《预应力碳纤维板桥梁加固技术发展和应用》
该文是关于桥梁加固方面论文范例和预应力碳纤维板和桥梁和加固和技术和发展类本科论文开题报告范文.
摘 要：桥梁经长时间服役,其使用性能及承载能力发生退化,大量旧空心板桥出现铺装开裂、铰缝渗水等病害,空心板之间铰缝失效严重,出现单板受力导致梁板承载力大幅降低,危及桥梁安全.采用预应力碳纤维板加固技术可快速有效地对受损空心板梁进行加固修复,提升桥梁承载能力.
关键词：空心板梁;预应力碳纤维板;加固
中图分类号：U445 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）02-0167-02
Abstract： After long-term service, the service performance and bearing capacity of the bridge are degraded, a large number of old hollow slab bridges appear diseases such as pement cracking, hinge joint seepage and other diseases, the hinge joint failure between the hollow slab is serious, and the stress of the veneer leads to the substantial reduction of the bearing capacity of the beam and slab, endangering the safety of the bridge. The use of prestressed carbon fiber board reinforcement technology can quickly and effectively strengthen and repair the damaged hollow slab beam and improve the bearing capacity of the bridge.
Keywords： hollow slab beam; prestressed carbon fiber board; reinforcement
前言
隨着我国交通运输事业迅速发展,公路桥梁建设取得了巨大成就.然而,由于桥梁的长期服役和车流量增加等因素的影响,桥梁性能会一定程度的退化.近年来桥梁病害问题日益暴露在公众视野中.大量旧空心板桥出现铺装开裂、铰缝渗水等病害,导致梁板结构变成单板受力,单板受力承载力大幅降低,危及桥梁安全,成为公路运营的隐患.在实际工程中,对受损构件常采取拆除重建,但很多的桥梁构件（尤其是中小跨径的梁桥）损伤的程度并不严重,如被拆除废弃,无疑造成资源浪费.显然,这些桥梁构件的承载潜力可通过各种新技术进行加固,使其短时间内恢复一定承载力从而继续工作[1].因此,对受损桥梁进行加固修复,是经济可行且安全的必要手段.
1 桥梁加固技术的发展
装配式预应力混凝土空心板桥具有建筑高度低、预制方便、用材经济等特点,是中小跨径桥梁中最常用桥型之一.调查研究发现,在役空心板桥常见病害的主要成因是横向整体性能差[2].对此,加固方法大多基于改善空心板桥的横向整体性及提高承载力,包括体外横向预应力加固、横向粘贴钢板加固、Π形钢板加固法、去梁增肋加固法、纵向粘贴加固法等方法[2].
传统加固方法存在施工困难、工期较长、抗腐蚀性差、耐久性差等缺点[3],相比较而言,外贴加劲材料的加固技术具备不需要大型施工设备和中断交通等优势,其中预应力碳纤维板材加固桥梁技术脱颖而出.该技术针对粘贴碳纤维片材加固与体外预应力加固技术的缺陷,结合两种技术的优势,既可提高桥梁结构承载力,又可显著减小结构变形,提高结构刚度,充分利用材料性能,节省材料及工程造价.
2 预应力碳纤维板加固技术的发展
自20世纪80年代,英美、加拿大、日本等发达国家着手把碳纤维材料应用于结构加固.1992年,Triantafillou等[4]发现采用预应力碳纤维布材加固,试验梁的承载力提高了3～4倍,同时还观测到施加预应力对加固梁裂缝有明显的抑制作用.1993年,Deuring[5]对比了预应力和非预应力碳纤维板加固技术发现,两种加固技术对构件的承载能力都有提高,但采用前者构件的变形明显小于后者.1997年,Garden[6]认为提高构件的刚度及承载能力,较高的预应力水平对预应力碳纤维来说是必要的.预应力水平至少要达到碳纤维极限强度的25%.2004年,Wight等通过试验研究,得出碳纤维布施加预应力这种技术可以抑制加固梁裂缝的产生.在国内,湖南大学的尚守平[3]和吴志平团队[7]对此也进行了相应的研究,并取得了不菲的成果.
