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原文传递预应力BFRP网格加固钢筋混凝土桥面板基本性能研究

论文题名：	预应力BFRP网格加固钢筋混凝土桥面板基本性能研究
关键词：	桥面板加固;钢筋混凝土结构;BFRP网格;预应力处理;聚合物砂浆
摘要：	桥梁作为一种重要的土木工程结构，随着服役时间的增加，桥梁结构将产生材料的老化与结构的损伤，造成桥面板承载力下降和耐久性降低，因此有必要对桥面板进行加固。传统加固方法多选用钢材作为主要的受力材料，加固后不仅会增加原结构自重，而且会影响结构外观美感度;在服役时还将因为钢材的锈蚀，降低加固的效率。新型结构材料BFRP(Basalt Fiber Reinforced Polymer，简称BFRP)网格轻质，高强，加固后可以大幅度提高原结构承载力，对结构外观和自重影响小，且材料本身耐腐蚀能力强，适用于海洋等多种恶劣环境下的加固。普通BFRP网格加固混凝土结构材料利用率低，且承载力提升作用不明显。预应力BFRP网格配合聚合物砂浆加固钢筋混凝土桥面板是一种新型的结构加固方法，该加固方法，不仅可以发挥出BFRP网格的优势，克服片材，板材，布等材料在水下不易均匀粘贴的缺陷，而且该加固方法相较于直接用BFRP网格加固的方法，可以有效提高BFRP网格强度的利用率，符合当前国内倡导的绿色节能减排政策的大方向，在实际工程中的应用前景非常光明。本文具体开展了以下几个方面的工作: 　　1、研究了BFRP网格的基本力学性能和蠕变性能，通过对两种厚度的BFRP网格进行单向静力拉伸试验，得到了BFRP网格的极限抗拉强度和弹性模量等重要基础数据。蠕变试验按网格厚度分为两组，持荷时间均设定为1000小时，持荷荷载均设置为对应厚度网格极限应力的50％，在持荷时间内，两组网格均无蠕变断裂现象出现，两组网格的蠕变率分别为3.94％和4.32％。　　2、研究了钢筋混凝土板的抗弯性能，包括3块不同预应力水平的BFRP网格加固板、2块非预应力BFRP网格加固板和1块无加固措施的对比板。试验采用新开发的张拉锚固系统对BFRP网格施加预应力，研究相同厚度网格，不同预应力水平值情况下，网格对板的加固效果;以及相同预应力水平值，不同厚度情况下，网格对板的加固效果的影响规律。试验结果表明:在预应力水平相同时，网格厚度越大，承载力提升效果越好;在网格厚度相同时，预应力水平越高，承载力提升效果越好;非预应力网格可以提高板的极限承载力和屈服荷载，但不能提高板的开裂荷载;预应力网格可以提高板的开裂荷载，但相对于同等厚度的非预应力网格，板的极限承载力没有提升。　　3、研究了混凝土板抗弯试验的有限元模拟与理论分析，运用大型有限元分析软件ABAQUS对预应力BFRP网格加固钢筋混凝土桥面板试验进行了有限元模拟，通过对比混凝土板有限元计算结果与试验结果中的荷载-位移曲线，可知本次加固试验的试验值和有限元模拟值的误差在可控范围内，证明了本次抗弯加固试验的结果准确可靠，可以作为后续深入试验的基础数据使用。参考现行混凝土规范，对预应力BFRP网格加固钢筋混凝土桥面板试验进行理论分析，推导出了适用于本次加固试验混凝土板正截面开裂荷载和正截面极限荷载的计算公式。对比理论计算值与试验值，二者误差在可控范围内，证明了推导出的计算公式较为符合实际情况，运用该公式推算出的理论值可以作为设计参考值。　　预应力BFRP网格加固钢筋混凝土桥面板技术可以解决非预应力网格加固中出现的网格强度利用率低，以及网格应变滞后、加固剥离破坏等问题，是一种绿色、节能、环保的加固技术，值得推广使用.
作者：	陈功
专业：	建筑与土木工程
导师：	吴智深;汪昕
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文