预应力碳纤维板曲线张拉工艺及应用研究

发布时间：2020-05-09 10:20

【摘要】：利用预应力碳纤维板加固等截面桥梁的技术已得到较多的运用,而在变截面梁桥加固运用上则比较少见。针对变截面桥梁加固,本文以曲线张拉的预应力碳纤维板为研究对象,尝试探究预应力碳纤维板在变截面桥梁加固中的预应力损失及张拉工艺。通过本文的研究,得到如下主要结论:1、首先通过实验探究曲线张拉状态下预应力碳纤维板和转向块之间接触产生的摩擦损失,利用波形锚具张拉系统控制碳纤维板张拉角度的情况下,通过改变不同的摩擦介质和不同的转向块个数,探究预应力碳纤维板与转向块之间不同摩擦介质间接触所产生的预应力损失,以此开展曲线碳纤维板张拉试验研究。在实验中,分析比较各种介质材料的物理性质,进行四组不同摩擦介质的对比试验并对其进行相关计算。2、在转向块位置,由于在碳纤维板与接触面的曲率变化引起碳纤维板与转向块接触间的法向正压力分布在实际上是不均匀的,因此笔者在弹性接触分析的基础上提出三种简化的分布假设,推导出在弯曲状态下碳纤维板与转向块接触之间的接触压力表达式和预应力摩阻损失公式,比较分析得出均匀分布所计算的摩擦损失较大,当张拉力值较小时,按均匀分布计算摩擦损失偏安全,因此均匀分布所计算的摩擦公式可以将其应用到实际工程中。3、以南京三汊河大桥变截面连续梁桥加固为例,详细介绍了曲线张拉施工工艺,并对实际工程施工中碳纤维板曲线张拉时的预应力损失进行了试验,并利用本文的研究成果进行对比分析,进一步验证了预应力摩阻公式的准确性。南京三汊河大桥加固的顺利实施,验证了预应力碳纤维板加固技术在变截面梁桥也是比较适用的且有效的加固方法。
【图文】：

公路桥梁,不完整,高速公路,不同时期

我国桥梁的发展在取得一系列成果的同时依然肩负着重大的目标与使命，只有不断取得新突破，我国的桥梁事业才能永久屹立在世界之林。图1.1 国内某高速公路据不完整统计，我国目前公路桥梁建造已达到五十余万座，由于不同时期建造的桥梁其原本承载力设计各不相同，我国交通运输事业的发展使得目前对桥梁的荷载等级要求日益提升，现行《公路工程技术标准》对桥梁荷载设计标准规定为公路—Ⅰ级、公路—Ⅱ级。尤其面对车辆数量与重量的显著增多与加大的现状，对此目前我国桥梁（不管是已建成还是新建）的荷载力与牢固程度都提出了更高的要求。依照《公路工程技术标准》笔者统计发现，以 2004 年为分界线，其之前修建的桥梁设计荷载等级相对于现行公路桥梁等级明显偏低，设计荷载汽车—20级的桥梁承载能力要低于公路—Ⅱ级的标准

碳纤维材料,锚具,发展过程

锚固块凸头锚凹形块 FRP片材千斤顶反力块图1.2 卓静团队研发张拉系统1.3 碳纤维复合材料研究现状近年来，，利用 FRP 对桥梁柱进行修复加固已经在中国、美国、日本和欧洲一些国家得到了较为普遍的应用。加固方法主要有三种：直接粘贴预制好的板壳、现场绕丝后粘贴 FRP 布。如在美国 Sacramento 西部高架桥中 3000 多根柱都采用GFRP 的预制护套加固，加固时安装了无损监测仪，以监测这种外粘了护套的组合柱体系工作性能，结果证明这种组合柱的工作性能良好。其中碳纤维复合材料和锚具发展过程如图 1.3 所示。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U445.72

【参考文献】