超载预裂梁加固后力学性能研究

论文摘要

目前,公路桥梁超载现象普遍,超载使钢筋混凝土桥梁开裂损伤,进而影响桥梁的承载力,使得大量桥梁迫切需要加固。人们对结构加固已做了大量研究,但对加固后复合截面工作机理仍认识不足,以至工程中存在达不到加固效果甚至失败的例子。本文选择了碳纤维加固和钢板加固两种工程中常用的加固方法进行室内试验,并结合理论分析,研究加固后截面内力分配问题,进一步认识复合截面工作机理,并为加固设计提供参考。试验共预制32根钢筋混凝土试验梁,针对桥梁超载现状分别以0.85、1.0、1.2倍承载力设计值作为预加荷载幅值对试验梁反复超载20次,再进行碳纤维加固和粘钢板加固。研究超载预裂梁加固后正常使用荷载水平内力在原梁和加固材料之间的分配情况,试验证明这两种加固方法复合截面仍按照平截面假定工作,可以用换算截面方法以弹性理论进行内力分析;注意到加固前超载预裂程度高则加固材料内力分配比例降低,不能有效减小原梁负担;配筋率、加固量、加固方法都会影响截面内力分配。加固前研究较高预加荷载幅值多次超载对梁抗弯性能影响,研究表明试验梁对有限次程度高的超载有一定抵抗能力;研究碳纤维加固后试验梁抗弯性能,研究表明超载预裂程度、加固量、配筋率及加固方式等都会影响梁的抗弯性能,超载不会降低加固后梁的承载力,超载预裂程度高的梁碳纤维加固后更易发生剥离破坏,建议工程中开裂损伤较重的结构加固更要加强锚固。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1-1 课题提出
• 1-2 研究背景
• 1-2-1 桥梁加固现状
• 1-2-2 桥梁加固方法
• 1-3 国内外研究现状
• 1-3-1 碳纤维加固研究
• 1-3-2 粘贴钢板加固研究
• 1-3-3 目前成果
• 1-3-4 有待研究问题
• 1-4 试验研究内容及意义
• 第二章 超载对桥梁影响研究
• 2-1 引言
• 2-2 超载现象及原因研究
• 2-2-1 桥梁超载现象
• 2-2-2 超载原因研究
• 2-3 超载对桥梁影响
• 2-3-1 超载造成损失
• 2-3-2 超载对桥梁损伤
• 2-3-3 超载研究
• 2-4 小结
• 第三章 加固梁室内试验设计
• 3-1 试验目的
• 3-2 试验梁设计
• 3-2-1 试验梁概况
• 3-2-2 试验梁材料性能
• 3-2-3 试验分组
• 3-3 试验梁加固设计
• 3-3-1 加固材料性能
• 3-3-2 粘贴加固方式
• 3-3-3 加固工艺
• 3-4 试验方法
• 3-4-1 试验设备及仪器
• 3-4-2 试验数据采点布置
• 3-4-3 加载方式
• 第四章 试验梁加固前后抗弯性能研究
• 4-1 引言
• 4-2 加固前试验梁超载研究
• 4-2-1 应变研究
• 4-2-2 挠度研究
• 4-2-3 裂缝情况
• 4-2-4 加固前超载研究结果
• 4-3 碳纤维加固后梁抗弯性能研究
• 4-3-1 加固后截面应变分布研究
• 4-3-2 加固后梁挠度及刚度研究
• 4-3-3 加固后梁抗弯承载力
• 4-3-4 梁裂缝状态及破坏情况研究
• 4-3-5 加固后研究结果
• 4-4 本章小结
• 第五章 梁加固后内力分配研究
• 5-1 加固后梁截面内力分配
• 5-1-1 超载幅值对内力分配影响
• 5-1-2 配筋率及加固量对内力分配影响
• 5-1-3 加固方法对内力分配影响
• 5-1-4 理论计算内力分配
• 5-1-5 内力分配研究结果
• 5-2 加固前后梁使用阶段研究
• 5-2-1 加固前后使用阶段荷载研究
• 5-2-2 加固前后梁挠度和刚度研究
• 5-3 小结
• 第六章 结论
• 6-1 结论
• 6-2 建议及展望
• 参考文献
• 致谢