浅谈微预应力碳纤维板在桥梁维修加固中的应用

随着我国经济社会的高速发展,公路交通流量持续增大,公路基础设施面临严重考验。特别是公路中的桥梁结构,很多桥梁建设早,早期规范规定的设计荷载无法满足现今交通荷载要求,加之桥梁经多年运营,裂缝、混凝土结构锈胀等病害发展迅速,亟需对桥梁结构进行维修加固。在众多维修加固措施中,微预应力碳纤维板以其自重小、工艺便捷、加固效果良好、实施效率高等优势获得广泛应用。本文就微预应力碳纤维板施工工艺相关试验进行分析总结,就微预应力碳纤维板在桥梁加固工程实践中工艺流程、控制要点等应用效果等方面进行探讨。

预应力碳纤维板在桥梁加固中的应用

以桥梁加固施工为例,根据病害调研结果确定桥梁的主要病害类型以及发生位置,提出预应力碳纤维板加固施工技术,研究此项技术在桥梁加固中的应用要点,包含预应力碳纤维板的材料性能、加固施工流程和具体方法,并进行力学计算,对比分析预应力碳纤维板加固前后的力学参数,评价预应力碳纤维板在桥梁加固中的应用效果。结果表明,采用预应力碳纤维板加固桥梁结构后,能够使桥梁局部受损部位恢复完整,提升桥梁的力学性能,保障桥梁的安全使用,预应力碳纤维板加固技术具有可行性,有推广价值。

预应力碳纤维板在桥梁结构加固中的应用与性能评估

桥梁作为交通网络的关键组成部分,其健康状态直接关系着公共安全和经济运输效率。随着时间推移,桥梁会因自然老化、环境侵蚀、交通负荷增加等多重因素逐渐退化,其结构安全和功能性会面临挑战。因此,桥梁加固成为了确保交通安全和延长桥梁使用寿命的重要措施。本文深入探讨了预应力碳纤维板加固技术在桥梁结构维护中的应用及其性能评估,旨在提升桥梁的承载力、耐久性和抗震性,对于促进桥梁结构安全性和可持续发展具有重要意义。

预应力碳纤维板加固重载铁路T梁的效果研究

随着部分货运铁路扩能改造为重载运输铁路,在役钢筋混凝土桥梁不仅承受重载列车的大轴重,同时,列车加载次数也显著增加,极大地影响了桥梁的正常使用功能,导致梁出现开裂、钢筋锈蚀等病害,因此,需要采用加固技术来合理提升梁的承载能力和适应性。以一孔运营了20年的跨径12 m在役钢筋混凝土T梁为研究对象,选择其中1片未加固T梁开展静力加载弯曲破坏试验,探讨在役钢筋混凝土T梁在不同荷载作用下的损伤演化规律;同时对另1片梁通过在梁底张拉5块预应力碳纤维板进行加固并开展弯曲破坏试验,对加固效果进行验证;通过理论计算及现场试验探究试验梁加固前后在不同等级荷载作用下的钢筋应力、裂缝和变形发展规律。研究结果表明:采用体外预应力碳纤维板加固后,在役钢筋混凝土T梁的梁体刚度得到有效提高;虽然采用预应力碳纤维板加固无法提高梁体的抗裂性能,但对于梁上已产生的裂缝发展起到了有效控制,提高了构件的使用性能;在最不利列车荷载作用下,梁体混凝土及钢筋应力分别下降24.15%、47.68%,裂缝宽度下降66.68%、跨中挠度下降16.31%,且计算结果与试验结果基本一致,加固效果显著,能够满足运营需求。

预应力碳纤维加固技术在钢筋混凝土连续梁桥中的应用

以某国道跨河桥梁加固工程为例,首先根据桥梁病害检测结果提出采用预应力碳纤维板加固方案,然后分别对预应力碳纤维板加固钢筋混凝土桥梁的施工工艺流程及其应用效果进行了系统分析。结果表明:经预应力碳纤维板加固后,原桥梁裂缝封闭且在承载过程中未产生新的裂缝,桥梁的整体刚度及耐久性有显著提升;与传统的被动加固方式相比,预应力碳纤维板加固可有效处治桥梁裂缝病害,抑制新裂缝的发展,延长桥梁使用寿命。

体外预应力碳纤维板加固技术研究

以义乌市某典型三跨预应力混凝土连续箱梁桥为研究背景,根据桥梁病害情况提出了体外预应力碳纤维板加固方案并针对加固要点进行分析,从施工监控的角度评判了体外预应力碳纤维板加固的效果。结果表明,体外预应力碳纤维板加固可以较好地改善桥梁结构的线形和受力状况,提升桥梁的安全冗余度,能满足加固设计的要求。

