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FRP组合梁试件静力学性能试验研究

宋李秦  
【摘要】:组合梁桥是建立在整体现浇式钢筋混凝土与装配式钢筋混凝土新型桥梁形式,充分结合了两种桥梁形式的特点。FRP组合梁桥采用FRP材料作为永久模板,在其模板上后浇混凝土,在减少劳动力,降低工程造价,加快施工进度方面有着积极的作用,但是两者交界面的粘结强度是共同受力的基础。第二章FRP材料与后浇混凝土叠合结构与普通混凝土进行一般抗弯试验破坏对比分析。得出FRP材料与后浇混凝土的叠合结构较普通混凝土受力性能有明显的改善,叠合结构中抗弯承载力和挠度明显高于普通混凝土试件,并且叠合结构中以两种材料剥离破坏后,混凝土被压坏然而FRP材料未破坏,从而未充分发挥FRP材料抗拉强度高的特点为主,其原因为层间粘结强度弱的结论。第三章抗剥离强度试验研究中在第二章结论的基础上对两者间交界面分别采用的不同的方式增加交界面粘结强度,采用粘粗砂法、环氧胶法、剪力键法以及综合法对FRP材料粘结表面进行处理,然后在模板内后浇混凝土进行交界面抗剥离试验研究,通过试验研究两种材料交界面粘结破坏形式和特征,得出组合试件破坏形式主要有中部裂缝延伸引起的剥离破坏、斜裂缝延伸剥离破坏、试件混凝土端部剥离破坏、试件底部混凝土剥离破坏四种形式。同时考虑在混凝土中加入PVA纤维、玄武岩纤维、钢丝网改善混凝土自身的受力性能来研究组合构件对抗折强度的影响和交界面主要剥离破坏形式。增加组合试件交界面的粘结强度和改善混凝土的强度对试件的抗剥离强度和抗折强度均有明显的提高。在FRP板采用综合法为最佳的处理方式。第四章对GFRP箱形梁与后浇混凝土的组合结构形式采用各种假定以简化计算,通过弹性破坏和极限破坏形式下进行计算分析,为组合梁的设计提供理论基础。第五章中采用GFRP箱形管与后浇混凝土模拟GFRP箱形梁与混凝土组合梁结构进行试验分析,分别制作箱形梁顶面采用综合法处理并在混凝土中植入钢丝网并在混凝土加入玄武岩纤维和未处理的组合结构试件,对试件进行抗折试验,根据两种试件的试验过程与破坏特征,可知纯GFRP箱形梁在荷载作用下会产生较大的变形,未能发挥混凝土抗压强度高和GFRP材料抗拉强度高的特点,主要由于GFRP材料抗剪强度和GFRP箱形梁刚度低的原因,同时提出增加GFRP箱形梁抗剪强度和抗弯刚度的建议。


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