摘要：随着服役时间的增长和车辆荷载的增加,老旧的钢筋混凝土桥梁面临承载力不足、变形超限等问题,采用体外预应力cfrp筋对其加固是一种有效的解决方法。采用有限元分析软件ABAQUS对某跨度24 m的铁路桥梁进行数值模拟与参数分析,其中,根据不同的cfrp预应力筋的直径(31 mm、43 mm、61 mm)和预应力大小(250 MPa、500 MPa、750 MPa、1000 MPa、1250 MPa),获得模型梁的开裂弯矩、梁底钢筋屈服弯矩以及梁开裂时的跨中变形。将《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)等现行规范的理论计算结果与数值模拟结果进行对比,发现两者吻合良好,误差在15%以内,从而验证了规范中钢筋混凝土梁开裂弯矩计算公式、正截面承载力计算公式以及跨中挠度计算公式对于体外预应力cfrp筋加固钢筋混凝土梁的适用性与准确性,为实际工程加固设计提供参考。

摘要：采用自主研发的cfrp筋体外预应力加固桥梁锚具装置(包括锚固装置和张拉装置),对铁路预应力混凝土简支梁桥进行加固设计和现场试验。针对cfrp筋体外预应力加固特点,计算预应力损失和cfrp筋配筋面积,验算加固桥梁的反拱、正截面强度、抗裂性、抗剪性以及挠度等;在此基础上,对大秦铁路线某16m预应力混凝土简支梁桥进行了现场加固试验。结果表明:该文提出的加固方法适用于实际铁路桥梁加固,加固后符合现行铁路相关规范和混凝土结构加固设计规范要求,且桥梁的受力性能得到明显改善。

摘要：为充分发挥cfrp筋高强轻质的特性,设计了一种新型机械夹持-黏结型复合式锚具,通过改变锚具的黏结长度、黏结介质倾角和黏结介质掺合料,以及是否设置夹片等参数,对6组锚具进行试验研究,测试cfrp筋新型锚具的极限荷载、荷载-滑移曲线、筋材应力和锚具钢套筒应力分布,分析不同参数对新型锚具锚固性能的影响规律,并与未设置夹片的对照组锚具进行比较,最后对3根cfrp筋材的复合式锚具锚固效果进行了试验验证。试验结果表明:新型锚具最终失效形式均表现为筋材破断破坏,且锚具锚固效率系数均满足规范规定的大于0.9的要求;筋材滑移量随着锚具黏结部分长度的增大而减小,合适的锚固长度宜为30~40倍筋材直径;锚具黏结部分倾角的减小会造成顶推力的减小,并造成锚具加载端与自由端滑移量差值增大;黏结介质中适度的掺砂量能够提升锚具的锚固性能,但当掺砂量超过一定程度时,将影响黏结介质本身的胶结性能,建议掺砂量不超过10%;无夹片组失效模式为筋材与胶体黏结滑移失效,锚固效率低,而新型复合式锚具由于顶推力的存在不仅能够减小锚具的整体滑移量,而且能够有效避免锚具在加载端的应力集中现象,极大改善锚具受力性能,提高锚具的锚固效率;该新型复合式锚具对多根cfrp筋材同样具有良好的锚固效果。

摘要：通过静力试验和理论分析,研究cfrp筋体外预应力加固T形截面混凝土梁在短期荷载作用下的使用性能,探讨短期挠度计算方法。结果表明,cfrp筋体外预应力加固梁的荷载-跨中挠度曲线呈三折线变化;跨中截面混凝土和cfrp筋的平均应变在梁体开裂之前沿截面高度基本呈线性变化,开裂后,cfrp筋的平均应变明显小于梁底混凝土的应变。基于试验结果,计算开裂刚度折减系数和cfrp筋粘结特征系数,考虑二次效应的影响,运用有效惯性矩法建立了cfrp筋体外预应力加固T形截面混凝土梁的短期挠度计算公式,可供实际工程设计参考。

摘要：为研究cfrp筋复合型锚具的主要设计参数对锚固性能的影响及锚具内部受力情况,设计了5个复合型锚具的参数静载试验,测量了锚具的极限荷载、锚环-cfrp筋间滑移变形和金属筒测点应变,通过静载试验对比分析了各设计参数对锚固效果的影响,以及金属筒表面应力的分布情况与变化规律.研究结果表明:当金属筒壁厚为2 mm,夹片夹持长度为65 mm,粘结长度为500 mm时,锚具的锚固性能较好;夹片-金属筒间锚固良好,无滑移;金属筒应力分布与变化可反映锚具内部受力情况,测点应力曲线峰值预示该位置附近的胶体与cfrp筋间的粘结破坏.

