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CFRP修复震后严重破坏钢筋混凝土桥墩抗震性能试验研究

黄照南  
【摘要】: 从已建桥梁在历次地震中破坏的共同特点可以看出:现代钢筋混凝土桥梁结构中,因钢筋混凝土桥墩破坏导致桥梁严重破坏甚至倒塌,已成为桥梁震害的主要特点。桥梁震害将会带来巨大的经济损失和人员伤亡,因此研究震后破坏的桥墩进行快速修复对于迅速恢复交通网络、保证抗震救灾工作的及时开展以及节约灾后重建资金具有重要的意义。碳纤维增强复合材料(CFRP)作为一种新型的补强修复材料,以其轻质、高强等优良的性能,及施工简便、不增加构件截面尺寸等优点,在混凝土结构加固中得到大量的应用。相对而言,国内采用CFRP布修复震后破坏桥墩抗震性能的研究还较为簿弱。本文采用CFRP布+高流动性早强混凝土的快速修复法对震后破坏钢筋混凝土桥墩进行修复,进行了其抗震性能和滞回性能的试验研究,具体进行了以下几个方面的工作: (1)综述了目前国内外采用纤维增强复合材料修复震后破坏的钢筋混凝土桥墩抗震性能的研究状况。 (2)完成了6个模型桥墩的震后破坏的修复加固,并对其在控制位移下进行了低周反复试验。对桥墩的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、荷载退化曲线、刚度退化、位移延性系数、耗能性能以及应变变化情况等进行了详细的分析。试验结果表明:采用CFRP布+高流动性早强混凝土的快速修复法修复的钢筋混凝土桥墩,修复后的桥墩承载力不仅可以达到原型桥墩水平,个别桥墩甚至有较大提高,延性和耗能性能有显著提高。 (3)针对国内外对于震后破坏桥墩修复时CFRP用量计算公式较少,文中在《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的抗剪承载力计算公式的基础上,提出了CFRP用量的计算方法。同时,根据箍筋应变的分析,提出了折减系数k,并对其表达式进行了推导。 (4)指出了进一步研究的建议,为今后更深入的研究打下基础。


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