碳纤维复合材料在桥梁加固中的应用

碳纤维复合材料在桥梁加固中的应用

一、碳纤维复合材料在桥梁加固中的应用(论文文献综述)

谢群[1](2021)在《桥梁加固中碳纤维材料的应用》文中进行了进一步梳理为了满足交通运输行业的发展,桥梁工程所要求的承载能力也越来越高,许多桥梁无法达到现代交通的载荷需求,在长时间处于高载荷甚至超载荷的情况下,会出现破损、老化、裂缝等问题,因此必须做好对桥梁的加固处理。碳纤维材料力学性能高,施工过程简单易行,在桥梁加固工程中承担着较为重要的角色。该文简单介绍了碳纤维材料的特点和碳纤维材料对桥梁进行加固修补技术,以及在桥梁加固工程中的应用。

Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;[2](2021)在《中国桥梁工程学术研究综述·2021》文中研究表明为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了近年来国内外桥梁工程领域(包括结构设计、建造技术、运维保障、防灾减灾等)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先总结了桥梁工程学科在新材料与结构体系、工业化与智能建造、抗灾变能力、智能化与信息化等方面取得的最新进展;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了系统梳理:桥梁结构设计方面重点探讨了钢桥及组合结构桥梁、高性能材料与结构、深水桥梁基础的研究现状;桥梁建造新技术方面综述了钢结构桥梁施工新技术、预制装配技术以及桥梁快速建造技术;桥梁运维方面总结了桥梁检测、监测与评估加固的最新研究;桥梁防灾减灾方面突出了抗震减震、抗风、抗火、抗撞和抗水的研究新进展;同时对桥梁工程领域各方向面临的关键问题、主要挑战及未来发展趋势进行了展望,以期对桥梁工程学科的学术研究和工程实践提供新的视角和基础资料。(北京工业大学韩强老师提供初稿)

田帅[3](2020)在《在役RC肋梁桥桥面板疲劳性能与维护规划方法研究》文中进行了进一步梳理钢筋混凝土肋梁桥是一种经典的桥型,在我国应用较为广泛。随着我国公路交通量的快速增长,车辆荷载的快速增加,公路桥梁车辆活荷载应力水平已经明显增大,在车辆荷载长期的反复作用下,钢筋混凝土肋梁桥的疲劳问题不容回避。而钢筋混凝土肋梁桥在其服役时间内容易遭受疲劳荷载作用的是混凝土桥面板,而且大量的在役钢筋混凝土肋梁桥旧桥,在建桥时对未来交通量预测的不准确,从而导致混凝土桥面板疲劳损坏日益严重,甚至出现疲劳塌陷问题。为了确保旧桥的运营安全,为桥梁的评估、维护、加固、设计等提供参考,对钢筋混凝土肋梁桥桥面板疲劳性能评估与疲劳加固方法的研究已经具有较强的现实意义。本文从2017年开始,对在役钢筋混凝土肋梁桥桥面板的疲劳性能与疲劳加固方法进行了较为系统的试验研究和理论分析,共进行了 3片基准试验梁、4片疲劳试验梁、3片基准加固试验梁、3片疲劳加固试验梁及6个锚固试件等的试验研究,研究内容包括在役钢筋混凝土肋梁桥桥面板的疲劳破坏形态与评价体系、疲劳性能分析、疲劳加固性能分析、附加锚固分析、疲劳维护与规划分析等。主要工作内容和结论如下:(1)基于15座桥梁,调研了近10年来我国在役钢筋混凝土肋梁桥桥面板疲劳破坏的现状,选取两座典型的钢筋混凝土肋梁桥进行桥面板实态检测,对比了国内外现有的钢筋混凝土桥面板疲劳损伤的判定基准。基于调研结果,在役钢筋混凝土肋梁桥桥面板,疲劳破洞面积86.7%在3m2以下,以冲剪破坏为主,疲劳破坏年限主要体现在30年以内,比正常疲劳寿命要短10年以上,建桥后10~20年发生疲劳破坏的桥梁占46.7%,桥面板疲劳破坏年限严重地低于设计使用年限。车辆荷载的反复作用是影响桥面板疲劳破坏的关键因素之一,重铺桥面铺装不能延缓桥面板的疲劳破坏。我国钢筋混凝土肋梁桥桥面板缺少疲劳评价体系。(2)选取16m跨径的钢筋混凝土简支T形肋梁桥,按照1:4相似比例,缩尺设计跨径为4m的试验梁,基于长宽比6.5、1.88的2片基准试验梁,通过静载试验测出桥面板的极限承载力,基于长宽比6.5、3.76、1.88的3片疲劳试验梁,疲劳荷载水平取0.515,进行定点等幅疲劳加载试验。基于试验结果,在疲劳荷载作用下,桥面板表面产生放射状裂缝,发生冲剪破坏,长宽比为6.5、3.76、1.88的试验梁桥面板疲劳寿命的比值为1:1.228:1.396,在相同的疲劳荷载情况下,双向板的疲劳性能好于单向板。(3)基于疲劳试验,使用ABAQUS建立试验梁有限元疲劳损伤分析模型,分别分析长宽比、疲劳荷载水平、板厚对桥面板疲劳性能的影响,探讨钢筋混凝土肋梁桥桥面板的S-N曲线。基于模拟分析,桥面板长宽比由6.5降低到3.76、1.6,其疲劳寿命分别延长15%、33%,双向板疲劳寿命长出单向板20%左右,疲劳荷载水平由0.383降低到0.271,其疲劳寿命延长54%,当桥面板增厚12.5%时,桥面板的疲劳寿命延长15%左右。在相同的疲劳荷载水平、疲劳损伤次数下,长宽比较小的桥面板剩余承载力,高于长宽比较大的桥面板,板厚对桥面板疲劳性能的影响大于长宽比,小于疲劳荷载水平。(4)选取条形钢板、碳纤维布和碳纤维网格,作为桥面板疲劳加固材料,选择长宽比2.8的试验梁作为桥面板加固对象,依次开展静载破坏试验、疲劳荷载水平为0.515的定点等幅疲劳加载试验,探讨疲劳加固下桥面板S-N曲线。基于试验结果,当荷载循环次数达到疲劳寿命的90%以上时,加固桥面板在加载点处出现疲劳主裂缝,未加固、碳纤维布加固、碳纤维网格加固、条形钢板加固的试验梁桥面板,其疲劳寿命之比为1:1.754:1.789:1.533,桥面板加固后,其疲劳寿命延长53.3%~78.9%,桥面板加固后劣化速度明显放慢,在疲劳进展期,加固材料将桥面板的劣化值降低50%左右,在相同的疲劳荷载情况下,碳纤维布和碳纤维网格对桥面板的疲劳加固效果好于条形钢板加固。(5)通过6片试验板的加载试验,分析碳纤维布加固单向板的适宜锚固方法,针对桥面板上面补强的特点,开展碳纤维布与桥面铺装结构层间粘结性能研究。基于试验结果,非封闭碳纤维压条集中粘贴锚固、封闭缠绕碳纤维压条集中粘贴锚固的锚固效果,强于非封闭碳纤维压条有间隔粘贴锚固、钢板压条螺栓锚固,桥面板的剥离破坏发生在压条有间隔的锚固情况,碳纤维压条抵抗碳纤维布剥离破坏的能力强于钢板压条,对钢筋混凝土肋梁桥单向板加固时,适宜采用非封闭碳纤维压条集中粘贴锚固的形式,加铺碳纤维的桥面板与桥面铺装结构层间的抗剪强度、黏结强度满足要求。(6)以折衷规划、失效树规划为基础,借鉴机械设备维修规划理念,建立在役钢筋混凝土肋梁桥桥面板疲劳的维护与规划模型,采用Weibull分布理论,分析桥面板疲劳寿命与不同破坏概率之间的关系,疲劳荷载水平取0.515,疲劳维修时间节点取0.4倍的疲劳寿命时,模型失效概率不到0.01,维修时间节点取为0.2倍的疲劳寿命时,模型失效概率为0.00011~0.000013。

