FRP-钢夹层复合管混凝土桥墩轴压承载力试验

为改善现有钢管混凝土不耐腐蚀以及FRP约束钢管混凝土施工复杂的缺点,提出一种新型组合构件:FRP-钢夹层复合管混凝土.为探究其受力性能,进行了FRP-钢夹层复合管混凝土柱式桥墩轴压试验研究,并与FRP约束钢管混凝土以及钢管混凝土进行对比,分析3种结构形式的受力性能和破坏模式.试验结果表明:钢管混凝土短柱因含钢率较低而发生剪切破坏,而FRP-钢夹层复合管混凝土短柱与FRP约束钢管混凝土短柱由于外部FRP的附加约束作用均产生腰鼓型破坏; FRP约束钢管混凝土短柱树脂基体被挤压破碎,而FRP-钢夹层复合管混凝土短柱由于夹层的存在未发生树脂基体的挤压破碎;与FRP约束钢管混凝土短柱相比,由于夹层灌浆料的作用,FRP-钢夹层复合管混凝土短柱承载力提高35.3%,极限变形提高22.5%.此外,在现有钢管混凝土和FRP约束混凝土承载力计算公式基础上得到了FRP-钢夹层复合管混凝土短柱的承载力计算公式,计算结果与试验值吻合良好.

BFRP模壳不排水加固混凝土墩柱轴压性能试验研究

为实现不排水快速加固桥梁水下混凝土墩柱目的,基于水下自应力不分散混凝土及“装配式”理念,提出一种BFRP(Basalt Fiber Reinforced Polymer)模壳不排水快速加固水下混凝土墩柱的加固方法.为研究采用该方法加固的混凝土墩柱的轴压性能,共设计、制作了8个试件进行轴心受压试验,研究了BFRP模壳加固、填充混凝土性能、填充层厚度、养护环境等因素对试件的轴压破坏模式、承载力、延性等的影响.试验结果表明:BFRP模壳加固可有效提高试件的承载能力与延性;采用水下自应力不分散混凝土作为填充层,掺入适量的膨胀剂,同时控制填充层的加固厚度,有利于获得更好的加固效果;淡水环境下,BFRP模壳加固试件的极限承载力要优于海水环境下的试件等.根据试验结论及现有的一些约束混凝土柱轴压承载力公式,建议了BFRP模壳约束加固混凝土墩柱的轴压承载力计算公式,理论计算结果与试验结果吻合良好.

基于混合试验的桥墩FRP抗震加固破坏机理研究

FRP抗震加固可以提高构件的延性,但同时也可能会改变构件的薄弱部位,乃至改变构件的破坏机理,甚至影响到整个结构。针对此问题,以钢筋混凝土连续梁桥为模型,假定其中一个桥墩因为施工间断等原因造成桥墩底部钢筋部分搭接,需要进行FRP抗震加固,通过抗震混合试验方法,研究此加固桥墩在地震荷载作用下的破坏情况。结果表明:FRP抗震加固对于构件的延性有着很大的提高,但同时也可能会改变构件的破坏机理。

预应力纤维条带加固震损混凝土圆墩抗震性能试验研究

通过12根钢筋混凝土圆墩柱(其中对比柱1根,震损柱3根)在低周反复荷载作用下的试验研究,分析预应力纤维条带加固钢筋混凝土圆墩柱的抗震性能。考虑的主要因素包括:预应力大小、预损程度、纤维种类、表面处理方式。根据试件的破坏形态和滞回曲线,分析各因素对承载力、位移延性、滞回性能、耗能能力等重要抗震性能指标的影响。试验结果表明:采用预应力碳纤维条带加固震损圆墩柱后,震损柱的承载力、延性性能、耗能能力均可在一定程度内得到恢复与提高。对柱体表面打磨、纤维布刷胶之后,再进行预应力0.2碳纤维条带加固的试件抗震性能得到最大程度改善。实际工程抗震加固时应优先选用预应力碳纤维条带,并尽量避免使用预应力玄武岩纤维条带。

FRP约束RC矩形空心截面桥墩分析模型及试验验证

针对纤维复合材料(Fiber Reinforced Polymer,FRP)约束钢筋混凝土(RC)矩形空心截面墩的抗震性能分析问题,该文提出了一种考虑有效强度系数和面积配箍率的FRP有效侧向约束力的简化计算方法。并通过与试验体桥墩的墩顶水平位移-承载力、墩底截面转动变形-弯矩曲线的对比分析,验证了该文提出简化计算模型的正确性。最后,基于该文提出的简化计算方法,对不同种类FRP约束RC矩形空心截面墩截面的抗弯承载力、曲率、塑性转动能力等抗震性能参数进行了研究,结果表明环包FRP布对空心墩的延性贡献较大,对提高其承载力影响较小。

FRP—钢复合管混凝土桥墩设计与应用研究

FRP—钢复合管混凝土结构充分利用了FRP和钢管两种材料各自的优势,使双重约束下的混凝土具有优良的力学性能。结合实际工程,提出了新型FRP—钢复合管混凝土桥墩结构,推导了FRP—钢复合管混凝土桥墩承载力简化计算公式,并对计算公式进行了验证,结果表明公式计算值与试验值吻合尚可,对FRP—钢复合管混凝土桥墩的具体方案及构造进行了设计,给出了其施工技术要点和关键工艺,为FRP—钢复合管混凝土桥墩的推广应用提供一定的指导意义。

玻璃纤维复材约束纤维复材筋混凝土墩柱的拟静力数值模拟及恢复力模型

为研究由玻璃纤维增强复合材料(GFRP)布、碳纤维增强复合材料(CFRP)箍筋、GFRP纵筋与混凝土组成的新型组合墩柱,纤维增强复材(FRP)约束FRP筋增强混凝土(FCFRC)墩柱的抗震性能,基于OpenSees有限元软件开发FCFRC墩柱单调及往复水平荷载作用下的数值模拟模型,在此基础上以轴压比、剪跨比、纵筋配筋率、CFRP箍筋和GFRP布约束水平、混凝土强度和截面尺寸为变量进行5 184个FCFRC墩柱的单调静力弹塑性分析(Pushover分析),获得上述影响变量对屈服承载力、峰值承载力、弹性刚度、弹塑性刚度以及极限位移角等建立三折线恢复力模型的关键参数的影响规律;结果表明:提高轴压比、纵筋配筋率、混凝土强度和截面尺寸均能提高屈服承载力和极限承载力,箍筋和FRP布约束水平的影响相对较小。基于参数分析结果,获得了恢复力模型骨架曲线关键参数的计算式;此外还提出了FCFRC水平力-位移加卸载滞回规则,结合骨架曲线和滞回规则提出了FCFRC水平力-位移恢复力模型,通过与试验结果比较验证了恢复力模型的适用性。