一种锚固FRP片材的体外预应力新方法

设计构思一种全新的体外锚固FRP片材预应力加固方法,充分利用波形齿夹具锚的特点,采用两端先固定,再中间紧固,强迫FRP片材几何伸长产生预拉力。利用从成渝高速公路上拆除的桥梁旧构件,进行体外锚固碳纤维布预应力加固试验,试验结果证明,该方法施加预应力十分简单方便、工艺切实可行,无须专门的张拉设备,并且显著地提高了加固效果,具有十分广阔的推广应用前景。

波形齿夹具锚锚固碳纤维布加固混凝土梁试验研究

在碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯试验中,首次采用波形齿夹具锚对碳纤维布进行锚固。研究证实这种端部锚固方法能够阻止片材由于弯剪斜裂缝引起的剥离向端部发展,将片材的剥离限制在局部区域内;在加载的中后期,锚具承担了碳纤维布中大部分拉力,防止了片材与混凝土之间粘结树脂过大的剪切变形,有效地防止了片材的剥离破坏;采用波形齿夹具锚对碳纤维布进行锚固,对提高片材的利用率具有非常显著的作用,特别是当碳纤维布层数较多、厚度较大时。

波形齿夹具锚与碳纤维布U形箍锚固作用的对比试验

对抗弯加固的碳纤维布,其一端采用波形齿夹具锚锚固,另一端采用碳纤维布U形箍锚固,进行了4根抗弯加固梁的荷载试验。试验结果表明在碳纤维布加固量较小的情况下,碳纤维布U形箍的锚固效果对纵向碳纤维布的强度发挥是有效的;但在碳纤维布加固量较大的情况下,碳纤维布U形箍被剪断,纵向碳纤维布的强度不能充分发挥。进一步的分析表明,碳纤维布U形箍仅相当于一种柔性的约束,而波形齿夹具锚的锚固相当于一种较刚性的约束。对比试验结果充分表明,波形齿夹具锚的锚固效果优于碳纤维布U形箍。

锚固多层碳纤维布加固钢筋混凝土梁的试验研究

为了进一步验证采用波形齿夹具锚锚固碳纤维布可以完全避免碳纤维布端部的剥离破坏,分别对采用粘贴4,6,8,10层碳纤维布加固的4根钢筋混凝土梁进行了抗弯加载试验。试验结果表明,由于采用了波形齿夹具锚作为碳纤维布的端部锚固措施,尽管粘贴的碳纤维布层数较多,并且碳纤维布的粘贴质量也较差,然而抗弯加固的碳纤维布都没有出现端部的剥离失效问题,并且碳纤维布的强度也得到了较充分的发挥。

波形齿夹具锚在碳纤维片材加固技术及预应力技术中应用研究

FRP片材是目前高强度复合材料在实际工程中应用最广泛的材料类型,波形齿夹具锚正是针对FRP片材开发的一种锚具,解决了FRP片材在实际工程中难于夹持和锚固的难题。以波形齿夹具锚为核心,我们开发出一系列新的FRP加固技术及其预应力技术,并进行了广泛、深入的试验研究。现选取部分试验对这些研究成果进行简要介绍。

CFRP波形齿锚具紧固螺栓轴力的试验

探讨大吨位锚固下波形齿锚具的锚固性能,研究波形齿锚具紧固螺栓的轴力和CFRP片材纵向拉力的关系.结果表明:锚固情况下,波形齿锚具仍能有效锚固CFRP片材;紧固螺栓的轴力N分为拉拔CFRP片材前螺杆上的初始轴力和拉拔CFRP片材时由弯曲效应产生的附加轴力2部分;建议拧紧螺帽后,紧固螺栓的初始轴力为CFRP片材理论极限纵向拉力的0.15倍.

高温环境下预张碳纤维板的锚固性能研究

在桥梁建筑结构的加固中,有时存在一些高温环境,可能会使预应力碳纤维板产生较大的预应力损失,甚至出现碳纤维板的锚夹具夹持不牢而失效的情况.针对此设计了一组预应力碳纤维板试件,在高预应力水平(2 000 MPa左右)、高温环境(85℃左右)下进行应力损失观测;最后进行了碳纤维板的拉伸破断试验.试验观测表明,不计碳纤维板在放张时的短期应力损失,在11 d的高温及高应力双重作用下,预应力碳纤维板的总应力损失不足3%;拉伸破断试验也证实碳纤维板在波形锚中的锚固性能良好.

CFRP片材预应力加固钢筋混凝土梁的发展及现状

碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)是由碳纤维材料与基体材料按一定比例混合并经过一定的工艺复合形成的高性能新型材料,因其具有高强、轻质、耐腐蚀以及施工方便快捷等优点,被广泛用于结构加强及加固领域,国内外利用CFRP片材加固混凝土梁经历了一个漫长的过程。该文通过对CFRP片材预应力加固混凝土梁发展历程的总结,阐述各种CFRP片材预应力加固混凝土梁方法及其优缺点,为需要利用CFRP片材预应力加固混凝土梁的设计者提供参考。