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双层预应力碳纤维板加固混凝土梁的受力性能研究
| 论文题名： | 双层预应力碳纤维板加固混凝土梁的受力性能研究 |
| 关键词： | 加固方法;双层碳纤维板;大跨径桥梁;受力性能;铰式波形锚张拉 |
| 摘要： | 利用预应力碳纤维材料对梁进行加固能充分发挥纤维材料的高强特性，提高梁的抗弯刚度、开裂、屈服荷载和极限承载力，提高构件的疲劳寿命等优点。近年来，关于预应力碳纤维板加固技术的研究越来越多，成为加固技术领域的研究热点和前沿。截至目前，国内外研究大多采用张拉单层碳纤维板进行加固试验和研究，但对于大跨径桥梁结构且梁底空间较少的结构（如大跨径T梁），若采用单层预应力碳纤维板，狭窄空间上容许布置的碳纤维板数量少，因而能施加的预应力值小，加固效果不明显，达不到设计要求，此时，如果能利用双层或多层碳纤维板进行加固，在同样的加固条件下，其加固量更大，能施加的预应力更高，更容易满足工程实际需要。鉴于国内外尚无研究双层或多层预应力碳纤维板加固的先例，本文在这方面进行了试验探索。 采用铰式波形锚张拉和锚固预应力碳纤维板，试验设计了三片7.2米钢筋混凝土试验T梁进行了试验，重点研究了双层预应力碳纤维板加固混凝土T梁的受力性能，得到了以下成果: ①以三片同批制作钢筋混凝土简支梁为试验对象，选其一作为对比梁，对第二片采用单层预应力碳纤维板加固，施加张拉控制应力2000MPa;第三片采用双层预应力碳纤维板加固，施加张拉控制应力1500MPa。观察3根试验梁的受力特性、破坏形态、承载能力、裂缝开展以及试验梁与碳纤维板的受力协同性等试验现象，检验铰式波形锚锚具的锚固性能和预应力碳纤维板加固施工工艺的实用性。 ②在实验室环境条件下，分别对单层碳纤维板施加2000MPa张拉控制应力，对双层碳纤维板施加1500MPa张拉控制应力。观测粘贴体系下碳纤维板的预应力损失，并分析其影响因素。通过试验数据分析可知，采用铰式锚预应力张拉工艺，碳纤维板预应力的损失较低。 ③对三片试验梁在简支条件下进行静力荷载试验。试验结果表明:由于双层碳纤维板能施加的预拉力值更高，可显著提高构件承载能力，提高构件刚度，减小构件在使用阶段内的变形，充分发挥碳纤维板的纵向拉伸强度，碳纤维板与受拉钢筋有相近的工作性能，能共同承担使用阶段的外加荷载。 ④利用波形锚具夹持和锚固双层碳纤维板，能保证双层碳纤维板在预应力张拉过程和静载试验中受力一致。在同样的锚固措施下，其所能施加的预应力水平越高，适用性越强;且在同样的预应力水平下，双层碳纤维板的安全储备越高。 以上试验研究表明，双层预应力碳纤维板较好地参与了T梁受力，加固效果比单层显著。这一成果对T梁桥和大跨径桥梁的加固具有非常重要的实用价值。 |
| 作者： | 肖毅 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 卓静 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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