b片材预应力加固混凝土梁施工技术研究

第34卷第17期 2008年6月 山 西 建 筑 SHANXIARCHITECrI浓E Vd．34No．17 Jun．2008·161· 文章编号：1009—6825[2008)17-0161412 纤维片材预应力加固混凝土梁施工技术研究 陈玉奎 摘要：重点介绍了纤维片材预应力加固技术的优点，对目前国内外纤维片材预应力加固混凝土梁的施工技术进行了总 结分析，并从加固效果、经济性等方面对三类预应力加固施工技术进行了综合评价。 关键词：纤维片材，预应力加固，施工技术 中图分类号：nj746．3 文献标识码：A 纤维复合 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 (FiberReinforcedPolymer／Plastic，简称FRP)在 航空航天等领域等已有多年的应用历史，其优异的性能已经得到 广泛认同，但相对昂贵的价格限制了它在土木工程中的应用。近 年来，随着FRP材料价格的大幅度下降，它在加固工程中的应用 得到迅速发展⋯。文中主要介绍FRP片材预应力加固技术相对 于传统非预应力加固技术的优点，全面总结国内外已有预应力加 固的施工技术，并对各类施工技术进行综合评价。 1 预应力加固技术的优点 当FRP片材作为～种加固材料粘贴至混凝土梁底面后，FRP 材料与内部钢筋共同工作。然而，与普通钢筋不同，过量粘贴会 导致界面无法传递足够的剪应力而使得FRP片材的强度不能得 到充分利用，并且在构件承受较大荷载时容易出现粘结破坏。 上述缺陷在相当程度上限制了FRP片材在加固工程中的应 用，FRP的材性与造价比决定了传统的非预应力粘贴工艺无法取 得良好的经济效益。而对FRP片材施加预应力后，构件在承受 荷载之前片材已经发挥了相当的强度，既有效地利用了片材的高 强度，又能抑制构件的变形与裂缝的发展。图1给出了未加固混 凝土梁、FRP片材非预应力加固混凝土梁及FRP片材预应力加 固混凝土梁的荷载一挠度曲线的对比情况。 0 挠度 图1 不同加固技术的对比 由图l可见，与非预应力加固技术相比，FRP片材预应力加 固技术具有更显著的加固效果。粘贴非预应力片材加固时，片材 仅有部分被有效利用，而在片材中引入预应力后可提高片材的利 用率。此外，FRP材料预应力加固技术还具有以下优点： 1)改善构件或结构的正常使用性能。预应力片材加固技术 可提供良好的裂缝控制性能，不仅可使部分已经出现的裂缝闭 合，而且可以在一定程度上抑制新裂缝的出现。施加预应力后， 构件会产生上拱，从而减小了相应荷载作用下的挠度。2)提高构 件或结构的极限承载能力。预应力的引入使FRP片材在承受荷 载之前就具有较大应变，因此与钢筋共同工作时，钢筋的屈服时 刻被“推迟”，从而可提高结构的极限承载能力。3)减缓或避免早 期破坏的发生。剥离破坏是粘贴非预应力FRP片材加固混凝土 梁的一种典型的破坏模式。剥离破坏属于早期破坏，因为FRP 片材的强度利用率较低。预应力片材加固技术可减小相同荷载 作用下粘胶层承受的剪应力，而且预应力加同技术采用的端部锚 固措施町较大程度地提高板端的抗剪切性能，从而减缓或避免加 固梁发生早期的剥离破坏。4)可同时分担部分恒载和活载。粘 贴非预应力FRP片材加固只能承担部分活载的作用，而预应力 片材加固技术可同时分担原构件承受的部分恒载和活载。5)提 高构件或结构的耐久性。预应力片材加固技术町闭合构件上已 出现的部分裂缝，抑制裂缝的发展，从而减小了水气等外界腐蚀 介质侵入混凝土和粘胶层的几率。因此，预应力片材加固技术可 提高加固构件的耐久性。 2预应力加固的施工技术 2．1顶梁粘贴技术 首先在加固梁的下部安放大型千斤顶，通过千斤顶的作用使 加固梁产生向上的挠度，然后在梁底粘贴FI心片材，待粘结剂完 全固化后移去千斤顶作用。在此加固技术中，FRP片材通过千斤 顶的提升作用被间接张拉。 2．2外部独立张拉片材技术 首先通过外部独立的预应力张拉系统来张拉FRP片材，张 拉完毕后通过粘结剂将FRP片材粘结至加固梁底面。待粘结剂 完全固化后，移去预应力张拉系统，预应力逐渐传递至混凝土梁 表面，随后切除多余的FRP片材。 