CFRP筋加固梁抗弯刚度影响因素的试验研究.pdfVIP

2011年5月第5期 城市道桥与防洪 科技研究 197 CFRP筋加固梁抗弯刚度影响因素的试验研究 于 国语 ，于天来 (东北林业大学 ，黑龙江哈尔滨 150040) 摘 要：通过 CFRP筋体外预应力加固钢筋混凝土梁的试验 ，研究了混凝土标号 、原梁配筋率 、体外预应力束弯折角度 、损伤 度及带载水平对加固粱刚度的影响。通过研究得出了相应结论。其研究成果对 CFRP筋体外预应力加固技术具有一定的借鉴 作 用 。 关键词 ：CFRP筋 ；体外预应力；加 固；刚度 中图分类号 ：U445．7+2 文献标识码 ：A 文章编号 ：1009—7716(2011)05—0197-04 0 引言 1 试验简介 在役桥梁随着运营时间的增长，在交通荷载 1．1试验梁概况 及环境因素等的作用下，部分现役桥梁存在一定 根据研究内容 ，本次试验共安排 了 13根矩形 的缺损 ，使用功能衰退 ，结构安全性与耐久性降 钢筋混凝土试验梁，其中基准梁 1根，试验梁 12根。 低 ，甚至发生桥塌人亡的惨剧[1,21。因此 ，对缺损 试验梁尺寸为Lxbxh=3500mm×160mm×280mm， 桥梁及时进行维修与加固，具有十分重要的现实 计算跨径为 3300mm。混凝土标号考虑了C25， 意义。 C30，C40三个强度等级，实测混凝土标号见表 1； 体外预应力加 固技术被认为是桥梁加 固最有 受力纲筋采用 HRB335，配筋率考虑 了 0．57％， 效的方法之一，该项技术改变了传统的被动加 固 1．01％，1．9％及 2．45％四种情况 ；折线布筋弯折 模式 ，利用主动施加预应力 ，对结构实施主动加 角度考率 了 5．0。，7．2。及 11．3。；部分 预应力度 固，可明显提高结构的抗弯承载能力及耐久性 ，改 (PPR)考率了0．323，0．379，0．519，0．657四种情况。 善使用阶段结构的受力状态，提高结构的刚度 ，延 表 1 试验梁参数表 长结构的使用寿命 。碳纤维筋材及碳纤维绞线具 有轻质高强、抗疲劳 、热膨胀系数低、施工方便及 高耐腐蚀等优点，是体外预应力筋的一种较为理 想材料。体外预应力结构与有粘结预应力结构、无 粘结预应力结构不同，除在锚 固端和转 向块处之 外，预应力筋和混凝土截面之间可产生 自由的相 对运动 ，预应力钢筋与混凝土截面之间的变形协 调关系不再存在。 目前 ，对体外预应力加固混凝 土梁正常使用状态下的刚度验算，规范只是借助 体 内无粘预应力混凝土的刚度验算公式，没有充 分考虑体外预应力加固混凝土梁二次效应 的影 响3【】。事实上，随着梁体变形的增大 ，体外预应力 筋的偏心距会减小 ，预应力作用会降低 。此外，由 于旧有钢筋混凝土结构为带裂缝及带载加 固，因 此原有裂缝及带载水平对加 固后结构的刚度也有 一 注 ：Po为未加 固梁压碎破坏 时荷载 。 定的影响。 本文通过试验 ，研究了混凝土标号、原梁配筋 试验梁的构造与配筋情况见图 1。图 1中各梁 率、体外预应力束弯折角度 、损伤度及带载水平对 的构造筋相 同，只是梁底 的纵 向配筋率有所差异。 加固梁 刚度 的影响。 试验梁 的编号、配筋情况见表 1。 1．2试验材料 收稿 日期 ：2011--O1—11 作者简介：于国语 (1986一)，男 ，黑龙江人 ，硕士研究生 ，研究