碳素纤维布加固铁路砼梁计算公式与启示

所属栏目:交通运输论文 发布日期:2011-07-03 16:47 热度:


  ②碳素纤维布的参数:单位面积碳纤维布质量200g/m2,计算厚度0.111mm,抗拉强度标准值3550MPa,弹性模量Ec=2.35×105Mpa。T形梁的构件尺寸、钢筋的布置方式和碳素纤维布粘贴方法可参照文献3有关图示。
  ③梁编号及意义如下:T0为不粘贴碳纤维布,T1为粘贴一层碳纤维布;T2为粘贴二层碳纤维布。
  ④加载方法:每根梁通过一荷载分配梁对构件施加2个对称的集中力来进行加载试验,加载最大荷载是使受拉钢筋应力达到其容许应力的荷载。
  ⑤试验结果和理论计算值如下表:
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  6、结论与启示
  ①从表中可以看出:理论加载值大约为试验加载值的73.6%~88.5%,二者吻合性相对较好,说明计算公式有一定可靠度。误差主要是由于没有考虑受压区翼缘钢筋和受拉区混凝土等作用。
  ②按照试验结果,T梁包一层碳纤维布后承载力提高了15%,包二层碳纤维布后承载力提高了24.7%,但按照计算公式,理论计算抵抗弯矩值或加载值提高比例分别为1.8%和3.6%左右,明显偏于保守。主要原因是:没有考虑包裹在梁腹板处碳纤维布参与工作,明显削弱了碳纤维布实际加固效果;理论计算中,碳纤维布的计算厚度是取理论计算值,计算中忽略了涂刷粘结树脂层的厚度,实际施工中这部分厚度往往超过碳纤维布的理论计算厚度数倍,在工程中发挥了很大作用;
  ③从公式可以看出,加固后梁抗弯承载力随碳纤维布加固横截面Ac的增大而提高。但在实际工程经验中,如果其加固量过大(厚)容易发生早期剥离破坏,甚至发生超筋破坏,因此并非加固量越多越好,应该根据计算和实际工程经验确定其加固量。
  ④加固后梁抗弯承载力与n=Ec/Eg值有关,即在其它条件相同前提下,碳素纤维布弹性模量Ec越大,原钢筋弹性模量Eg越小,n值越大,加固后抗弯承载力提高越多,因此高弹性模量的碳素纤维布比高强度的同规格的布更加符合加固要求,这就给我们无论是在选择或者产商生产碳纤维布提供了一个产品改进方向。
  ⑤如上述,公式计算的理论值小于试验值,这有待在今后工程实践中通过试验和大量的工程检测数据对上述造成的原因进行分析并不断修正和完善,笔者认为它的重要意义在于给工程人员一个理论指导值。
  
  
  参考文献
  [1]张兴虎,李源,张保印.碳素纤维布加固铁路桥梁疲劳试验研究西安建筑科技大学学报(自然科学版)[J].2007年8月第39卷第4期
  [2]周爱军.粘贴碳纤维布加固桥梁的抗弯承载力计算方法与应用[J].铁道建筑October,2006
  [3]中国工程建设标准化协会标准.碳纤维布片材加固修复混凝土结构技术规程[S].北京:中国计划出版社.2003.
  [4]黄棠,王效通.结构设计原理(上)[S]•北京:中国铁道出版社,1987.
  [5]谷拴成,王展生.碳纤维布加固既有铁路桥梁结构技术应用[J].铁道建筑2009年第8期

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