该技术已在试验研究中得到较好的应用。1992年，Triantafilloa 等首先通过较小尺寸的素混凝土试件的加固试验，研究了外部独 立张拉片材技术【2|。试验中，FRP片材获得的有效预应力为 280MPa～360MPa，相当于FRP片材极限抗拉强度氏的20％～ 27％。1993年，Deuring使用类似技术将厚度为1rmTl的CFRP板 张拉至应力为1000MPa的状态(相当于50％．氏)。研究表明， 预应力CFRP板加固技术使T形梁的抗弯承载力提高了32％。 此外，Deuring还研究了预应力水平对加固效果的影响：当预应力 水平从50％厶提高至75％．如时，加固梁的抗弯承载力却有所降 低。因为当对FRP片材施加较高预应力时，片材在荷载作用下 的应力余量已较小。1998年，Garden等采用外部独立张拉CFRP 板技术对4．5m长的混凝土梁进行加固，CFRP板端部由螺栓固 定在梁底。试验研究表明，试件的抗弯承载力随着预应力水平的 提高而提高。 2．3顶梁张拉片材技术 该技术通过顶住加固梁本身来张拉FRP片材，张拉完毕后 将片材端部进行合理锚固。 收稿日期：2008．01一12 作者简介：陈玉奎(1971一)．男，工程师，上海同济开元建筑设计有限公司，上海200092 万方数据 第34卷第17期 ·162· 2008年6月 山 西 建 筑 SHANXIARCHITECTURE Vbl．34No．17 Jun．2008 文章编号：1009—6825{2008)17—0162—02 Y型墩柱施工放样和立模技术 周传武 摘要：根据杭徽高速公路留下一汪家埠段第四 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 段高架桥墩柱的施工实践，阐述了Y型墩柱施工放样和立模的监 控程序，并介绍了Y型墩柱施工放样、立模的技术要点，可供类似工程参考。 关键词：Y型墩柱，放样，立模，技术要点 中图分类号：U443．22 文献标识码：A Y型墩柱从线形来讲，因其由直线和弧线组成，尤显外形美 观，但线形不规则，给放样和立模工作带来诸多不便，就其放样程 序与直立式墩柱相比，为达到设计意图，满足规范要求做好施工， 往往要投入相当的经费进行施工用模板的设计与加工、搭设支架 工作平台，在保证施上安全的同时为达到施上质量控制目的还得 增加不少细部工作，尤其要讲究技术要点的到位。在此总结和介 绍该种结构施工中的放样和立模成功经验，供类似工程参考。 1 工程概况及工程环境简介 杭徽高速公路余杭段高架桥是《浙江省公路水运交通建设规 划》中的“两纵、两横、十八连、t绕、三通道”公路主骨架的重要组 成部分，也是杭州市实施“交通西进”战略的重点项目之一的其中 一段。该桥设计为连续刚构体系桥，有4×25ITI一联(墩型组合 为伸缩墩、固结墩、固结墩、固结墩、伸缩敦)和5X25m一联(墩 型组合为伸缩墩、连续墩、固结墩、固结墩、连续墩、伸缩敦)两种 墩柱结构，全桥共有522个墩台，其中Y型墩柱占绝大部分，外形 为单边弧形加直线通过上系梁构成Y型结构，单边柱截面尺寸为 160cm×120cm(横向×纵向)，墩柱平均高度约101TI。杭徽高速 公路余杭段高架桥地处原02省道上，基本线形沿老路中线展开， 两侧有新扩宽02省道，交通流量大，施工受外界影响和干扰较 大。年平均气温15．50℃～16．20℃，最高气温39．9℃，最低气 温一15．0℃，且受夏季台风影响。 2墩柱施工 2．1施工准备 2．1．1 测量控制准备工作 杭徽高速公路余杭段高架桥中380号墩-522号台部分是杭 徽高速公路留下～汪家埠第四合同段的主体工程，由温州交通建 1997年，Lzumo等首先对顶梁张拉片材技术进行了研究，并看，相比顶梁粘贴技术，后两种加固技术的加固效果更为可靠。 将其应用于AFRP和CFRP布预应力加固T形梁。试验中，施加4结语 于脚和∞布的预应力水平分别相当于其极限抗拉强度的n冲片材预应力加固技术具有诸多优点，而其施工技术相比 28％和23％。相比非加固梁，预应力加固梁的抗弯承载力提高了传统粘贴非预应力片材加固方法较为复杂。