论文部分内容阅读
目前,我国经济正处于快速发展的新时期,随着经济的持续发展和人民生活水平的不断提高,人们对建筑物和构筑物的使用功能、寿命都提出了更高的要求。当房屋或桥梁达到一定的服役年限,或因用途改变需增加承载能力,结构出现不能或不适于继续工作的情况时,首选的解决方案应该是对结构进行修复或加固处理。预应力FRP加固技术能显著提高钢筋混凝土梁的抗弯刚度和承载力,能改善被加固受弯构件在使用阶段的工作性能,是近些年桥梁加固研究和应用的热点与重点。实际加固工程中,FRP材料的应用贯穿于结构的整个寿命周期。加固构件常常处于持载的正常使用状态,因此,研究持载状态下FRP材料加固构件的受力性能十分有必要。本文共制作了8根钢筋混凝土梁,采用力卡(Lica)预应力CFRP加固系统对其进行预应力加固试验,并设计了加固梁的长期持载装置。通过对加固梁进行长期持载试验及持载后的抗弯性能试验研究,对比分析了两种预应力水平(P20%、P40%)、两种持载水平(S1、S2)和碳板所处不同环境(干燥、湿润W)对加固梁抗弯性能的影响,总结了长期持载下加固梁的徐变挠度和CFRP应变的变化规律,讨论了持载后预应力加固梁的破坏形态及CFRP板剥离对加固梁受力性能的影响,得出以下结论:(1)持载作用下,混凝土徐变引起加固梁挠度的增加,挠度在持载的前期增长迅速,约150天后挠度趋于平稳;而CFRP的应变增长主要在持载前期15天左右,后期变化较小,力卡锚具的长期工作性能良好;碳板处于湿润环境对加固梁的挠度和CFRP应变影响较小。(2)持载后加固梁的破坏形态与非持载加固梁的破坏形态相似,为受压区混凝土压碎破坏;持载加固梁随静载荷载的增大,碳板胶层沿原有裂缝迅速剥离至碳板两端,而力卡锚具的可靠性保证了持载后的预应力加固效果,破坏时碳纤维板和锚具间未出现滑移现象,锚固性能良好。(3)持载作用后,加固梁的极限挠度增大,高持载水平作用360天后加固梁的极限挠度与非持载加固梁相比增大了10.7%;碳板湿润环境对低预应力加固梁的极限挠度基本没有影响。(4)持载与碳板湿润环境均对加固梁的屈服荷载和极限荷载基本没有影响,力卡预应力CFRP加固系统的长期效果较好。(5)持载后,碳板胶层粘结性能下降,持载加固梁在相同静载荷载下的跨中CFRP应变较非持载加固梁的应变减小,碳板沿有效粘结长度方向的应力分配均匀,持载后加固梁的碳板各测点应变曲线呈一直线,与非持载加固梁中碳板应力集中在跨中不同。(6)本文对持载后预应力CFRP板加固钢筋混凝土梁的惯性矩进行了分析,并对加固梁的开裂弯矩、挠度和极限弯矩进行了分析,理论计算得到的理论计算值与静载试验得到的试验值吻合良好。