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原文传递预应力CFRP在PC空心板梁桥加固中的应用研究

论文题名：	预应力CFRP在PC空心板梁桥加固中的应用研究
关键词：	公路桥梁;加固技术;钢筋混凝土空心板;预应力碳纤维增强复合材料
摘要：	交通运输是国民经济的动脉,桥梁是交通运输设施中必不可少的最重要组成部分。改革开放以来，随着我国国民经济的飞跃发展，桥梁工程建设事业取得了举世瞩目的进步。然而，随着交通量和在役公路桥梁使用年限的增加，目前的绝大多数中小跨径公路钢筋混凝土桥梁普遍存在混凝土结构开裂、钢筋锈蚀、混凝土脱落等各种各样的病害，这不仅严重地制约着国民经济发展，而且还极大地危及着人民生命和财产的安全。因此，通过科学技术手段切实提高旧桥承载力、在有限的财政资金条件下最大限度地延长其使用寿命是公路科学工作者所面临的主要研究课题。　　近年来，随着我国桥梁加固工程的增加，在工程实践中获得了一系列可喜的研究成果。目前，我国公路桥梁的常规加固补强方法有加大截面法、粘贴钢板法加固、粘贴碳纤维加固以及体外预应力等。初步调查结果表明，常规公路桥梁加固补强和维修管理方法存在的关键性技术问题如下：　　锚喷混凝土、外包混凝土以及桥面补强层等加大截面法中，存在如何提高新老混凝土结合强度的关键技术问题。　　粘贴碳纤维加固方法尤其适应于环绕钢筋混凝土柱的加固补强，其原理是充分利用碳纤维材料卓越的抗拉强度和刚度，其对提升墩柱的韧性效果良好。但将其用于钢筋混凝土梁却存在界面过早脱落、整体参与受力性能差，导致在公路桥梁在整个受力过程中碳纤维不能充分发挥其加固作用之关键技术问题。　　粘贴钢板加固法中由于钢板厚度较薄，施工措施或监管不当会使其在自重作用下产生下挠现象，造成钢板应力应变滞后，严重地影响了桥梁的加固效果。除此之外，过密的钻孔、植筋、设置剪力键等工艺不可避免地伤及原结构，降低结构的承载能力和耐久性。　　综上所述，为了弥补常规公路钢筋混凝土桥梁加固方法的不足，本研究以预应力CFRP布材为载体，首先通过基于预应力CFRP布材进行钢筋混凝土空心板梁桥加固的理论公式推导，加固前后有限元理论分析和实桥原位荷载试验，验证了其不仅能有效提高原结构的极限承载能力，还可以抑制裂缝的扩展速度。最后，通过依托工程的维修加固工程实践，编写了通过基于预应力CFRP布材进行钢筋混凝土空心板梁桥加固的施工工法。　　本论文的主要研究成果如下：　　（1）通过理论公式推导，给出了基于CFRP布材进行公路钢筋混凝土空心板梁桥加固设计的简易计算公式；　　（2）通过加固前后有限元理论分析，验证了基于CFRP布材进行公路钢筋混凝土空心板梁桥的加固效果；　　（3）通过依托工程维修加固工程的原位荷载试验，证明了理论计算的正确性；　　（4）通过依托工程的维修加固施工实践，编写了基于预应力CFRP布材进行公路钢筋混凝土空心板梁桥加固的施工工法。
作者：	杨慧宁
专业：	建筑与土木工程
导师：	刘贵位
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文