文中总结的三类预 11％。2001年，w远血t等针对顶梁张拉片材技术开发了■种新型锚应力片材加固的施工技术有其各自特点和适用条件。实际工程 固体系，将c脉P布通过圆钢筋进行锚同并固定于梁端b1。 中，应综合场地情况、现有设备条件等进行可行性、经济性分菥， 3 三类预应力加固施工技术的对比 然后确定具体的加固 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 三类预应力片材加固的施工技术有其各自的特点。采用顶 参考文献： 梁粘贴技术进行现场加固时需要安放大型的千斤顶来提升加固 [1]滕锦光．FRP加固混凝土结构[M]．北京：中国建筑工业出 构件，因此对张掩设备、场地要求十分严格，甚至还需暂时关闭施 版社，2005． 工现场交通；采用外部独立张拉片材技术进行现场加固时需要专 [2]TriantafillouTC，DeskovieN，DeuringM．Strengtheningof 门的独立张拉片材系统，一般对场地的要求也较严格，而且施工 concretestructt¨reswithprestressedfiberreinforcedplastic 步骤也较复杂；采用顶梁张拉片材技术加固时只需简单的张拉设 sheets[J]．ACIStructuralJournal，1992，89(3)：235。244． 备，对场地要求较低，容易实现现场作业。 [3]WightRG，GreenMF，ErkiMA．PrestressedFRPsheetsfor 顶梁粘贴技术不需锚具，而外部独立张拉片材技术和顶梁张poststrengtheningreinforcedconcretebeams[J]．Joumalof 拉片材技术需要专门的锚具对FRP片材端部进行锚固。三类加 CompositesforConstruction，2001，5(4)：214—220． 固技术中，顶梁粘贴技术需消耗的人力较少，而后两种加固技术 [4]赵占吉，张绍武．钢筋混凝土梁的体外预应力加固技术[J]． 需消耗较多人力。此外，从已有试验研究和实际应用的情况来 山西建筑，2007，33(31)：64—65． Studiesonconstructiontechnologiesof strengtheningconcretebeamsprestressedwithFRPlaminates CHENYu-kui Abstract：TheadvantagesofstrengtheningconcretebeamsprestressedwithFiberReinforcedPolymer(FRP)laminatesarepresented，andthe existingconstructiontechnologiesofprestressedstrengtheningaresummarizedandanalyzedindetail．Additionally，threecategoriesofcon— structiontechnologiesareestimatedintermsofthestrengtheningeffectandeconomy． Keywords：FRPlaminate，prestressedstrengthening，constructiontechnology 收稿日期：2008—02—17 作者简介：周传武(1979一)，男，助理工程师，温州交通建设集团有限公司，浙江温州325000 万方数据 纤维片材预应力加固混凝土梁施工技术研究 作者： 陈玉奎， CHEN Yu-kui 作者单位： 上海同济开元建筑设计有限公司,上海,200092 刊名： 山西建筑 英文刊名： SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)： 2008，34(17) 引用次数： 0次 参考文献(4条) 1.