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碳纤维加固预应力混凝土梁的力学性能研究
| 论文题名： | 碳纤维加固预应力混凝土梁的力学性能研究 |
| 关键词： | 桥梁工程;预应力混凝土梁;碳纤维加固;抗弯承载力 |
| 摘要： | 预应力混凝土技术具有提高构件的抗裂性能和刚度，节约钢材、减轻自重等优点，这些优点使得预应力混凝土技术在桥梁工程中得以广泛应用。目前我省约有公路桥梁3.6万座，其中超过80％的桥梁都使用了预应力混凝土技术。在这些桥梁服役的过程中，随着桥梁服役时间的增长，桥身损伤累积所导致的承载力严重下降问题尤为突出，于是如何提高受损桥梁的使用性能和使用寿命将是我们面临的一个重要课题。碳纤维增强复合材料（简称CFRP）以其抗拉性能高、重量轻、耐久性好、施工便捷、适用范围广等的优点为解决此类问题创造了良好的先决条件。 为了研究碳纤维加固已受损预应力钢筋混凝土梁的破坏形态、抗弯承载力的提高效果、各试验材料荷载应变关系和裂缝扩展情况，进行了碳纤维加固已受损预应力钢筋混凝土梁的抗弯试验。通过试验，考察此类加固梁破坏形态、裂缝开展过程、预应力筋与碳纤维的应力应变变化情况等并基于上述试验结果，分析粘贴碳纤维布加固已受损的预应力混凝土简支梁的受弯破坏模式。试验结果表明，采用碳纤维加固后的预应力钢筋混凝土梁的抗弯承载力有所提高，且抗弯承载力的提高效果随预损程度的增大而降低；加固梁的刚度较未加固梁有所提高；碳纤维的存在能够有效地抑制混凝土裂缝的扩展，加固梁与未加固梁相比，破坏时裂缝更加密集，且多为细小裂缝。 最后分析了碳纤维使用量对试验梁加固效果的影响，并对试验结果进行了归纳总结，如下可供工程应用参考。采用CFRP加固后的预应力钢筋混凝土梁的抗弯承载力分别提高了38.7%、35.2%、31.3%，且抗弯承载力的提高效果随预损程度的增大而降低；采用CFRP加固增加了试验梁的抗弯刚度，各预损加固梁的跨中挠度均有所减小，而且挠度减小的程度随预损程度的增加而减小；预损度较大的加固试验梁，在卸载、修补、重新加载后，加固梁上CFRP的应变有所滞后，并不能起到真正的加固作用，然而随着加载荷载逐渐增大，CFRP的材料性能才完全发挥出来。 |
| 作者： | 郝首智 |
| 专业： | 水工结构工程 |
| 导师： | 苏健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海洋大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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