高红帅[4](2020)在《预应力钢丝绳-聚氨酯水泥加固钢筋混凝土梁抗剪性能研究》文中研究指明预应力钢丝绳加固技术的黏结材料一般采用复合砂浆进行防护,但容易出现复合砂浆开裂钢丝绳锈蚀等问题,将高强度和高韧性的聚氨酯水泥复合材料替代复合砂浆作为黏结材料可以解决开裂的问题。预应力钢丝绳-聚氨酯水泥加固技术将预应力钢丝绳的主动加固和聚氨酯水泥增大截面的被动加固进行有效结合,发挥了两种加固方式的优势。本文依托吉林省重点科技项目--“聚氨酯水泥-预应力钢丝绳加固桥梁技术研究”(项目编号:20150107),首先对聚氨酯水泥复合材料的力学性能进行研究,然后对预应力钢丝绳-聚氨酯水泥抗剪加固钢筋混凝土梁进行了试验研究、有限元分析和理论研究,最后采用此加固技术对实桥进行了抗剪加固。本文主要的研究内容如下:(1)聚氨酯水泥复合材料主要由聚氨酯和水泥组成,两者的反应速度和凝结时间通过催化剂调整,高强度、高韧性的聚氨酯水泥是致密均质的,制备过程要防止气泡产生,水是气泡出现的重要原因,水泥的炒干脱水是制备过程的关键步骤。基于抗压和抗折试验得到了聚氨酯水泥的最优配合比,聚灰比对强度影响较小,但对弹性模量影响较大,聚灰比大的材料主要表现为韧性,反之为脆性。(2)环境温度对聚氨酯水泥复合材料的弯曲和疲劳性能影响较大。在弯曲性能方面,温度升高,聚氨酯水泥弯拉强度和破坏荷载先减小后增大再减小,破坏应变和破坏位移均增大,劲度模量减小。聚氨酯水泥低温时表现为脆性破坏,温度升高后转变为弹塑性破坏,高温时表现为柔性破坏。在疲劳性能方面,弯拉劲度模量和残余劲度模量低温时表现为先缓慢减小后快速减小的特点,高温时一直表现为缓慢减小,随着温度的升高,初始弯拉劲度模量和每次加载耗散能均逐渐减小,但滞后角和疲劳寿命逐渐增大。基于经典疲劳理论,提出了温度和外力耦合作用下聚氨酯水泥疲劳寿命预测模型,所提出预测模型与试验数据吻合较好,能够预测材料的疲劳寿命和疲劳极限。(3)采用预应力钢丝绳、聚氨酯水泥和预应力钢丝绳-聚氨酯水泥三种方式对钢筋混凝土试验梁进行抗剪加固,研究不同加固方式和钢丝绳配绳率对抗剪性能的影响,分析了试验梁的破坏过程、荷载-位移曲线、特征荷载和位移、荷载-应变曲线,结果表明预应力钢丝绳-聚氨酯水泥复合加固效果最好,能够大幅度提高试验梁的抗剪承载力和延性,复合加固中钢丝绳对混凝土提供预压力提高其核心强度,限制裂缝开展,发挥箍筋作用直接参与抗剪,聚氨酯水泥加固层增加了剪跨区的受剪面积和剪切刚度,其高强度的特点发挥出类似混凝土抗剪的作用,其高韧性的特点发挥出类似钢筋抗剪的作用,钢丝绳和聚氨酯水泥两者结合显着提高了加固梁的抗剪性能。(4)采用ABAQUS建立预应力钢丝绳-聚氨酯水泥抗剪加固钢筋混凝土梁的有限元模型,通过对比分析有限元计算结果和试验结果发现两者吻合较好,说明ABAQUS有限元模型可以对抗剪加固梁进行有效合理的计算。基于有限元模型对影响加固梁抗剪性能的外部参数、原梁参数和加固参数进行了拓展分析,可以发现温度与极限承载力近似表现为线性降低的趋势,但降低幅度很小;剪跨比对极限承载力影响较大,但其大于3后,加固梁抗剪承载力不再提高;混凝土强度、配箍率、配筋率与加固梁的极限承载力近似表现为线性增长关系;原梁损伤程度增加,加固梁极限承载力减小,损伤程度大于70%,加固效果不变;钢丝绳配绳率与极限承载力近似表现为线性关系;预应力水平小于0.35,加固梁承载力提高幅度较大,但大于0.35后承载力提高幅度很小;聚氨酯水泥U形粘贴加固效果最好;聚氨酯水泥粘贴厚度较小时,与极限承载力近似表现为线性增长的趋势,但粘贴厚度大于一定数值后,承载力不再增长。(5)基于B区和D区的概念将预应力钢丝绳-聚氨酯水泥抗剪加固梁剪跨区分为D-D梁、D-B-D短梁、D-B-D长梁三种类型,建立其拉压杆模型,总结了各杆件的刚度计算公式,分析了不同剪跨比加固梁的抗剪作用机理,D-D梁剪力传递分为直接传递和间接传递,并按比例分配,D-B-D梁剪力全部为间接传递,D-B-D短梁B区长度小,力流只发生一次间接传递,D-B-D长梁B区长度大,力流会发生多次间接传递,将拉压杆模型的计算结果与试验值、模拟值对比,发现其吻合程度很好,验证了拉压杆模型计算加固梁抗剪极限承载力的有效性。考虑剪切变形对挠度的影响,研究了 D区和B区斜压杆角度的计算方法,提出了考虑剪切变形的挠度计算公式,可以较好的预测正常使用阶段加固梁的变形。(6)采用预应力钢丝绳-聚氨酯水泥和粘贴钢板对两座钢筋混凝土 T梁桥进行抗剪加固,并进行加固前后的荷载试验,加固后腹板剪切刚度增强,T梁的挠度和主应变均有不同程度降低,但预应力钢丝绳-聚氨酯水泥加固降低程度多,加固效果好。在不同温度下对预应力钢丝绳-聚氨酯水泥抗剪加固的T梁桥进行了两次荷载试验,发现温度对加固后挠度和主应变的影响均小于5%,影响程度较小。