滕锦光 FRP加固混凝土结构 2005 2.Triantafillou T C.Deskovic N.Deuring M Strengthening of concrete structures with prestressed fiber reinforced plastic sheets 1992(3) 3.Wight R G.Green M F.Erki M A Prestressed FRP sheets for poststrengthening reinforced concrete beams 2001(4) 4.赵占吉.张绍武 钢筋混凝土梁的体外预应力加固技术[期刊 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ]-山西建筑 2007(31) 相似文献(10条) 1.学位论文 王兴国 预应力纤维片材加固混凝土梁抗弯性能研究 2007 由于很多人为的或自然的因素，大量桥梁、房屋等土木工程结构急需加固和修复。外贴轻质、高强、耐腐蚀的纤维增强聚合物(FRP)片材加固技术应 用渐广，但该技术对结构正常使用阶段性能改善有限，且片材强度利用率较低。在教育部博士点基金和铁道部科技研究开发 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 资助下，本文结合纤维 加固技术和体外预应力技术的优点，采用预张纤维片材对钢筋混凝土梁进行加固，开展了相关的试验研究和理论分析。主要内容和成果如下： 1、 对外贴预应力玻璃纤维(GFRP)板加固混凝土梁进行了试验研究，探讨了预应力水平和混凝土强度等参数对加固梁弯曲性能的影响；推导了预应力放张时 GFRP板中正应力、胶层剪应力、跨中片材有效预应力以及混凝土梁反拱等计算表达式；对加固梁开裂弯矩、屈服弯矩及极限弯矩进行了分析；上述公式 的计算值与试验结果符合良好。 2、针对外贴预应力片材加固易发生剥离破坏的缺点，采用端部带机械锚固的预应力碳纤维(CFRP)板对铁路桥梁大 比例等效模型进行加固，重点考察了片材有、无粘结和梁上有、无初始荷载等因素对预应力加固梁性能的影响。试验结果表明，预应力片材加固可显著 提高混凝土梁的开裂荷载、屈服荷载；负载下无粘结预应力加固梁的位移延性略低于相同初载下有粘结预应力加固梁的延性；对于无粘结预应力加固梁 而言，无初载的预应力加固梁的位移延性要略优于负载时预应力加固梁。 3、对预应力加固梁受荷全过程进行了非线性分析，编制了相应的计算程 序，其结果与试验实测值和通用软件三维有限元分析结果吻合良好。通过数值分析考察了预应力水平、片材截面面积、加固梁混凝土强度、配筋率及既 有荷载等参数对加固效果的影响。结果表明，梁内原有钢筋截面面积对体外预应力梁的受力性能影响最为显著，原配筋率越大(在适筋范围内)，梁的极 限承载力越高，但加固效果越不明显；对体外预应力加固梁来讲，保持其它参数不变，增加片材的张拉应力或片材截面面积，梁的破坏荷载均有明显增 大。 4、对预应力片材加固梁的预应力损失进行了探讨，测试了短期预应力损失，给出了各项损失的估算方法。 5、推导了有粘结预应力片 材加固负载梁承载力计算公式；分别基于粘结折减系数和等效变形区长度的概念，对无粘结钢筋混凝土梁的有关公式进行修正，给出了体外预应力片材 局部加固梁中预应力片材应力增量计算式；提出了不同破坏形态下体外预应力片材局部加固梁的正截面承载力计算公式，并进一步对体外无粘结预应力 片材局部加固梁的设计方法进行了研究，提出了锚具至支座的最大距离表达式，以确保破坏发生在加固区。 6、正常使用状态下，考虑体外无粘结 预应力片材的二次效应，推导了体外预应力局部加固混凝土受弯构件的挠度计算公式；根据等效变形区长度，给出了体外预应力片材加固梁最大裂缝宽 度的计算公式。 7、采用体外预应力片材对铁路京广线与石长线交汇处的晓峰桥进行了加固，取得满意效果，表明该技术可在不中断交通的情况下 用于干线桥梁的快速加固。 2.学位论文 张建伟 混凝土结构中预应力AFRP片材加固技术研究 2006 近年来，外贴纤维片材的加固方法由于耐腐蚀、施工方便快捷、自重小、不占用使用空间等优点而成为一项新兴加固技术。