財(cái)政資金條件下最大

2、限度地延長(zhǎng)其使用壽命是公路科學(xué)工作者所面臨的主要研究課題。
　　近年來，隨著我國(guó)橋梁加固工程的增加，在工程實(shí)踐中獲得了一系列可喜的研究成果。目前，我國(guó)公路橋梁的常規(guī)加固補(bǔ)強(qiáng)方法有加大截面法、粘貼鋼板法加固、粘貼碳纖維加固以及體外預(yù)應(yīng)力等。初步調(diào)查結(jié)果表明，常規(guī)公路橋梁加固補(bǔ)強(qiáng)和維修管理方法存在的關(guān)鍵性技術(shù)問題如下：
　　錨噴混凝土、外包混凝土以及橋面補(bǔ)強(qiáng)層等加大截面法中，存在如何提高新老混凝土結(jié)合強(qiáng)度的關(guān)鍵技術(shù)問題。

3、　　粘貼碳纖維加固方法尤其適應(yīng)于環(huán)繞鋼筋混凝土柱的加固補(bǔ)強(qiáng)，其原理是充分利用碳纖維材料卓越的抗拉強(qiáng)度和剛度，其對(duì)提升墩柱的韌性效果良好。但將其用于鋼筋混凝土梁卻存在界面過早脫落、整體參與受力性能差，導(dǎo)致在公路橋梁在整個(gè)受力過程中碳纖維不能充分發(fā)揮其加固作用之關(guān)鍵技術(shù)問題。
　　粘貼鋼板加固法中由于鋼板厚度較薄，施工措施或監(jiān)管不當(dāng)會(huì)使其在自重作用下產(chǎn)生下?lián)犀F(xiàn)象，造成鋼板應(yīng)力應(yīng)變滯后，嚴(yán)重地影響了橋梁的加固效果。除此之外，過密的鉆孔、

4、植筋、設(shè)置剪力鍵等工藝不可避免地傷及原結(jié)構(gòu)，降低結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性。
　　綜上所述，為了彌補(bǔ)常規(guī)公路鋼筋混凝土橋梁加固方法的不足，本研究以預(yù)應(yīng)力CFRP布材為載體，首先通過基于預(yù)應(yīng)力CFRP布材進(jìn)行鋼筋混凝土空心板梁橋加固的理論公式推導(dǎo)，加固前后有限元理論分析和實(shí)橋原位荷載試驗(yàn)，驗(yàn)證了其不僅能有效提高原結(jié)構(gòu)的極限承載能力，還可以抑制裂縫的擴(kuò)展速度。最后，通過依托工程的維修加固工程實(shí)踐，編寫了通過基于預(yù)應(yīng)力CFRP布材進(jìn)行鋼筋混

5、凝土空心板梁橋加固的施工工法。
　　本論文的主要研究成果如下：
　?。?）通過理論公式推導(dǎo)，給出了基于CFRP布材進(jìn)行公路鋼筋混凝土空心板梁橋加固設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易計(jì)算公式；
　?。?）通過加固前后有限元理論分析，驗(yàn)證了基于CFRP布材進(jìn)行公路鋼筋混凝土空心板梁橋的加固效果；
　?。?）通過依托工程維修加固工程的原位荷載試驗(yàn)，證明了理論計(jì)算的正確性；
　?。?）通過依托工程的維修加固施工實(shí)踐，編寫了基于預(yù)應(yīng)力CFR