张文浩[5](2020)在《预应力CFRP加固空心板桥试验研究及有限元分析》文中认为预应力碳纤维板桥梁加固技术是近几年开展的一项新型加固技术,碳纤维板凭借其材料性能的优越性及方便快捷的实用性,在现阶段桥梁加固中广为应用。预应力碳纤维板桥梁加固技术是一种主动加固方法,这种方法结合了粘结性碳纤维加固技术的质量轻、强度高的特性,对于提高旧桥的承载表现、改善裂缝发展、桥体下挠等病害有明显作用,因此这种方法在旧桥加固补强中具有良好的发展趋势。本文主要以河北省某13m空心板桥梁为研究对象,针对此13m空心板桥病害较多的现状,对其进行了加固试验,采用了静载试验以及数值理论研究相结合的方法,通过国内外文献对比分析,选用预应力碳纤维板加固方法,但由于张拉装置与锚固装置的严格条件,在实际桥梁中应用的还比较少,针对以往研究的不足,此文主要研究内容如下:(1)预应力碳纤维板加固技术的设计方法目前还有待完善,本文对预应力碳纤维板桥梁加固技术中的关键要点进行了研究,并通过调研国内外文献以及根据相关规范可得出预应力度的取值范围,以及张拉控制应力和预应力损失的计算方法,并且对锚固体系的选取进行了解析。(2)现有研究中,由于现实情况的限制,大多数试验多为在实验室中利用理想状态下的缩尺梁模型进行的相关研究,这与实际工程中的桥梁多为使用过并且存在一定病害的情况不符。故本文选取了河北省某座服役了17年的受损严重的旧钢筋混凝土空心板桥梁进行加固试验研究。对此受损桥梁进行了不同工况的动静载加载试验,通过对比试验桥加固前后的实验数据验证此技术的适用性。(3)以上述动静载试验工况为依据,利用有限元数值模拟的方法对试验桥进行理论研究,将其计算结果进行对比,验证此加固方法的可行性。两种方法共同作用验证了预应力碳纤维板加固技术的可靠性。结果表明预应力碳纤维板加固技术能够有效的抑制空心板梁桥的挠度与应力的增长。最终为这项技术的推广应用到实际工程中起到了理论支持。