预应力碳纤维板在鱼腹式箱梁桥加固中的应用

以某鱼腹式连续箱梁桥为例,基于病害检测及荷载试验结果提出新增预应力碳纤维板系统的加固方法,探讨预应力碳纤维板加固量、加固长度及相邻桥跨加固对加固效果的影响,并依据影响规律综合选择加固数量及预应力碳纤维板长度,结果表明,连续梁桥所需的加固量将大于简支结构,该种加固方式可有效补充混凝土主梁截面的压应力储备,达到控制裂缝发展的目的。

空心板梁桥张拉预应力碳纤维板加固设计及效果分析

空心板结构长大桥梁常采用简支转连续结构,由于施工时负弯矩束张拉控制应力不准确、混凝土浇注质量差、环境作用等原因,易造成空心板墩顶附近底板产生受拉裂缝,带裂缝运行会影响桥梁使用安全性、缩短桥梁使用寿命,常规加固手段很难改变空心板墩顶连续段区域应力状态。以一座简支转连续结构空心板桥梁为例,分析了裂缝病害产生的原因,为改变空心板墩顶连续区域受拉开裂状态,采用张拉预应力碳纤维板加固方法,加固效果良好,实践证明该方法达到维修加固的目的。

预应力碳纤维板在桥梁加固中的应用研究

桥梁作为城市交通运输的关键基础设施,其在长期的应用过程中必然会承载巨大的交通荷载,然而由于长期使用或是自然灾害以及设计缺陷等原因,许多桥梁都会存在着结构老化以及承载能力不足等问题。为了确保桥梁的安全可靠运行,进行桥梁加固是十分必要的工作,桥梁加固可以提高桥梁的承载能力,延长其使用寿命,降低维修成本。传统的桥梁加固方法主要包括钢板加固或混凝土加固等,然而这些方法存在着诸多限制,对于桥梁加固的效果与成本也并不是特别理想,因此需要充分利用预应力碳纤维板对桥梁进行加固,让其加工工程的水平效益获得全面提升。

预应力碳纤维布加固混凝土梁锚固方式试验研究

预应力碳纤维布加固混凝土结构技术是一种加固效果明显、应用前景广阔的加固技术,在这项技术中对锚固方式的研究是一个至关重要的问题。通过对两组试件共7根混凝土梁布置不同的U形箍加载试验,详细分析了不同U形箍布置的锚固效果,提出了预应力碳纤维布加固技术中U形箍的布置原则,对此项技术的设计及施工有指导意义。

预应力碳纤维布加固钢筋再生混凝土梁受弯承载力研究

试验浇筑4组再生粗骨料掺量为0%、40%、70%、100%的钢筋再生混凝土梁,根据预应力碳纤维布拉断破坏和剥离破坏的界限加固量,每组对2根钢筋再生混凝土梁进行预裂破坏后,分别进行预应力碳纤维布一层和两层加固,然后对4组钢筋再生混凝土梁进行受弯承载力试验。试验表明:随着预应力碳纤维布加固量的增大,加固梁的受弯承载力增大,梁屈服时,纯弯段受拉区横向裂缝数量增多且宽度较小;随着再生粗骨料掺量的增大,加固梁受弯承载力降低,梁屈服时,裂缝数量减少、宽度增大。最后依据试验结果与平截面假定,结合再生粗骨料掺量对钢筋再生混凝土梁受弯承载力的影响,考虑钢筋再生混凝土梁的二次受力,建立了预应力碳纤维布加固钢筋再生混凝土梁的受弯承载力计算公式。计算结果表明:受弯承载力计算值与试验值吻合较好,可以为预应力碳纤维布加固钢筋再生混凝土梁设计提供参考。

后张预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁预应力损失试验及计算方法研究

该文进行4根预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁预应力损失试验研究。在试验研究的基础上,基于国内外相关的混凝土结构规范给出预应力损失计算方法。为验证计算方法的有效性,对该文和其他学者的试验结果进行比较分析。试验结果表明,放张过程中预应力碳纤维布与锚具间滑移及锚具变形造成的瞬时损失是主要部分,占初始预应力的12.6%～18.2%,而时间依存的损失仅为初始预应力的2.3%～3.9%。胶体的养护时间对瞬时损失具有一定的影响。计算结果表明,该文建立的计算方法与试验值吻合较好,可以较有效地预测预应力损失。

预应力碳纤维布加固混凝土梁弯曲疲劳性能试验研究

目前,对预应力碳纤维布加固梁的疲劳性能研究甚少。通过对7根预应力碳纤维布加固混凝土T形梁弯曲疲劳性能的试验研究,考察了预应力碳纤维布加固量、钢筋配筋率、等幅变幅疲劳以及加固前疲劳损伤对加固梁疲劳性能的影响。试验结果表明,与非预应力碳纤维布加固梁相比,预应力碳纤维布加固后混凝土梁中受拉钢筋应力幅显著降低,混凝土梁疲劳寿命明显延长。