当使用非预应力纤维片 材加固钢筋混凝土受弯构件时，钢筋完全发挥强度时纤维片材发挥出不到20％的强度，难以抑制结构的变形与裂缝的发展，对提高被加固构件的开裂荷 载及屈服荷载作用不是十分明显，对受弯构件在使用阶段的性能改善有限。为了更加充分而合理地利用纤维片材高强度的特点，取得更好的加固效果 ，本文较系统地研究了带永久锚具的预应力芳纶纤维片材加固钢筋混凝土受弯构件技术。主要内容及成果如下： 1．成功研制出了简单、实用、有 效的预应力芳纶纤维布永久锚具及其锚固方法，该种锚具能保证张拉控制应力达到芳纶纤维布极限强度的80％以上，并已申请了国家专利；给出了带永 久锚具的预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土受弯构件的施工工艺。 2．进行了预应力芳纶纤维布的应力松弛损失试验研究，初步了解了其应力松弛 损失的大小及其变化规律。 3．进行了温度对芳纶纤维布配套粘结材料的力学性能影响试验研究，揭示了环境温度对芳纶纤维布配套粘结材料的力 学性能和界面粘结性能的影响规律。 4．较系统地进行了12根不同预应力水平、不同加固层数的预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的受弯性能试 验研究；进行了8根不同预应力水平、不同抗剪加固型式的预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的受剪性能试验研究；进行了5根不同预应力水平的预应 力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的疲劳性能试验研究；获得了丰富的试验数据。 5．在试验研究基础上，深入地分析了被加固钢筋混凝土梁的破坏 形态、承载力、刚度、延性、应变变化规律、疲劳寿命和破坏机制等。揭示了预应力芳纶纤维布与钢筋混凝土梁共同工作的机理。 6．建立了预应 力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的预应力损失计算公式、承载力计算力学模型及公式、挠度与裂缝宽度计算公式、疲劳寿命计算公式，计算结果与试验 结果符合较好。 7．给出了预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的设计方法，并将预应力芳纶纤维布加固技术进行了工程应用力。 主要结论 ： (1)通过本文研制的平板式永久锚具可以对芳纶纤维布施加高水平的预应。 (2)非预应力芳纶纤维布加固的钢筋混凝土梁与未加固的基准 梁相比，极限荷载明显提高，屈服荷载有所提高，开裂荷载提高不明显。 (3)预应力芳纶纤维布加固的钢筋混凝土梁与未加固的基准梁相比，开裂 荷载显著提高，屈服荷载与极限荷载明显提高。 (4)预应力芳纶纤维布加固的钢筋混凝土梁的初始抗弯刚度与未加固的基准梁基本相同，开裂后的 抗弯刚度明显提高。 (5)预应力芳纶纤维布加固的钢筋混凝土梁的延性比未加固的基准梁和非预应力芳纶纤维布加固梁低。 (6)预应力芳纶 纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯承载力，随着芳纶纤维布配置量的增加而增大，但呈非线性比例关系。 (7)预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的 开裂荷载和屈服荷载，随着芳纶纤维布预应力水平的提高而增大，但呈非线性比例关系；芳纶纤维布的预应力水平对加固梁的极限荷载影响较小。 (8)预应力芳纶纤维布加固的钢筋混凝土梁与非预应力芳纶纤维布加固的钢筋混凝土梁相比，其斜截面抗剪承载力明显提高。 (9)当环境温度在 70℃以下(含70℃)时，芳纶纤维布的配套树脂胶与平板式锚具之间的粘结强度不会发生软化现象：当温度在60℃以下(含60℃)时，AFRP布的配套树脂胶 与底胶的粘结强度不会发生软化现象。 (10)预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的疲劳性能明显好于非预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的疲 劳性能。 (11)预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的疲劳寿命随着芳纶纤维布的预应力水平的提高而增大。 (12)芳纶纤维布加固钢筋混凝 土梁的疲劳破坏源于受拉纵筋的疲劳破坏，纤维布的疲劳性能优于钢筋的疲劳性能。 (13)本文研制的预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的锚固 体系具有可靠的耐疲劳性能。 总之，本文所研究的带永久锚具的预应力芳纶纤维片材加固技术能明显改善钢筋混凝土受弯构件在使用阶段的力学 性能，其施工工艺简便，易于推广。 3.学位论文 张建军 预应力芳纶纤维布的松弛及其加固梁的斜截面承载力 2007 纤维增强聚合物在国外土木工程界研究和应用的历史己有30年，我国在20世纪90年代才开始关注纤维增强聚合物在土木工程中的研究与应用，作为 一种土木工程领域中极具应用前景的新型材料，具有以下优点：(1)轻质、高强；(2)耐腐蚀；(3)抗疲劳性能好；(4)施工方便。纤维增强聚合物的特性 奠定了其在建筑领域应用中的巨大技术优势。 本论文首先对芳纶纤维布应力松弛进行了试验研究。基于我国对钢绞线应力松弛的试验方法，提出 了较为简单适用的试验方法，该方法消除了日本JSCE-E534-1995测量纤维筋应力松弛实验方法中由于释放施加荷载造成的应力损失。通过不同初始应力 水平的芳纶纤维布持续1000h的应力松弛试验，研究了应力水平对芳纶纤维布应力松弛的影响，提出了芳纶纤维布应力松弛损失的计算公式，它为预应力 芳纶纤维片材加固混凝土结构的应用设计、技术规程的编写提供参考。 本论文对预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪性能进行了试验研究 和分析。目前国内对纤维片材加固钢筋混凝土梁试验研究多为非预应力加固，非预应力纤维片材加固混凝土受弯构件，纤维片材所起的作用有限，对提 高被加固构件的开裂荷载及屈服荷载作用不是十分明显，对受弯构件在使用阶段的性能改善有限，纤维片材高强度的特性没有得到充分而合理地利用。 本文研究了芳纶纤维布的预应力水平及加固形式对加固混凝土梁抗剪承载力的影响，建立了简单、拟合较好的预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的抗 剪承载力的计算公式，为芳纶纤维布在钢筋混凝土梁的预应力加固中的运用提供了理论参考依据。 4.期刊论文 王兴国.周朝阳.WANG Xingguo.ZHOU Chaoyang 预应力纤维片材加固混凝土梁抗弯性能研究 -中国铁道 科学2009,30(3) 外贴轻质、高强、耐腐蚀的纤维增强聚合物(Fiber-Reinforced Polymet,FRP)片材加固技术,对改善混凝土梁的抗弯性能有限,且片材强度利用率较 低.因此,结合黏贴纤维片材加固技术和体外预应力加固技术的优点,对钢筋混凝土梁采用外部黏贴预张的纤维片材进行加固开展相关的试验研究和理论分 析. 5.学位论文 陈铁军 普通粘贴与非粘贴四点锚固碳纤维布加固混凝土梁的对比试验研究 2008 众所周知，碳纤维作为一种土木工程的新材料，以其轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳等优点在加固工程中广泛应用。然而，理论研究和应用实践都表 明，将碳纤维材料直接粘贴于构造物表面的普通加固方式存在碳纤维应变滞后，容易早期剥离破坏，碳纤维高强性能得不到充分发挥等不足，故而加固 效果十分有限。对碳纤维片材施加预应力来加固构件的方式可以充分发挥材料的高强性能，延缓裂缝的开展，改善加固构件的受力性能，大大提高加固 效果。本文在已有研究成果的基础上以波形齿夹具锚体系为基础，进行了非粘贴体外四点锚固碳纤维片材预应力加固与普通粘贴碳纤维布加固的对比试 验研究。通过对两根钢筋混凝土T形梁的受弯加固及荷载试验，明确了以下结果： @@ 普通粘贴碳纤维布加固的钢筋混凝土梁，碳纤维布与混凝土截 面变形关系基本符合平截面假定，但受荷变形中，碳纤维布存在应变滞后现象。