万世成[6](2019)在《预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁桥试验与计算方法研究》文中研究表明目前,中等跨径公路桥梁和城市桥梁的上部结构采用钢-混凝土组合梁已越来越多。随着桥梁使用年限增长、交通量增大和车辆设计荷载提高,组合结构的加固补强问题势必愈发突出。CFRP(Carbon Fiber-Reinforced Polymer)板作为一种综合性能优异的结构加固材料,为钢-混凝土组合梁的加固提供了一种新的思路。本文结合交通运输部《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22)修订编制项目和江苏省普通高校学术学位研究生科研创新计划项目(KYLX160261),针对钢-混凝土组合梁桥承载能力不足和负弯矩区混凝土桥面板抗裂性不足的问题,进行了预应力CFRP板加固的试验与计算方法研究,所做的主要工作和结论如下:1.设计了具有工程应用价值的新型装配式预应力CFRP板锚固系统,对锚固系统各个部件的关键受力问题进行了分析,包括锚具和夹具在张拉阶段的受力、摩擦型高强螺栓的受剪承载力、限位压块螺杆的抗拉强度和抗掀拔力计算。基于ABAQUS对预应力CFRP板锚固系统进行了有限元建模与非线性分析,结合数值分析结果对张拉锚固装置进行选材和试制,并提出了装配式预应力CFRP板锚固系统的配套施工工艺。2.针对工字形简支组合梁,完成了4根加固梁和1根对比梁的静载破坏试验,张拉、锚固位置在组合梁正弯矩区即钢梁下翼缘板。试验结果表明:提高CFRP板的预应力水平,其应变损失率有降低的趋势;预应力CFRP板加固能有效提高钢-混凝土组合梁的抗弯承载力;极限状态下预应力CFRP板具有横向断裂、散丝断裂、跨中剥离等三种破坏形态;加固后的跨中截面应变符合平截面假定;预应力CFRP板不宜用于以控制结构变形为主的使用功能加固;不宜对后张纤维复合板材施加过高的预应力,以保证加固结构的延性。3.针对箱形连续组合梁,完成了2根加固梁和1根对比梁的静载破坏试验,张拉、锚固位置在组合梁负弯矩区即中支点混凝土板上缘。试验结果表明:预应力CFRP板加固能有效提高连续组合梁中支点截面和跨中截面的抗弯承载力;预应力CFRP板加固能大幅提高负弯矩区混凝土板的抗裂性;经加固的连续组合梁,弯矩调幅系数有所减小;试件破坏形式为典型的受弯破坏,极限状态下的负弯矩区预应力CFRP板未拉断;经预应力CFRP板加固的连续组合梁,抗弯刚度得到提高且梁的极限变形增大。4.对ABAQUS中金属弹塑性本构模型和混凝土损伤塑性本构模型进行了研究,建立了预应力CFRP板加固简支组合梁正弯矩区、预应力CFRP板加固连续组合梁负弯矩区的有限元模型。通过对比分析试验数据与数值模拟结果,检验了仿真模型的可靠性,进一步验证了预应力CFRP板对组合结构桥梁的加固效果。对连续组合梁抗弯承载力、挠度发展和极限变形进行了参数分析,提出了CFRP板最佳预应力水平的建议值。5.基于塑性理论、弹塑性理论和弹性理论提出了预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁正弯矩区的抗弯承载力计算方法;基于塑性理论提出了预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁负弯矩区的抗弯承载力计算方法。推导了简支组合梁的弹性挠度、极限挠度解析公式,研究了考虑结合面滑移效应的组合梁挠度的折减刚度法,推导了连续组合梁弹性挠度计算公式和考虑截面刚度变化的挠度计算公式。推导了加固后的中支点截面抗裂性验算公式,并结合钢-混凝土组合连续梁的受力特点,提出了负弯矩区混凝土板的裂缝宽度计算公式。6.提出了预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁各项预应力损失的计算方法,包括锚具变形损失、季节温差损失、分批张拉损失和长期松弛损失。推导了组合梁正常使用阶段CFRP板中拉应力的计算公式。提出了预应力CFRP板强度设计值、重心调整系数与面积折减系数、张拉控制应力的取值方法。通过某RC简支T形梁桥和某三跨钢-混凝土组合连续梁桥的预应力CFRP板加固工程实例,检验了上述计算方法的可靠性。

郭松松[7](2019)在《用纤维复合材料构造桁架加固混凝土梁的研究》文中研究说明为提高混凝土梁桥的抗剪承载力,在充分调研现有桥梁抗剪加固方法的基础上,对各类桥梁抗剪加固方法的特点及适用范围进行比较分析,结合当前表面粘贴纤维复合材料(FRP)加固技术在桥梁加固中的应用现状,针对如何提高纤维复合材料的利用效率和加固效果开展研究工作。本文首先针对混凝土梁桥剪力传递机理、常见剪切病害特征以及成因开展研究;其次依据混凝土梁的实际受力特点,对纤维复合材料加固结构形式进行设计,即改变以往的单纯采用U型或矩形粘贴碳纤维布(CFRP)加固的结构方式,而是将斜向粘贴和U型粘贴相结合,构成闭合“桁架”形式,形成纤维复合材料桁架结构模式;再次通过数值模拟、文献调研、统计分析的方式确定纤维复合材料桁架加固混凝土梁的抗剪承载力计算理论及方法,并应用数值分析结果对理论计算公式的准确性进行验证;最后采用室内试验对其纤维复合材料桁架作用效果进行验证。通过对混凝土梁桥剪切病害特征及成因和纤维复合材料桁架加固混凝土梁抗剪承载力提升效果的研究,可知:(1)纤维复合材料桁架借鉴古典桁架模型构造形式,基于纤维复合材料的抗拉强度高、耐腐蚀等特点,在混凝土梁表面粘贴类似混凝土梁内部箍筋和弯起钢筋的桁架构造,以提升混凝土梁对外加荷载的抗力效应。(2)利用理论分析、数值分析与模拟等相结合的方法针对纤维复合材料桁架加固混凝土梁的抗剪承载力计算理论进行研究,提出了纤维复合材料桁架计算理论,经数值模拟结果验证其准确性较好。(3)纤维复合材料桁架加固后混凝土梁弯剪斜裂缝发展明显得到控制,混凝土梁的刚度及延性均有所提升,且与以往加固方式相比,纤维复合材料利用效率明显提升。(4)纤维复合材料桁架结构为纤维复合材料在桥梁加固中的应用方式进行了探讨,为未来纤维复合材料在混凝土梁桥加固设计中的应用提供了参考与借鉴。

