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原文传递 BFRP网格加固钢筋混凝土桥面板基本性能研究

论文题名：	BFRP网格加固钢筋混凝土桥面板基本性能研究
关键词：	钢筋混凝土桥面板;纤维复合材料网格;加固机理;力学性能
摘要：	桥面板是直接承受车辆轮压和各种腐蚀介质侵蚀的构件，随着使用时间的增加极易发生材料的老化与结构的损伤等问题，因此大量桥面板需要进行承载力和耐久性加固。纤维复合材料(Fibre Reinforced Polymer，简称FRP)是一种轻质高强的高性能材料，聚合物砂浆粘贴FRP网格加固法相对于传统粘钢加固基本不增加结构自重并且耐腐蚀，相对于纤维布加固更能提高构件刚度并且不易出现剥离破坏，而且由于施工成本较低、加固性能优异，显示出良好的应用前景。但FRP网格加固法因FRP网格的制备工艺未能实现标准化，同时加固工法未能完善，所以加固效果离散性大。另外，传统加固材料碳纤维网格成本过高，而价格低廉的玻璃纤维网格存在蠕变大等问题，也约束了FRP网格的推广应用。因此，结合近年来重点研发的玄武岩纤维网格，对标准化网格制备，规范化网格增强进行了系统研究。本文具体开展了以下几个方面的工作: 　　1、为解决FRP网格生产过程中出现的节点及尺寸控制等问题，本文在现有模压成型生产工艺的基础上进行优化，对纤维规格、树脂种类和模具等进行改进并取得了较好的效果，成品FRP网格的抗拉强度和弹性模量相对于传统产品得到大幅提升，满足结构使用要求。　　2、聚合物水泥砂浆的种类及其力学性能对加固效果影响较大，本文在分析水泥砂浆原材料的基础上，通过系统试验选定聚合物水泥砂浆配合比，其抗压、抗折强度及粘结性能相比普通水泥砂浆均得到较大提高。　　3、通过对FRP网格进行双剪试验研究其粘结性能。试验考察了FRP网格纤维材料（玄武岩纤维/玻璃纤维）、FRP网格厚度(1mm/3mm/5mm)、聚合物水泥砂浆种类(NBS丙乳砂浆/HPM-S钢丝绳网片加固用聚合物砂浆）和界面处理方式（凿毛和涂刷界面剂）等因素对粘结性能的影响，试验表明:相同厚度下采用BFRP网格加固的构件粘结强度较大;相同材料的网格厚度越大，粘结性能越强;HPM-S砂浆加载过程中裂缝细而密，NBS丙乳砂浆裂缝少而宽，NBS砂浆加固构件粘结强度较大;凿毛处理和涂刷界面剂能够有效提高粘结性能，防止发生界面粘结破坏。　　4、在以上研究的基础上，本文通过5块聚合物砂浆FRP网格加固板和1块对比板的抗弯试验，研究了纤维材料、网格厚度、网格层数、和加固砂浆种类对加固性能的影响。试验结果表明:加固后试验板的开裂荷载、极限荷载和刚度均得到了明显提高，相同荷载下，裂缝宽度和挠度得到了有效控制。相同厚度下BFRP网格加固比GFRP网格加固的构件极限承载能力高;相同纤维材料时，网格厚度越大，加固效果越好;另外，砂浆涂抹厚度对加固板抗弯承载能力有一定的影响，NBS丙乳砂浆加固构件的极限承载力略大于HPM-S砂浆加固构件。　　5、对聚合物砂浆FRP网格加固桥面板的抗弯性能进行理论分析，得出适用于加固构件抗弯承载力和开裂荷载的计算方法，与试验实测结果相比较，误差控制在15％以内，证明所用计算方法较为符合实际情况。
作者：	程方
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：	2015
正文语种：	中文