摘要：为了增强梁柱节点的抗震性能,共设计了6组高强碳纤维增强复合筋(cfrp筋)/钢筋混凝土梁柱节点试件,研究了有无cfrp筋、轴压比、配箍率和混凝土强度对梁柱节点试件破坏形态和抗震性能的影响。结果表明,6组高强cfrp筋/钢筋混凝土梁柱节点试件的破坏形式都为梁端弯曲破坏,滞回曲线呈“弓形”和“梭形”,未添加cfrp筋的GJ1试件的滞回曲线饱满程度相对其他试件要低;cfrp筋有助于提升梁柱节点试件的承载力和屈服后刚度,节点配箍率和轴压比对节点试件的承载力影响较小,使用聚乙烯纤维砂浆(PE-ECC)和C30混凝土会降低节点试件的承载力;6组梁柱节点试件的位移延性系数都大于3,低轴压比、高节点配箍率、局部使用PE-ECC和使用低强度C30混凝土有助于提升节点试件的延性和耗能能力。

摘要：为了研究碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,cfrp)筋黏结型锚具的受力特征,设计了直筒式、内锥式和复合式3种锚具,并采用有限元法分析3种锚具内部筋材和套筒自身的应力分布特征,然后通过试验测试cfrp筋材在锚具内部的应力变化规律和滑移特征,并测试锚具套筒自身的三向应力,研究锚具形式、锚固长度等对锚固性能的影响以及锚固传力机理。研究结果表明:锚具端堵的设置能使受荷端筋材应力峰值处于锚具当中,复合式锚具的传力模式最合理,可以防止内锥式锚具出现切口效应;在加载前期,黏结应力峰值靠近受荷端,随着荷载的持续增加,受荷端逐渐只剩下残余黏结强度,在加载后期,黏结应力峰值靠近锚具自由端;cfrp筋材在自由段的应力-应变基本呈线性关系;锚具的荷载-滑移曲线呈明显的非线性趋势,在加载前期,cfrp筋材的滑移量较小,随着荷载的持续递增,筋材的滑移量迅速增大,当接近破坏时,滑移量明显增加;随着荷载的逐渐增加,筋-胶界面上的黏结应力先增加到峰值,然后其化学胶着力逐渐失效,只剩下残余应力;黏结应力峰值由受荷端逐渐向自由端转移,表现为自由端附近套筒的正应力最大,套筒上的应力分布可以间接反映出cfrp筋材的应力变化情况和滑移情况。

摘要：碳纤维增强复合材料(cfrp)是一种具有良好力学性能的材料,其高强度低密度耐腐蚀的优点使得cfrp筋在桥梁加固上有很好的应用前景。本文通过对体外预应力cfrp筋加固空心板板梁加固前后的极限抗弯承载力进行了理论计算,同时对加固效果进行了长期跟踪监测分析。结果表明:对于加固后的12m跨混凝土空心板梁桥,在梁底加固2根直径为12 mm的预应力cfrp筋的情况下,主梁抗弯承载力提升幅度达20%,运营870天后cfrp 筋的预应力损失不超过4%。此外,该技术施工简单快捷,施工期间不影响交通。因此,体外预应力cfrp筋加固空心板梁加固效果良好且具有良好的社会经济效益,本文相关研究可为工程设计提供参考。

摘要：为了探究碳纤维增强复合材料（cfrp）筋夹片式锚具的设计参数对锚具锚固效果的影响,采用非线性有限元分析方法,对cfrp筋夹片式锚具建立三维有限元模型,讨论了内锚环锥角、内锚环与夹片间的锥角差、夹片预紧力和锚具长度等锚具设计参数对锚具锚固性能的影响,并确定了上述参数的最佳取值范围;依据有限元模型预测的锚具最佳参数制作锚具,进行相同荷载下的锚具静载试验,试验结果表明该锚具具有良好的锚固性能.采用的有限元方法,可供各类新型cfrp筋锚具设计及参数优化提供参考.

摘要：多塑性铰抗震设计方法是通过有意的设计使延性构件在非外力峰值位置处产生多个额外的塑性铰,从而使延性构件在地震下的损伤呈现出弥散分布的特点。该设计方法有利于增加构件的变形能力,更充分地发挥构件的抗震性能。但是,目前关于该设计方法的适用性和有效性研究较少,因此以某3跨连续梁桥为例,提出了一种基于梯级FRP筋配筋方式的桥墩多塑性铰设计方法,并基于OpenSees有限元软件对该桥墩进行了地震易损性分析。研究结果表明:多塑性铰抗震设计方法可以显著降低桥墩损伤风险,多塑性铰所起到的减震效果会随着桥墩损伤严重程度的加深而越发显著;在轻微损伤和中等破坏状态下,梯级cfrp筋可以通过提升墩身刚度来降低损伤风险,而且塑性铰数量对于桥墩的损伤概率影响不大;在严重破坏和完全破坏状态下,桥墩塑性铰越多,其损伤风险就越低。