杜腾飞[8](2019)在《碳纤维材料加固震后桥墩的全桥抗震性能研究》文中指出我国是一个地震频发的国家,分析已建桥梁在历次地震中的破坏形式,可以发现:现代钢筋混凝土桥梁结构中,因钢筋混凝土桥墩破坏导致桥梁严重破坏甚至倒塌,已成为桥梁震害的主要特点。桥梁结构作为生命工程的重要组成部分,研究震后桥梁修复加固对于快速恢复交通网络、保证抗震救灾工作的及时展开以及节约灾后重建资金具有重要意义。碳纤维增强复合材料(CFRP)作为一种新型加固材料,以其轻质、高强等优良性能,及施工简便、不增加构件界面尺寸等优点,在混凝土结构加固中得到广泛应用。因此,研究碳纤维材料对震后桥梁进行加固后的全桥抗震性能,推荐合理的加固高度和厚度具有十分重要的意义。本文以某连续刚构桥为原型,进行了缩尺模型设计与制作,并进行两次地震模拟振动台试验来研究碳纤维布加固对改善全桥抗震性能的研究。通过力学动态监测设备,系统分析桥梁结构加固前后的力学响应特征,探究碳纤维加固高度和厚度对桥梁结构抗震性能的影响。在此基础上,结合有限元软件模拟结果,推荐出碳纤维加固震后桥梁的加固高度和加固厚度。主要研究内容及成果如下:(1)通过有限元软件,以加固高度和加固厚度为变量,建立震后连续刚构桥采用碳纤维加固模型,分析模型在地震作用下关键部位的动力响应。通过对9度(0.4g)地震作用后的桥梁结构在不同加固高度、不同层数的碳纤维布加固下的动力响应,初步得到碳纤维加固桥墩时厚度采用两层碳纤维布,高度按富余系数为1/4进行取值。对8度(0.2g)地震作用后的桥梁结构采用富余高度不同取值进行加固,同样得到富余系数最佳取值为1/4。(2)设计并制作了缩尺比例为1/20的连续刚构桥的全桥缩尺模型,进行两次地震模拟振动台试验。通过首次振动台试验加载,使桥梁模型达到震后状态;根据对震害现象的统计,结合有限元模拟推荐加固高度,对桥梁模型进行碳纤维加固,再次进行振动台试验,施加相同工况作用,以对比碳纤维加固效果。(3)对加固前后两次振动台试验数据进行处理分析,墩顶加速度、墩顶位移和墩底应变均可达到桥梁结构的初始设计状态;第30工况(8度0.4g)之后,加固后各测点应变与桥梁初始设计状态相比更小。证明采用碳纤维加固震后桥梁,基本达到初始桥梁抗震设计要求,可以有效提高桥梁结构的全桥抗震性能。(4)对比试验值和理论值,墩顶峰值加速度相差在15%以内,墩顶峰值位移相差在1mm以内,相对桥梁整体结构,误差较小,不影响试验结果准确性,说明有限元软件模拟与试验结果吻合良好,较准确,在后续相关内容的研究和计算时可以采用Midas/FEA来模拟。(5)综合考虑加固效果和经济性,对于震后桥梁采用碳纤维加固时,加固厚度推荐采用两层碳纤维布,加固高度宜按富余系数γ=1/4取值,且富余高度不应小于50mm。

