多層預應力CFRP板加固混凝土梁協(xié)同受力性能研究.pdf

1、預應力CFRP板加固橋梁結(jié)構(gòu)是近年來才發(fā)展的一項新型加固技術(shù)，該技術(shù)綜合了普通粘貼碳纖維片材與預應力加固技術(shù)的優(yōu)點，不僅能使CFRP的高強性能得到有效發(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)的設計要求。
　　但是縱觀以往關于預應力碳纖維板的研究成果，主要是以單層預應力碳纖維板加固為主。對于較大跨徑的橋梁，或者梁底寬度較窄時，則單層布置預應力碳纖維板的數(shù)量有限，有可能

2、就無法提供加固所需的預應力（或較大噸位的預拉力），為此本團隊首次提出了多層碳纖維加固技術(shù)，既用波形錨對多層碳纖維板進行夾持，實現(xiàn)多層預應力碳纖維板的同時張拉、粘結(jié)、錨固，實現(xiàn)在有限的加固空間內(nèi)布置較多的預應力碳纖維板，且能提供較大噸位的預拉力，滿足結(jié)構(gòu)加固的實際需要。
　　目前，多層碳纖維板加固混凝土結(jié)構(gòu)的研究還是空白領域，國內(nèi)外尚無相關研究。多層碳纖維板在受力時各層碳纖維板之間是否存在滑移或錯動？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發(fā)生剝離？多層碳纖維板是否能達到預期的設計強度？抗彎加固的多層碳纖維板的受力計算是否遵從平截面假定？等等，關于這些問題目前國內(nèi)外都沒有相關研究，也無相關試驗研究。
　　從設計計算的角度看，抗彎加固的多層預應力碳纖維板，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、而大大簡化抗彎承載力的受力計算。因此有必要開展對多層預應力碳纖維板加固混凝土梁的協(xié)同受力進行試驗研究，對其加固結(jié)構(gòu)的受力性能進行探索。
　　本論文共進行了3片鋼筋混凝土T型梁的試驗，其中一片作為對比梁對其不進行任何加固，另兩片梁分別采用本團隊自行研制的錨具進行三層、四層預應力碳纖維板進行加固，其中三層碳板對梁的預加力為350KN，四層碳板對梁施加的預加力為450KN。通過對本試驗結(jié)果的分析，主要得到以下結(jié)論:
　　(1)成功

5、對鋼筋混凝土T型梁施加三層、四層預應力碳纖維板加固試驗，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％），本試驗證明多層預應力碳纖維板加固技術(shù)是可行的、高效的。
　　(2)在整個加載試驗過程中，未觀測到多層碳纖維板的各層之間的相對滑移或錯動，即使在試驗結(jié)束后，各層碳纖維板之間仍然保持良好的粘接，本實驗可以證實相互粘接的多層碳纖維板可以形成一個共同受力的整體，不會在受力過程中發(fā)生分離或滑移。
　　(3)在整

6、個加載試驗過程中，未觀測到多層碳纖維板與混凝土之間的界面剝離現(xiàn)象;通過對梁底主鋼筋應變發(fā)展與多層碳纖維板的測試數(shù)據(jù)對比分析，兩者的應變發(fā)展基本相同。本試驗基本證實了在具有可靠錨固的條件下，多層預應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。
　　以上成果是對多層預應力碳纖維板加固混凝土梁受力性能的初步探索，其理論價值和工程實用價值都比較高，對推動碳纖維材料在土木工程中應用的深度和