3 预应力碳纤维板加固技术应用
3.1 空心板梁构件受损情况
本文取长度为20m的后张法预应力混凝土等截面空心板梁为研究对象,其服役期达22年,梁腹板存在少量纵向裂缝和斜向裂缝,梁体结构见图1.根据现场梁板破碎后量测所得：单梁底板配5束冷拉IV级预应力粗钢筋,采用金属波纹管,波纹管外径32mm,粗钢筋直径为 25mm,梁两端4m附近采用直径 12mm 螺纹钢筋加强,其它部分为 8mm构造钢筋,桥面板厚度8cm.梁混凝土强度C50,桥面板混凝土强度C30.在加固修复前,作者通过静载实验测定该预应力混凝土空心板梁的真实受力状态、使用性能.以此检验其实际工作性能以承载力.经分级加载检测,受损空心板梁在加载到破坏时,其承载力是380kN,最大裂缝宽度1.5mm.
3.2 预应力碳纤维板加固工艺
作者采用预应力碳纤维板、钢板对该单梁的梁底和支座附近斜裂缝进行了抗弯加固和抗剪加固.加固工艺见表1.经过加固后的空心板梁底见图2.
3.3 加固效果
加固后,再次对空心板梁进行静力加载实验.试验发现,加固后的空心板梁变形成渐进变化,碳纤维板受力性能良好;最终以预应力碳纤维板局部脱胶为终止条件,极限荷载达420kN,加固后的空心板梁比加固前有更好的极限承载力.这充分验证了预应力碳纤维板加固技术对空心板梁的提载效果.
4 结束语
预应力碳纤维板加固技术在混凝空心板梁加固修复中具有良好的应用效果.能够有效提高空心板梁桥的承载性能.经验证,加固后受损混凝空心板梁承载力回复甚至比原先承载力略有提升.与传统的结构加固方法相比,预应力碳纤维板加固技术具有施工工期短,施工快速、对交通影响小、耐久性好等优点,具有良好的推广应用价值.
参考文献：
[1]肖骁.预应力碳纤维板加固既有桥梁的应用研究[D].吉林大学,2016.
[2]杜红静,赵瑞.在役空心板桥加固方法综述[J].城市建设理论研究（电子版）,2014（23）：3968.
[3]尚守平,张宝静,吕新飞.预应力碳纤维板加固梁桥新技术的应用[J].施工技术,2016,45（4）：95-99,132.
[4]Triantafillou, T. c., Deskovic, N. and Deuring, M. Strengthening of Concrete Structures with Prestressed Fiber Reinforced Plastic Reinforced Plastic Sheets[J]. ACI Structural Journa1,1992,89（3）：235-244.
[5]Deuring, M. Post-Strengthening of Concrete Structures with Pretensioned Advanced Composites[J]. The EMPA in German as EMPA Research Report 1993（224）：247-313.
[6]Garden, H.N. The Strengthening of Reinforced Concrete Members Using Externally Bonded Composite Materials： [dissertation]. University of Surrey, London, UK, 1997,138-196.
[7]吳志平,起海东,张田田,等.预应力碳纤维板加固混凝±受弯构件应用设计[J].结构工程师,2013（04）：172-178.
归纳上文:这是关于对写作预应力碳纤维板和桥梁和加固和技术和发展论文范文与课题研究的大学硕士、桥梁加固本科毕业论文桥梁加固论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料有帮助.
桥梁加固引用文献:
[1] 桥梁加固学论文选题 桥梁加固论文题目怎样定
[2] 经典桥梁加固技术论文选题 桥梁加固技术毕业论文题目怎样定
[3] 桥梁加固技术论文参考文献大全 桥梁加固技术期刊参考文献哪里找
