預(yù)應(yīng)力BFRP網(wǎng)格加固鋼筋混凝土橋面板基本性能研究.pdf

1、橋梁作為一種重要的土木工程結(jié)構(gòu)，隨著服役時間的增加，橋梁結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生材料的老化與結(jié)構(gòu)的損傷，造成橋面板承載力下降和耐久性降低，因此有必要對橋面板進行加固。傳統(tǒng)加固方法多選用鋼材作為主要的受力材料，加固后不僅會增加原結(jié)構(gòu)自重，而且會影響結(jié)構(gòu)外觀美感度;在服役時還將因為鋼材的銹蝕，降低加固的效率。新型結(jié)構(gòu)材料BFRP(Basalt Fiber Reinforced Polymer，簡稱BFRP)網(wǎng)格輕質(zhì)，高強，加固后可以大幅度提高原結(jié)構(gòu)承載力

2、，對結(jié)構(gòu)外觀和自重影響小，且材料本身耐腐蝕能力強，適用于海洋等多種惡劣環(huán)境下的加固。普通BFRP網(wǎng)格加固混凝土結(jié)構(gòu)材料利用率低，且承載力提升作用不明顯。預(yù)應(yīng)力BFRP網(wǎng)格配合聚合物砂漿加固鋼筋混凝土橋面板是一種新型的結(jié)構(gòu)加固方法，該加固方法，不僅可以發(fā)揮出BFRP網(wǎng)格的優(yōu)勢，克服片材，板材，布等材料在水下不易均勻粘貼的缺陷，而且該加固方法相較于直接用BFRP網(wǎng)格加固的方法，可以有效提高BFRP網(wǎng)格強度的利用率，符合當前國內(nèi)倡導的綠色節(jié)能

3、減排政策的大方向，在實際工程中的應(yīng)用前景非常光明。本文具體開展了以下幾個方面的工作:
　　1、研究了BFRP網(wǎng)格的基本力學性能和蠕變性能，通過對兩種厚度的BFRP網(wǎng)格進行單向靜力拉伸試驗，得到了BFRP網(wǎng)格的極限抗拉強度和彈性模量等重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。蠕變試驗按網(wǎng)格厚度分為兩組，持荷時間均設(shè)定為1000小時，持荷荷載均設(shè)置為對應(yīng)厚度網(wǎng)格極限應(yīng)力的50％，在持荷時間內(nèi)，兩組網(wǎng)格均無蠕變斷裂現(xiàn)象出現(xiàn)，兩組網(wǎng)格的蠕變率分別為3.94％和4.3

4、2％。
　　2、研究了鋼筋混凝土板的抗彎性能，包括3塊不同預(yù)應(yīng)力水平的BFRP網(wǎng)格加固板、2塊非預(yù)應(yīng)力BFRP網(wǎng)格加固板和1塊無加固措施的對比板。試驗采用新開發(fā)的張拉錨固系統(tǒng)對BFRP網(wǎng)格施加預(yù)應(yīng)力，研究相同厚度網(wǎng)格，不同預(yù)應(yīng)力水平值情況下，網(wǎng)格對板的加固效果;以及相同預(yù)應(yīng)力水平值，不同厚度情況下，網(wǎng)格對板的加固效果的影響規(guī)律。試驗結(jié)果表明:在預(yù)應(yīng)力水平相同時，網(wǎng)格厚度越大，承載力提升效果越好;在網(wǎng)格厚度相同時，預(yù)應(yīng)力水平越高，承

5、載力提升效果越好;非預(yù)應(yīng)力網(wǎng)格可以提高板的極限承載力和屈服荷載，但不能提高板的開裂荷載;預(yù)應(yīng)力網(wǎng)格可以提高板的開裂荷載，但相對于同等厚度的非預(yù)應(yīng)力網(wǎng)格，板的極限承載力沒有提升。
　　3、研究了混凝土板抗彎試驗的有限元模擬與理論分析，運用大型有限元分析軟件ABAQUS對預(yù)應(yīng)力BFRP網(wǎng)格加固鋼筋混凝土橋面板試驗進行了有限元模擬，通過對比混凝土板有限元計算結(jié)果與試驗結(jié)果中的荷載-位移曲線，可知本次加固試驗的試驗值和有限元模擬值的誤差在

6、可控范圍內(nèi)，證明了本次抗彎加固試驗的結(jié)果準確可靠，可以作為后續(xù)深入試驗的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)使用。參考現(xiàn)行混凝土規(guī)范，對預(yù)應(yīng)力BFRP網(wǎng)格加固鋼筋混凝土橋面板試驗進行理論分析，推導出了適用于本次加固試驗混凝土板正截面開裂荷載和正截面極限荷載的計算公式。對比理論計算值與試驗值，二者誤差在可控范圍內(nèi)，證明了推導出的計算公式較為符合實際情況，運用該公式推算出的理論值可以作為設(shè)計參考值。
　　預(yù)應(yīng)力BFRP網(wǎng)格加固鋼筋混凝土橋面板技術(shù)可以解決非預(yù)應(yīng)力