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。

FRP片材波形齿夹具锚的原理

已有的FRP拉索锚固系统有制造工艺复杂、尺寸较大、可靠性差、成本昂贵等缺陷。本文从全新的角度提出一种基于FRP片材的复合材料拉索锚固系统———波形齿夹具锚锚固系统。波形齿夹具锚主要由上波形齿板、加劲波形板、下波形齿板、压紧及锁定装置等组成。依靠压紧及锁定装置将FRP片材夹持并锚固于上、下波形齿板及加劲波形板之间。从理论上分析了波形齿夹具锚的工作原理和力学模型,得出了波形齿夹具锚的锚固判别准则以及FRP片材锚固长度的影响因素,为波形齿夹具锚的优化设计奠定了基础。试验结果亦证明:波形齿夹具锚是以粘结力和摩擦力工作的,具有极高的可靠性和完美的力学性能。

波形齿夹具锚和U型箍锚固作用的力学机理

建立了波形齿夹具锚和U型箍对纵向FRP片材锚固作用的简化组合模型,并对其进行全过程受力分析,得到了各自的荷载-端部位移曲线。分析结果表明:U型箍的锚固作用相当于一种柔性约束,其锚固力依靠自身的抗剪能力,这是FRP材料的弱项,因而U型箍所能提供的锚固力十分有限,并且也很容易被纵向FRP片材剪断;相反,波形齿夹具锚相当于一种机械锚固,其锚固力来自螺栓的抗剪能力,这是钢材的强项,因此波形齿夹具锚的锚固作用远优于U型箍。

波形齿体系张拉并锚固CFRP片材的预应力损失

根据波形齿横向张拉并锚固碳纤维(以下简称CFRP)片材体系的加固施工工艺,对CFRP片材及被加固构件的材料特性造成的损失(松弛),温度变化引起的损失以及波形齿配套螺杆与被加固构件间的作用引起的损失进行了理论分析。并通过两类试验共8根构件(钢梁台座的4根构件及混凝土T梁加固试验的4根构件)中张拉后的CFRP片材的预应力(变)损失进行试验研究,提出了波形齿横向张拉并锚固CFRP片材体系中的CFRP片材设计时预应力总损失的建议值。

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.

波形齿插齿刀设计

本文提出用插齿刀加工新型滚道减速器中关键件——波形齿内齿圈,并着重从机械原理的齿廓啮合基本定律出发,论述波形齿内齿圈插齿刀的设计及制造方法。采用这种插齿刀加工波形齿内齿圈,能收到投资少,见效快的效果。所以它为加工波形齿内齿圈的最佳方案。

波形齿锚具锚固CFRP片材的力学性能试验研究及锚具体系设计

针对波形齿锚具受力机理中的粘结、摩擦及弯曲效应设计出多种锚具,用碳纤维布制作若干多层布CFRP片材的小试件并用这几种锚具进行拉伸试验,从而实现锚固长度计算公式中参数进行试验研究并对其进行量化。同时还进行了有粘结型与无粘结型波形齿锚具锚固CFRP片材的试验,结果表明:波形齿锚具是以第一排螺杆轴力增量为主来增大摩擦力实现可靠锚固CFRP片材。并提出设计螺杆时其轴力与剪力值可取CFRP片材极限抗拉强度的百分率。

波形齿夹具张拉CFRP带的力学性能试验研究及夹具体系设计

对波形齿夹具在张拉CFRP带时的受力状态的分析,理论上提出了CFRP带理论伸长值的修正以及波形齿夹具配套螺杆的轴力、剪力验算。针对这3个方面的问题,共设计了两大类试验来研究张拉CFRP带时的波形齿夹具:一类是钢梁台座上仅张拉CFRP带的试验;另一类是张拉CFRP带加固钢筋混凝土T形梁的试验。试验表明:以折减率来考虑波形齿夹具张拉CFRP带的理论伸长值的修正;在张拉时螺杆轴力与CFRP带的预拉力值呈定值比例,在工程实际中可以通过螺杆轴力值对CFRP带预拉力值的监控。并提出了单个螺杆的轴力值与剪力值的计算公式。

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。

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。

多点锚固体外无粘结CFRP预应力加固RC梁的抗弯性能

在梁侧或梁底用波形齿横向张拉CFRP片材并锚固的体外预应力加固混凝土结构技术,对3根完全相同的7m跨T形截面梁进行加固:其中2根梁侧面加固;1根梁底部加固。试验表明:多点锚固体外无粘结CFRP预应力可以依据构件的弯矩来调整各段的加固量从而更有效的利用CFRP材料的高强性能;梁底与梁侧加固对提高构件的抗弯刚度差别不大;波形齿能彻底解决预应力CFRP片材的锚固问题。以该3根加固梁的试验结果为基础,提出了梁体极限状态下塑性绞区长度的体外无粘结预应力碳纤维加固受弯构件的抗弯承载力公式,以及考虑二次效应的有效惯性矩法的挠曲变形的计算公式,通过与试验值的对比分析可知,所提出的方法可供设计参考使用。

预应力碳纤维带快速加固空心板的试验研究

体外锚固预应力碳纤维带加固是一种基于波形齿夹具锚(简称波形锚)的主动预应力加固技术,它采用非粘贴的、预制的、现场安装和张拉FRP片材的技术,施工速度很快。为了模拟实际桥梁的加固,特别寻找了1片废弃的10 m的预应力混凝土空心板梁进行快速加固试验。试验中对预应力张拉过程进行了测试,也对预应力损失进行了约7 d的观测,结果表明在张拉完成后3 h内预应力损失稍大,以后就非常微小,一条碳纤维带的有效预拉力达150 kN左右。最后也对空心板进行了加载试验,试验结果表明碳纤维带的强度发挥较充分,使得加固效果得到很大的提高。

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。

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。

集成电路移相触发器TCA785的工作原理及应用

TCA785是西门子公司研制生产的矩形波集成移相触发器 .它集同步检测、矩齿波形成、移相控制、脉冲形成、功率放大等几部分组成 ,且有完善的保护措施 .所需外围元件少适用范围广 ,是一种性能价格比很高的集成触发器 .

大跨钢板拱型屋盖结构设计中参数选取及实例

通过对拱型结构设计中的参数选取进行分析比较，提出了直齿大跨钢板拱结构屋盖设计时的经济、安全设计参数。

CFRP体外预应力加固钢筋混凝土T型梁试验

利用波形齿锚具实现横向张拉CFRP片材的体外预应力加固技术,对4根完全相同的7 m跨度的T型梁进行加固(梁侧加固3根梁,其中1根梁考虑二次受力影响;梁底加固1根梁);利用普通粘贴CFRP的加固技术对另一根梁进行加固(加固前与前4根梁完全相同);然后对加固后的5根梁进行试验研究。结果表明:梁侧或梁底CFRP片材体外预应力加固能同时显著提高混凝土梁的开裂荷载、屈服荷载、极限承载力以及截面刚度,能有效限制混凝土裂缝宽度的发展,也能充分发挥CFRP片材高强性能,同时加固时有无初始荷载即二次受力对加固后的梁在承载力及变形能力方面均无明显影响。