普通粘贴碳纤维尽管采用两层碳纤维布U形箍的锚固方式，但其剥离破坏 仍然较早地发生，剥离时纵向碳纤维最大拉应变4912με，低于加固规范允许设计值10000 με，碳纤维布高强性能远没能充分发挥。可见，碳纤维布 普通粘贴加固仅靠U形箍锚固，其加固效果是有限的，需要更为可靠的锚固措施才能增强加固效果。此外，普通粘贴加固没有对碳纤维布施加预应力，因 此这种加固方式无法消除构件的已有变形，是一种被动的加固方式，只有构件再次受荷载后，碳纤维才能参与受力，这对加固构件的受力性能改善有限 。 @@ 非粘贴体外多点锚固预应力碳纤维片材加固钢筋混凝土梁是一种全新的体外预应力加固技术，该技术采用波形齿夹具锚对非粘贴的碳纤维片 材进行多点锚固，不但可以对碳纤维片材施加较高的预应力，而且多点锚固可以使碳纤维片材能更好的与加固构件协同工作，能够较充分的发挥碳纤维 片材的极限强度，显著改善加固构件的受力性能，并提高其极限承载力。本文试验采用了四点体外锚固碳纤维片材进行预应力加固试验，试验首先紧固 两端的波形齿夹具锚，然后紧固中间的两个夹具锚，这样中间夹具锚迫使碳纤维片材产生曲线几何伸长，从而产生预应力，测试结果显示，在体外锚固 的碳纤维片材中建立了526MPa的有效预应力。随后还对该加固构件进行了荷载试验，试验结果为碳纤维发生拉断破坏，破坏前测得最大拉应变为10703 με，超过了加固规范允许的设计值。 @@ 通过对以上两个构件的试验结果进行对比分析得出：尽管试验中预应力碳纤维片材加固采用与普通粘贴 加固相同的纵向碳纤维加固量，但取得了更为显著的加固效果，屈服荷载比普通粘贴加固提高9％，极限荷载比普通粘贴加固提高33％；相比较而言，波 形齿夹具锚锚固是一种机械式锚固方式，能够为碳纤维片材加固构件提供可靠的锚固力，确保其高强性能得到较充分发挥，而U形箍锚固其自身也容易被 纵向碳纤维片材剪断，不能提供很好的锚固力，纵向碳纤维片材剥离破坏仍然容易发生；同时，试验中的体外四点锚固碳纤维片材的预应力加固是一种 主动加固构件方式，预应力的作用推迟了裂缝的出现，减缓了裂缝的发展速度，显著改善了加固构件的受力性能。 @@ 最后，在试验基础上，本文 借鉴了体外预应力混凝土结构的计算理论，用多种方法尝试计算了预应力CFRP片材体外锚固加固梁的受弯承载力。 @@关键词：碳纤维片材；预应力加 固；非粘贴；多点锚固 6.会议论文 祝明桥.冷辉平.何利雄 体外预应力纤维片材锚具的研究 2007 体外预应力加固技术足迄今为止钢筋混凝土结构加同最为有效的方法之一，选择将FRP片材作为体外预应力材料加固混凝土结构，可以避开钢筋的锈 蚀等问题。本文提出了一种体外预应力纤维片材锚具系统楔型变波纹夹片式锚具，其主要由压力盖、外锚壳、楔型变波纹夹片等装置组成，依靠压力盖 、外锚壳将夹持于楔型变波纹夹片之间的FRP片材互相挤压形成一个整体结构；并从理论上分析了楔型变波纹夹片式锚具的工作原理及力学模型，得出了 楔型变波纹夹片式锚具的锚固判别准则及影响因素，为锚具的优化设计奠定了基础。试验表明：楔型变波纹夹片式锚具具有极高的锚固性能。 7.期刊论文 吴智深.岩下健太郎.牛赫东.Wu Zhishen.Iwashita Kentaro.Niu Hedong PBO纤维片材预应力外粘结加 固集成新技术 -中国工程科学2005,7(9) 近年采用外部粘结纤维增强复合材料(FRP)来加固结构越来越受到许多研究开发机构和生产单位的重视.结合作者在FRP方面的研究成果和最新开发出 的高强高性能的PBO纤维材料,系统地提出了一种更为有效的预应力外粘结加固方法;通过与玻璃纤维、炭素纤维和芳纶纤维等的比较,认清了新型PBO纤维 材料的特性;根据既有的试验和研究成果提出了一套完整的预应力加固方法的流程,包括概念、原理和几种降低端部界面应力和新型锚固的措施;室内小型 试验和室外大型试验的结果表明,PBO片材预应力技术能够提供令人满意的加固性能. 8.期刊论文 初美红.Chu Meihong 旋转式机具在碳纤维片材预应力加固技术中的应用研究 -山东水利2009(2) 对现有碳纤维片材加固机具和技术进行了介绍,分析了现有碳纤维片材加固机具的缺陷.