預(yù)應(yīng)力BFRP網(wǎng)格加固鋼筋混凝土橋面板基本性能研究.pdf

1、橋梁作為一種重要的土木工程結(jié)構(gòu)，隨著服役時(shí)間的增加，橋梁結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生材料的老化與結(jié)構(gòu)的損傷，造成橋面板承載力下降和耐久性降低，因此有必要對(duì)橋面板進(jìn)行加固。傳統(tǒng)加固方法多選用鋼材作為主要的受力材料，加固后不僅會(huì)增加原結(jié)構(gòu)自重，而且會(huì)影響結(jié)構(gòu)外觀美感度;在服役時(shí)還將因?yàn)殇摬牡匿P蝕，降低加固的效率。新型結(jié)構(gòu)材料BFRP(Basalt Fiber Reinforced Polymer，簡稱BFRP)網(wǎng)格輕質(zhì)，高強(qiáng)，加固后可以大幅度提高原結(jié)構(gòu)承載力

2、，對(duì)結(jié)構(gòu)外觀和自重影響小，且材料本身耐腐蝕能力強(qiáng)，適用于海洋等多種惡劣環(huán)境下的加固。普通BFRP網(wǎng)格加固混凝土結(jié)構(gòu)材料利用率低，且承載力提升作用不明顯。預(yù)應(yīng)力BFRP網(wǎng)格配合聚合物砂漿加固鋼筋混凝土橋面板是一種新型的結(jié)構(gòu)加固方法，該加固方法，不僅可以發(fā)揮出BFRP網(wǎng)格的優(yōu)勢，克服片材，板材，布等材料在水下不易均勻粘貼的缺陷，而且該加固方法相較于直接用BFRP網(wǎng)格加固的方法，可以有效提高BFRP網(wǎng)格強(qiáng)度的利用率，符合當(dāng)前國內(nèi)倡導(dǎo)的綠色節(jié)能

3、減排政策的大方向，在實(shí)際工程中的應(yīng)用前景非常光明。本文具體開展了以下幾個(gè)方面的工作:
　　1、研究了BFRP網(wǎng)格的基本力學(xué)性能和蠕變性能，通過對(duì)兩種厚度的BFRP網(wǎng)格進(jìn)行單向靜力拉伸試驗(yàn)，得到了BFRP網(wǎng)格的極限抗拉強(qiáng)度和彈性模量等重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。蠕變?cè)囼?yàn)按網(wǎng)格厚度分為兩組，持荷時(shí)間均設(shè)定為1000小時(shí)，持荷荷載均設(shè)置為對(duì)應(yīng)厚度網(wǎng)格極限應(yīng)力的50％，在持荷時(shí)間內(nèi)，兩組網(wǎng)格均無蠕變斷裂現(xiàn)象出現(xiàn)，兩組網(wǎng)格的蠕變率分別為3.94％和4.3

4、2％。
　　2、研究了鋼筋混凝土板的抗彎性能，包括3塊不同預(yù)應(yīng)力水平的BFRP網(wǎng)格加固板、2塊非預(yù)應(yīng)力BFRP網(wǎng)格加固板和1塊無加固措施的對(duì)比板。試驗(yàn)采用新開發(fā)的張拉錨固系統(tǒng)對(duì)BFRP網(wǎng)格施加預(yù)應(yīng)力，研究相同厚度網(wǎng)格，不同預(yù)應(yīng)力水平值情況下，網(wǎng)格對(duì)板的加固效果;以及相同預(yù)應(yīng)力水平值，不同厚度情況下，網(wǎng)格對(duì)板的加固效果的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明:在預(yù)應(yīng)力水平相同時(shí)，網(wǎng)格厚度越大，承載力提升效果越好;在網(wǎng)格厚度相同時(shí)，預(yù)應(yīng)力水平越高，承

5、載力提升效果越好;非預(yù)應(yīng)力網(wǎng)格可以提高板的極限承載力和屈服荷載，但不能提高板的開裂荷載;預(yù)應(yīng)力網(wǎng)格可以提高板的開裂荷載，但相對(duì)于同等厚度的非預(yù)應(yīng)力網(wǎng)格，板的極限承載力沒有提升。
　　3、研究了混凝土板抗彎試驗(yàn)的有限元模擬與理論分析，運(yùn)用大型有限元分析軟件ABAQUS對(duì)預(yù)應(yīng)力BFRP網(wǎng)格加固鋼筋混凝土橋面板試驗(yàn)進(jìn)行了有限元模擬，通過對(duì)比混凝土板有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果中的荷載-位移曲線，可知本次加固試驗(yàn)的試驗(yàn)值和有限元模擬值的誤差在

6、可控范圍內(nèi)，證明了本次抗彎加固試驗(yàn)的結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可以作為后續(xù)深入試驗(yàn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)使用。參考現(xiàn)行混凝土規(guī)范，對(duì)預(yù)應(yīng)力BFRP網(wǎng)格加固鋼筋混凝土橋面板試驗(yàn)進(jìn)行理論分析，推導(dǎo)出了適用于本次加固試驗(yàn)混凝土板正截面開裂荷載和正截面極限荷載的計(jì)算公式。對(duì)比理論計(jì)算值與試驗(yàn)值，二者誤差在可控范圍內(nèi)，證明了推導(dǎo)出的計(jì)算公式較為符合實(shí)際情況，運(yùn)用該公式推算出的理論值可以作為設(shè)計(jì)參考值。
　　預(yù)應(yīng)力BFRP網(wǎng)格加固鋼筋混凝土橋面板技術(shù)可以解決非預(yù)應(yīng)力