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GFRP-混凝土复合拱性能研究

涂志忠  
【摘要】:拱桥是我国公路桥梁中的主要桥型之一,在我国桥梁中所占比重约61%左右,在我国西部地区则高达80%以上。然而我国拱桥加固研究与梁桥相比还不够成熟,研究成果与文献相对较少,尤其是将GFRP作为阻裂增强层运用到拱桥新结构研究成果更少。因此,对拱桥开展新的结构形式和加固研究,具有重要的工程应用价值。 本文设计制作了二种不同粘贴位置(全拱粘贴及局部粘贴)、三种不同粘贴形式(I型、U型及环型)的6片GFRP拱及一片普通混凝土对比拱,通过对六片GFRP复合拱及普通混凝土拱的破坏性试验,对其荷载挠度曲线规律、刚度、承载力、破坏形式等受力性能进行了试验研究。试验结果表:GFRP复合拱的刚度、承载力、变形性能及抗裂性能明显优于普通混凝土拱,其中,开裂荷载提高幅度在21.7%~69.6%,极限荷载提高明显,提高程度在68.6%~142.8%;在其它情况相同的条件下,采用全拱粘贴的GFRP复合拱的力学性能要稍优于采用局部粘贴的GFRP复合拱;采用环型及U型粘贴的GFRP复合拱力学性能明显优于采用I型粘贴的GFRP复合拱力学性能。 在试验研究分析的基础上,对GFRP复合拱进行了有限元建模计算,通过试验与计算结果的对比分析,验证的模型的合理性,正确性。并在此基础上提出一种GFRP复合拱极限承载力有限元计算方法,结果表明,本文提出的关于GFRP复合拱极限荷载确定判据行之有效,按此判据得到的有限元计算极限荷载与试验极限荷载较接近。本文的研究成果和结论具有一定的理论意义和参考价值。


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