针对这些缺点,以旋转式机具为核心,研发出新的CFRP预应力 加固技术,并通过试验探讨证实了该机具及其相应的加固技术是值得研究发展的. 9.会议论文 李唐宁.张龙生.陈小英 波形齿夹具锚横向张拉CFRP片材试验研究 2007 预应力碳纤维片材的加固技术所面临的关键问题是如何合理地估计碳纤维片材的预应力损失并有效地对张拉后的碳纤维片材的锚固。本文对波形齿 夹具锚横向张拉碳纤维片材试验做了简要的介绍，对碳纤维片材的预应力损失及加热升温下波形齿夹具锚的锚固性能做了具体试验研究，这为预应力碳 纤维片材的加固技术提供了试验基础。 10.学位论文 彭晖 预应力碳纤维片材加固钢筋混凝土受弯构件的性能研究 2006 根据以往的研究成果及不足，本文进行了以下内容的研究工作： 1、研制了不依赖胶粘剂的碳纤维布(板)机械式夹锚装置，在此基础上开发了 具有较强实用性能的预应力碳纤维片材张拉系统，其中预应力碳纤维板张拉系统为依附于结构的构件基座张拉系统；试验了与张拉设备相配套的工艺方 法；该设备与工艺均在实际工程中得到成功应用。 2、通过对大量相关文献的概括总结，评述了国内外开展碳纤维(包括预应力碳纤维)加固结构研 究的现状与发展水平，分析了已有研究工作成果的局限性及优缺点，根据已有研究成果的不足提出了本文针对预应力碳纤维片材加固所采用的试验研究 途径以及基本技术思路。 3、进行了预应力碳纤维布加固受弯构件的静载试验研究，研究了预应力碳纤维布加固对构件承载能力、抗弯刚度、抗裂 能力等性能的影响；比较了预应力碳纤维布加固与非预应力碳纤维布加固的抗剥离性能差异，讨论了不同初始应力水平对加固技术效果的影响；对预应 力碳纤维片材加固可提高构件极限承载力的机理进行了分析研究。 4、针对碳纤维布加固量较小，不适于进行大型结构加固的缺陷，进行了预应力 碳纤维板加固受弯构件的静力性能试验研究。研究了碳纤维板面积、初始应变、锚固方式、粘贴长度对构件受力性能的影响，并分析了受弯构件承载力 、抗弯刚度的变化趋势，评估了不同加固方式对碳纤维板强度利用效率及结构延性的影响。另外，研究了预应力碳纤维板加固构件的主要破坏形式，分 析了其破坏机理，并根据试验结果对截面变形符合平截面假定进行了验证。 5、根据以往的研究工作中大比例试件试验完成较少的不足，进行了预 应力碳纤维板加固大比例受弯构件的静载试验研究，评估了尺寸效应对于加固技术效果的影响，研究了较不利二次受力情况下预应力碳纤维板加固的技 术效能，比较了不同配筋率对于预应力碳纤维板加固的影响。 6、已有的研究工作中碳纤维加固构件的疲劳性能研究较少，大比例预应力碳纤维加 固构件的疲劳性能研究完成得更少，对该类构件的疲劳破坏机理目前国际上还存在分歧。本文根据上述局限性进行了大比例T形截面试件的疲劳试验研究 ，比较了预应力碳纤维加固与非预应力碳纤维加固对结构疲劳性能的影响，评估了采用预应力加固后试件的疲劳性能提高程度，对粘贴碳纤维加固试件 的疲劳破坏机理进行了分析。 7、提出了矩形截面与T形截面的预应力碳纤维加固构件的全过程分析方法；并采用根据碳纤维面积反算混凝土压应 变的方法设计了预应力碳纤维加固构件的延性控制方法；分析了碳纤维面积、碳纤维初始应变、碳纤维一钢筋拉伸刚度比等参数对加固构件的承载力、 延性、混凝土压应变、截面极限曲率等构件性能的影响，研究了承载力与延性之间的相关性；建立了预应力释放后碳纤维一混凝土之间的粘结应力分布 模型；提出了预应力碳纤维加固构件的承载力及挠度计算公式。 8、完成了湖南省浏阳市l06国道上的金刚头桥的预应力碳纤维板加固工作，并对 其进行了荷载试验，对预应力碳纤维板加固的效果进行了评估。同时在碳纤维板上设置了光纤光栅测点，以研究环境温度、湿度、紫外线、混凝土徐变 及车辆荷载振动等因素对预应力碳纤维板的影响，评估预应力加固系统的长期工作性能。 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_shanxjz200817097.aspx 下载时间：2010年1月13日