穆富江[9](2018)在《喷射UHTCC力学性能及其加固应用研究》文中研究说明超高韧性水泥基复合材料(Ultra High Toughness Cementitious Composites,简称UHTCC)是一种具有应变硬化和多缝开裂特性的纤维增强水泥基复合材料,基于其卓越的变形性能、良好的裂缝控制能力和耐久性,UHTCC在科学研究和工程应用领域都得到了广泛的关注,在混凝土结构修复加固工程中具有巨大的应用潜力。传统的UHTCC现场施工工艺主要为浇筑、抹面,施工效率较低,施工人员工作强度较大,不利于大面积和机械化施工。适合喷射施工的UHTCC的研发和性能优化对UHTCC的推广应用、实现其工程应用潜力具有重要的意义。本文基于国家自然科学基金(编号:51578495)和浙江省交通厅科技项目(编号:2014H13),对喷射UHTCC的基本力学性能进行进一步优化,并就喷射UHTCC在混凝土构件的加固修复中的应用展开研究,具体工作如下:1、通过对粉煤灰理化性质的分析及其所配制的喷射UHTCC的基本力学性能对比,选出与喷射UHTCC材料体系适应性良好的粉煤灰,该粉煤灰具有需水量小、烧失量少、玻璃微珠含量高且表面光滑的特性;基于此,采用均匀试验对喷射UHTCC的力学性能进行优化,并研究了砂率和引气剂掺量对喷射UHTCC基本力学的影响;结合环境扫描电镜(SEM)分析了喷射UHTCC基本力学性能优化的机理。优化后的喷射UHTCC 7天抗压强度可达20MPa以上,28天抗压强度可达30MPa以上;28天龄期的薄板直接拉伸、棱柱体抗折、薄板四点弯曲强度分别可达2.5MPa、13MPa和12MPa以上,直接拉伸、棱柱体抗折极限应变分别可达2.5%、5%;、薄板四点弯曲极限跨中挠度可达15mm以上(净跨300mm)。2、研究了碳纤维编织网/钢丝网复合喷射UHTCC的直接拉伸性能和薄板弯曲性能,结果表明碳纤维编织网或钢丝网与喷射UHTCC具有更好的协同工作能力,二者结合能实现远优于普通TRC和钢丝网复合砂浆的力学性能。钢丝网-喷射UHTCC 28天直接拉伸和弯曲强度分别可达4MPa和20MPa以上,直接拉伸应变可达4.46%,薄板四点弯曲极限跨中挠度可达25mm;碳纤维编织网-喷射UHTCC 28天直接拉伸和弯曲强度分别可达7.22MPa和33.67MPa,极限拉伸应变可达3.34%,薄板四点弯曲(跨距300mm)极限跨中位移可达19mm以上。3、通过正交试验研究了喷射方向、界面粗糙度和是否使用界面砂浆对喷射UHTCC与既有混凝土基底粘接性能的影响,并结合SEM细观结构分析了其影响机理。结果显示喷射方向对二者界面粘接劈拉强度和剪切强度均有显着的影响,界面粗糙度对二者界面剪切性能影响显着,而是否使用界面砂浆对二者粘接性能无显着影响。4、分别开展了薄层喷射UHTCC加固素混凝土梁(包括带预制裂缝素混凝土梁)和钢筋混凝土梁(包括带预制裂缝且配筋率降低的钢筋混凝土梁)弯曲性能的试验研究,结果表明采用薄层喷射UHTCC对素混凝土梁、钢筋混凝土梁进行加固均具有良好的加固效果,对裂缝开展也具有良好的控制作用。薄层喷射UHTCC对带预制裂缝素混凝土梁、带预制裂缝钢筋混凝土梁的加固效率分别高于其对完整素混凝土梁和钢筋混凝土梁的加固效率。5、开展了薄层喷射UHTCC加固隧道衬砌模型试件的力学性能试验研究,并与未加固模型试件、粘贴碳纤维布加固模型试件以及同时采用薄层喷射UHTCC和粘贴碳纤维布进行复合加固模型试件进行对比研究,结果表明几种加固方式都可以显着提升衬砌模型试件的刚度,约束其径向变形;薄层喷射UHTCC可显着提升衬砌模型试件的各阶段承载能力,其初裂荷载、屈服荷载和极限荷载较未加固试件分别提高了 13.6%、68.9%和29.9%,加固补强效果非常明显。6、对喷射UHTCC加固钢筋混凝土梁(包括带预制裂缝钢筋混凝土梁)弯曲性能,以及喷射UHTCC加固隧道衬砌模型试件承载能力进行理论计算分析,理论计算结果与试验值较为吻合;对薄层喷射UHTCC加固钢筋混凝土梁和隧道衬砌缩尺试件的理论计算分析可合理解释薄层喷射UHTCC对此二种结构的加固机理。

丁心[10](2018)在《预应力碳纤维板加固空心板桥的实践及评估》文中进行了进一步梳理近年来,我国的交通运输事业飞速发展,交通运输系统也已日趋完善。桥梁作为路线规划中的关键节点在使用过程中受到车辆荷载作用和外界环境等多重因素影响,将会对桥梁结构产生一定程度的损伤,不可避免的引起结构承载能力下降。因此,对桥梁结构物进行经常性的、定期的养护维修、加固及技术改造能够有效保证桥梁结构良好工作状态、使桥梁在使用期间的安全性、适用性、耐久性得到保证。因此,对桥梁加固技术的适用性、有效性进行研究就显得尤为必要。碳纤维复合材料由于其强度高、质量轻、环境适应性强等独特优势在桥梁加固领域得到有效的应用和推广。该技术同时兼顾普通粘贴碳纤维片材加固法和预应力加固法的优点,在需要进行加固的构件的受拉区粘贴预应力碳纤维板并施加预应力使其与被加固构件一起共同参与工作,从而改善结构的技术状况使桥梁的承载能力得到恢复。基于以上桥梁加固技术的背景,本文从以下几个方面开展工作并得出相关结论;(1)对桥梁传统加固技术方法进行了详细介绍,并分析了碳纤维复合材料的性能及其加固方法,阐述了碳纤维应用在桥梁加固领域的优点。(2)详细介绍了碳纤维板加固材料的使用性能并对加固后两者共同参与工作的机理进行了分析,对碳纤维板加固桥梁的施工方法及施工工艺进行了阐述,分析了碳纤维板加固桥梁后其预应力损失的计算方法及其张拉控制应力,最后,对碳纤维板加固混凝土梁的承载能力计算方法进行了介绍。(3)基于依托工程桥梁桥检资料,分析病害产生的病因并针对性的采取处置措施,针对底板裂缝的存在对空心板梁桥承载能力的影响,采用碳纤维板加固桥梁,对加固设计方案进行了有限元验算,分析了加固前后结构受力性能的改变,加固后承载能力满足要求、正常使用阶段技术状况得到改善。(4)通过荷载试验对加固维修后的桥梁加固效果进行检验,从而判定桥梁在加固维修后的实际工作状态,判断桥梁的整体受力性能。通过对荷载试验的数据进行分析,可以得出加固后的桥梁受力性能符合设计的要求。