钢板与预应力碳纤维布组合加固RC梁抗弯承载力分析

为了解决钢筋混凝土梁抗弯承载力降低的问题,提出了一种将钢板锚固于钢筋混凝土梁底部,碳纤维布施加预应力后粘贴于钢板上,实现对梁进行的组合加固的新方法;推导出了组合加固梁在适筋破坏范围内的正截面承载力计算公式。并将计算结果与相关文献的试验数据进行了对比,发现:1)理论计算值与相关文献试验值较为接近,试验中梁的破坏模式与和理论预测的破坏模式基本吻合;2)相对于单一粘贴碳纤维布加固梁,组合加固梁的极限弯矩提高了37.4%~57.1%,屈服弯矩提高了60.4%~95.7%;3)相对于单一粘贴钢板加固梁,组合加固梁的极限弯矩提高了25.4%~39.7%。因此,钢板与预应力碳纤维布组合加固技术可有效提高梁的抗弯性能。

预应力碳纤维布加固混凝土梁预应力损失试验研究

预应力碳纤维布加固混凝土结构技术是一种加固效果明显、应用前景广阔的加固技术,在这项技术中预应力损失是一个至关重要的问题。根据试验中所使用的张拉设备以及施工工艺,对张拉过程中装置变形造成的损失、粘贴碳纤维布过程中的损失、放张碳纤维布时的损失、材料特性造成的长期损失的产生机理进行了分析。试验中重点对2组试件共7根混凝土梁碳纤维布放张后的预应力损失做了深入研究,并提出了放张后预应力损失计算公式。还提出了有效预应力的计算公式及减少预应力损失的一些措施。

预应力碳纤维板加固T梁的试验与理论研究

针对已有研究成果中试件尺寸偏小的不足,对3根预应力碳纤维板加固的大尺寸T形受弯构件实施静力破坏试验,并比较预应力加固与传统加固两种加固方式的技术效果,考察预应力技术对碳纤维加固效率的影响,分析采用预应力碳纤维加固对构件截面性能的影响,在此基础上推导及提出预应力碳纤维加固受弯构件的界限补强率以及极限承载力的计算公式。试验结果表明:预应力碳纤维加固可显著地提高受弯构件的承载能力,有效增大碳纤维材料的强度利用效率,改善构件的正截面应力分布,从而使构件具有较传统加固技术更优越的受力性能。

预应力碳纤维布放张时受力性能分析

预应力碳纤维布加固混凝土结构技术是一种加固效果明显、应用前景广阔的加固技术,在施工工艺中放张预应力碳纤维布时各部分的受力是非常复杂的。借鉴预应力混凝土结构理论,提出了碳纤维布放张后预应力传递面积的概念,并通过对7根混凝土梁预应力碳纤维布的放张测量,详细研究了放张后碳纤维布的应变分布、预应力碳纤维布的传递面积、放张后混凝土梁的反拱及混凝土截面应变的变化,还给出了计算碳纤维布预应力传递面积及放张后反拱的计算公式,为建立预应力碳纤维布加固混凝土梁设计理论体系提供了基础。

预应力碳纤维布加固损伤钢筋混凝土梁抗弯性能研究

为了研究预应力碳纤维布加固损伤钢筋混凝土梁的抗弯性能,通过对1根普通梁、1根直接粘贴碳纤维布加固梁、1根直接粘贴预应力碳纤维布加固梁、2根加载至裂荷载后分别进行碳纤维布加固和预应力加固梁的抗弯性能试验研究,分析碳纤维布、预应力碳纤维布加固对钢筋混凝土梁抗弯性能的影响。试验结果证明,在梁加载至裂荷载后再进行碳纤维布加固对梁的承载力、抗弯刚度、碳纤维布应变/利用率、抑制裂缝增长提高更为明显。

采用预应力碳纤维技术提高钢结构承载力的分析

针对传统碳纤维加固钢结构的方法效果不明显的问题 ,将预应力技术应用于碳纤维加固钢结构 ,给出了应用该技术加固钢结构极限承载力的计算公式 ,并通过有限元方法进行了验证 ,结果表明该技术可以进一步提高钢结构的承载力。

预应力碳纤维板加固混凝土梁施工技术

预应力碳纤维板对混凝土梁进行抗弯加固已被证明是有效的加固方法,以现场施工为依据,详细介绍了预应力碳纤维板加固施工过程,对选择原材料及锚具、安装底座及钻孔、处理梁底混凝土表面、安装张拉装置、控制张拉过程及进行表面防护等工艺进行了分析,对指导施工有很大借鉴意义。