CFRP加固混凝土箱梁驟然降溫溫度效應(yīng)研究.pdf

1、近年來，隨著交通量增大等問題，早期橋梁結(jié)構(gòu)相繼產(chǎn)生不同程度的病害，加固問題已被提到議事日程上來，CFRP加固技術(shù)因諸多優(yōu)勢而受到工程人員的青睞。由于溫度變化而產(chǎn)生的裂縫是影響橋梁結(jié)構(gòu)安全的一大因素，溫度荷載作用下引起的溫度應(yīng)力越來越受到工程界的重視，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)溫度效應(yīng)的研究也已取得豐碩成果。但是由于CFRP加固技術(shù)出現(xiàn)較晚，相關(guān)試驗(yàn)及理論的研究多傾向于其力學(xué)及使用性能，對(duì)于CFRP加固箱梁的溫度效應(yīng)研究較少。CFRP與混凝土

2、的熱工系數(shù)有較大差異，尤其是熱膨脹系數(shù)有數(shù)量級(jí)的差異，這勢必會(huì)使CFRP加固混凝土箱梁溫度效應(yīng)產(chǎn)生新的特點(diǎn)，因此，CFRP加固混凝土箱梁溫度效應(yīng)研究意義重大。
　　本文進(jìn)行了CFRP加固混凝土箱梁驟然降溫溫度效應(yīng)的試驗(yàn)研究。制作了四片鋼筋混凝土試驗(yàn)箱梁，然后對(duì)其中三片梁進(jìn)行了CFRP加固，進(jìn)行了多種工況的室內(nèi)驟然降溫試驗(yàn)，得到了不同工況作用下試驗(yàn)箱梁跨中截面測點(diǎn)的應(yīng)變值和四分之一截面測點(diǎn)的溫度值，同時(shí)還記錄了降溫試驗(yàn)過程中的環(huán)境溫

3、度。利用ANSYS有限元軟件，施加對(duì)流荷載，對(duì)不同工況下各試驗(yàn)梁的溫度場進(jìn)行了模擬，通過ANSYS耦合場分析，計(jì)算了各試驗(yàn)梁在不同時(shí)刻的縱向正應(yīng)力。分析實(shí)測數(shù)據(jù)以及軟件模擬數(shù)據(jù)，得到以下結(jié)論：
　　在驟然降溫作用下，CFRP加固試驗(yàn)箱梁和未加固試驗(yàn)梁的溫度場差別不大，可采用相同的溫度場。頂板可擬合為折線形，腹板可擬合為二次拋物線形。擬合得到的溫度梯度模式與《公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D60—2004中規(guī)定的降溫溫差模式區(qū)別較大

4、，主要表現(xiàn)在《公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D60—2004未考慮底板負(fù)溫差。實(shí)測溫差模式與英國規(guī)范BS-5400中規(guī)定的降溫模式較為接近；驟然降溫作用下，粘貼CFRP會(huì)改變箱梁的應(yīng)力時(shí)變規(guī)律，未粘貼 CFRP的試驗(yàn)梁各點(diǎn)應(yīng)力會(huì)先增大，溫度梯度最大時(shí)，相應(yīng)的溫度應(yīng)力也最大，隨著降溫持續(xù)，溫度梯度逐漸變小，各處溫差應(yīng)力也逐漸接近于零；對(duì)于CFRP加固箱梁，粘貼CFRP的頂面混凝土隨著溫度的降低溫度應(yīng)力持續(xù)增大，底板溫度應(yīng)力也由拉應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>