二、碳纤维复合材料在桥梁加固中的应用(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、碳纤维复合材料在桥梁加固中的应用(论文提纲范文)

(1)桥梁加固中碳纤维材料的应用(论文提纲范文)

1 碳纤维材料特点及碳纤维加固技术基本特性
    1.1 碳纤维材料特点
    1.2 碳纤维加固技术基本特性
2 常见其他桥梁加固技术
    2.1 锚喷混凝土加固法
    2.2 桥面补强层加固法
    2.3 改变结构受力体系加固法
    2.4 粘贴钢板加固法
3 碳纤维加固施工技术
4 碳纤维加固技术的优点
5 结语

(2)中国桥梁工程学术研究综述·2021(论文提纲范文)

0引言(东南大学王景全老师提供初稿)
1 桥梁工程研究新进展(东南大学王景全老师提供初稿)
    1.1新材料促进桥梁工程技术革新
    1.2桥梁工业化进程与智能建造技术取得长足发展
    1.3桥梁抗灾变能力显着提高
    1.4桥梁智能化水平大幅提升
    1.5跨海桥梁深水基础不断创新
2桥梁结构设计
    2.1桥梁作用及分析(同济大学陈艾荣老师、长安大学韩万水老师、河北工程大学刘焕举老师提供初稿)
        2.1.1汽车作用
        2.1.2温度作用
        2.1.3浪流作用
        2.1.4分析方法
        2.1.5展望
    2.2钢桥及组合结构桥梁(西南交通大学卫星老师提供初稿)
        2.2.1新型桥梁用钢的研发
        2.2.2焊接节点疲劳性能
        2.2.3钢结构桥梁动力行为
        2.2.4复杂环境钢桥服役性能
        2.2.5组合结构桥梁空间力学行为
        2.2.6组合结构桥梁关键构造力学行为
        2.2.7展望
    2.3高性能材料
        2.3.1超高性能混凝土(湖南大学邵旭东老师提供初稿)
        2.3.2工程水泥基复合材料(西南交通大学张锐老师提供初稿)
        2.3.3纤维增强复合材料(北京工业大学刘越老师提供初稿)
        2.3.4智能材料(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        2.3.5展望
    2.4桥梁基础工程(同济大学梁发云老师提供初稿)
        2.4.1深水桥梁基础形式
        2.4.2桥梁基础承载性能分析
        2.4.3桥梁基础动力特性分析
        2.4.4深水桥梁基础工程面临的挑战
3桥梁建造新技术
    3.1钢结构桥梁施工新技术(西南交通大学卫星老师提供初稿)
        3.1.1钢结构桥梁工程建设成就
        3.1.2焊接制造新技术
        3.1.3施工新技术
    3.2桥梁快速建造技术(北京工业大学贾俊峰老师提供初稿)
        3.2.1预制装配桥梁上部结构关键技术
        3.2.2预制装配桥墩及其抗震性能研究进展
        3.2.2.1灌浆/灌缝固定连接预制桥墩及其抗震性能
        3.2.2.2无黏结预应力连接预制桥墩及其抗震性能
    3.3桥梁建造技术发展态势分析
4桥梁运维
    4.1监测与评估(浙江大学叶肖伟老师、湖南大学孔烜老师、西南交通大学崔闯老师提供初稿)
        4.1.1监测技术
        4.1.2模态识别
        4.1.3模型修正
        4.1.4损伤识别
        4.1.5状态评估
        4.1.6展望
    4.2智能检测(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        4.2.1智能检测技术
        4.2.2智能识别与算法
        4.2.3展望
    4.3桥上行车安全性(中南大学国巍老师提供初稿)
        4.3.1风荷载作用下桥上行车安全性
        4.3.1.1车-桥气动参数识别
        4.3.1.2风载作用下桥上行车安全性评估
        4.3.1.3风浪作用下桥上行车安全性
        4.3.1.4风屏障对行车安全性的影响
        4.3.2地震作用下行车安全性
        4.3.2.1地震-车-桥耦合振动模型
        4.3.2.2地震动激励特性的影响
        4.3.2.3地震下桥上行车安全性评估
        4.3.2.4车-桥耦合系统地震预警阈值研究
        4.3.3长期服役条件下桥上行车安全性
        4.3.4冲击系数与振动控制研究
        4.3.4.1车辆冲击系数
        4.3.4.2车-桥耦合振动控制方法
        4.3.5研究展望
    4.4加固与性能提升(西南交通大学勾红叶老师提供初稿)
        4.4.1增大截面加固法
        4.4.2粘贴钢板加固法
        4.4.3体外预应力筋加固法
        4.4.4纤维增强复合材料加固法
        4.4.5组合加固法
        4.4.6新型混凝土材料的应用
        4.4.7其他加固方法
        4.4.8发展展望
5桥梁防灾减灾
    5.1抗震减震(北京工业大学贾俊峰老师、中南大学国巍老师提供初稿)
        5.1.1公路桥梁抗震研究新进展
        5.1.2铁路桥梁抗震性能研究新进展
        5.1.3桥梁抗震发展态势分析
    5.2抗风(东南大学张文明老师、哈尔滨工业大学陈文礼老师提供初稿)
        5.2.1桥梁风环境
        5.2.2静风稳定性
        5.2.3桥梁颤振
        5.2.4桥梁驰振
        5.2.5桥梁抖振
        5.2.6主梁涡振
        5.2.7拉索风致振动
        5.2.8展望
    5.3抗火(长安大学张岗老师、贺拴海老师、宋超杰等提供初稿)
        5.3.1材料高温性能
        5.3.2仿真与测试
        5.3.3截面升温
        5.3.4结构响应
        5.3.5工程应用
        5.3.6展望
    5.4抗撞击及防护(湖南大学樊伟老师、谢瑞洪、王泓翔提供初稿)
        5.4.1车撞桥梁结构研究现状
        5.4.2船撞桥梁结构研究进展
        5.4.3落石冲击桥梁结构研究现状
        5.4.4研究展望
    5.5抗水(东南大学熊文老师提供初稿)
        5.5.1桥梁冲刷
        5.5.2桥梁水毁
        5.5.2.1失效模式
        5.5.2.2分析方法
        5.5.3监测与识别
        5.5.4结论与展望
    5.6智能防灾减灾(西南交通大学勾红叶老师、哈尔滨工业大学鲍跃全老师提供初稿)
6结语(西南交通大学张清华老师提供初稿)
策划与实施

