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碳纤维加固钢筋混凝土桥梁复合结构的力学行为分析

王树森  
【摘要】:碳纤维加固钢筋混凝土桥梁是一项新型的结构加固技术,该项加固技术蕴涵着力学、化学、材料科学等多个学科的理论与方法。此项加固技术主要是将碳纤维这种高性能材料应用于土木工程领域,利用树脂类材料把碳纤维材料粘贴在混凝土结构的表面上,形成复合结构体,通过碳纤维材料与原混凝土结构的协同工作来达到对结构构件加固补强及改善力学性能的目的。此法具有巨大的社会效益和经济效益,必将具有广阔的应用前景。 本论文主要结合交通部科技项目(2003353322100)——寒冷地区碳纤维复合材料加固修补钢筋混凝土桥梁的理论与试验研究的相关内容,依次进行了如下几个方面的理论与实验方面的研究工作:1、通过混凝土拉伸试验,去考察胶层部分的粘贴强度,研究了胶层部分的耐低温情况以及抗疲劳性能,为后一步的研究奠定了基础。2、从理论上分析了碳纤维加固混凝土梁的抗弯性能,并提出了预应力碳纤维的层合板理论。3、进行了6片试验梁的抗弯试验研究。通过试验,研究了碳纤维加固后的梁的变形规律及失效形式,以及不同粘贴方式对加固效果的影响。4、建立了一个科学的三维非线性有限元数值模型,完成了相应的数值分析工作。并且有限元数值模型的建立,使这种复合结构的分析和计算工作变得更完善。5、综合了以上的研究工作,有针对性地选取了洮白一号桥,完成了实桥加固工作。通过加固后的检测,表明了良好的加固效果,再次预示了此项加固技术具有广阔的应用前景。


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