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预应力CFL加固梁式构件受力与变形计算

欧阳丽芳  
【摘要】: FRP加固技术是目前国内外结构加固研究的热点之一。利用FRP对构件直接进行粘贴加固,FRP的高强度特性不能被充分利用,而预应力FRP加固技术则能有效解决这一问题。对于预应力FRP加固技术,直接张拉法以及反拱预应力法是工程中常用的对FRP施加预应力的方法。目前,有关反拱预应力法的研究相对较少。因此,本文较系统地研究了采用反拱法对碳纤维薄板(CFL)施加预应力而对工字梁和箱梁进行加固的方法,并进行加固计算和分析。主要研究内容及结论如下: 1)预应力FRP加固组合梁界面应力分析。分析比较了工程中常采用的FRP的预应力施加方法:直接张拉法和反拱预应力法,对算例中加固梁的界面应力进行了理论计算及有限元计算。分析结果表明,采用直接张拉法及反拱预应力法对梁进行加固,均在加固梁的端部产生较大的界面应力,但采用直接张拉法导致加固梁的界面应力要比反拱预应力法的大。 2)预应力CFL加固PC工字梁受力与变形计算。根据某高速公路桥梁扩建工程的实际需要,考虑预应力损失的情况,分别采用顶升反拱法与体外筋反拱法对CFL施加了预应力,并对35米工字梁进行加固前后的受力及变形计算。分析结果表明,采用体外筋反拱法能使35米工字梁实现所需要的预应力,使加固前未达到B类构件设计值的工字梁经加固后达到了B类构件设计标准。 3)预应力CFL加固PC箱梁的受力与变形计算。分别采用顶升反拱法与体外筋反拱法对CFL施加预应力,并对25米PC箱梁进行加固。该箱梁加固前后的计算结果表明,采用体外筋反拱法能使25米箱梁实现所需要的预应力,使加固前未达到B类构件设计要求的箱梁在加固后达到了B类构件设计标准;采用顶升反拱法则无法达到所需要的预应力度。 4)预应力RFP加固PC工字梁和箱梁的受力与变形分析结果都表明,采用顶升反拱法使RFP所能达到的预应力度较小,而采用体外筋反拱法则能达到较高的预应力度。但对于相同的预应力度,采用体外筋反拱法对PC构件所要施加的荷载较大,而采用顶升反拱法所需施加荷载较小。


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