(3)在役RC肋梁桥桥面板疲劳性能与维护规划方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 钢筋混凝土桥面板疲劳性能研究
        1.2.2 钢筋混凝土桥面板疲劳加固研究
        1.2.3 钢筋混凝土桥面板维护规划研究
        1.2.4 当前RC肋梁桥桥面板疲劳性能研究与加固研究存在的不足
    1.3 本文研究内容及技术路线
2 在役RC肋梁桥桥面板破坏形态及评价体系
    2.1 引言
    2.2 疲劳破坏形态调查
        2.2.1 调查状况
        2.2.2 特征统计
        2.2.3 典型旧桥桥面板疲劳问题的实态检测
        2.2.4 桥面板典型破坏成因分析
    2.3 在役桥梁疲劳损伤的评价体系
        2.3.1 国内外桥面板损伤的等级划分
        2.3.2 国内外桥面板疲劳损伤的判定基准
        2.3.3 我国在役RC肋梁桥桥面板疲劳评价体系的趋向
    2.4 本章小结
3 RC肋梁桥桥面板疲劳性能研究
    3.1 引言
    3.2 疲劳性能试验
        3.2.1 试验方案
        3.2.2 试验现象描述
        3.2.3 试验结果分析
    3.3 疲劳模拟分析
        3.3.1 有限元模型建立
        3.3.2 桥面板疲劳性能分析
    3.4 本章小结
4 RC肋梁桥桥面板疲劳加固性能研究
    4.1 引言
    4.2 试验方案
        4.2.1 RC肋梁桥桥面板加固方法的选取
        4.2.2 试验梁设计
        4.2.3 试验工况
        4.2.4 试验装置与加载方法
        4.2.5 测试内容与测点布置
    4.3 试验现象与结果分析
        4.3.1 静载试验桥面板破坏模式
        4.3.2 疲劳试验桥面板破坏模式与破坏机理
        4.3.3 疲劳荷载作用下裂缝发展规律
        4.3.4 疲劳荷载作用下应变变化规律
        4.3.5 疲劳荷载作用下挠度发展及疲劳退化规律
        4.3.6 疲劳加固对桥面板使用寿命的影响
        4.3.7 疲劳加固下桥面板S-N曲线探讨
        4.3.8 桥面板适宜的疲劳加固方法探讨
    4.4 本章小结
5 基于静力性能的RC肋梁桥桥面板CFRP布补强方法
    5.1 引言
    5.2 试验方案
        5.2.1 CFRP布锚固试验设计
        5.2.2 CFRP布-桥面铺装界面粘结试验设计
    5.3 试验结果分析
        5.3.1 CFRP布锚固试验结果分析
        5.3.2 CFRP布-桥面铺装界面粘结结果分析
    5.4 补强理论探讨
        5.4.1 CFRP布锚固理论
        5.4.2 CFRP布-桥面铺装界面粘结理论
    5.5 本章小结
6 在役RC肋梁桥桥面板疲劳的维护规划模型
    6.1 引言
    6.2 模型的规划基础
        6.2.1 折衷规划
        6.2.2 失效树规划
        6.2.3 设备维修规划
    6.3 模型的建立与应用
        6.3.1 模型的建立
        6.3.2 模型的应用
    6.4 模型的可靠性分析
    6.5 本章小结
结论
    主要结论
    本文创新点如下
    值得进一步研究的问题
参考文献
附录
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
个人简历

(4)预应力钢丝绳-聚氨酯水泥加固钢筋混凝土梁抗剪性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 预应力钢丝绳-聚氨酯水泥复合加固技术的提出
        1.2.1 预应力钢丝绳加固技术
        1.2.2 聚氨酯水泥加固技术
        1.2.3 预应力钢丝绳-聚氨酯水泥加固技术
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 钢筋混凝土梁抗剪加固技术研究现状
        1.3.2 聚氨酯水泥研究现状
    1.4 本文研究内容和技术路线
2 聚氨酯水泥的材料性能试验研究
    2.1 引言
    2.2 聚氨酯水泥的制备过程
        2.2.1 原材料
        2.2.2 制备过程
    2.3 聚氨酯水泥配合比的选择
        2.3.1 配合比设计
        2.3.2 抗压和抗折试验
        2.3.3 试验结果分析
    2.4 聚氨酯水泥弯曲性能试验研究
        2.4.1 试件制备
        2.4.2 试验方法和装置
        2.4.3 弯曲试验结果分析
    2.5 聚氨酯水泥疲劳性能试验研究
        2.5.1 疲劳试验方法的选择
        2.5.2 试验方案的设计
        2.5.3 疲劳试验结果分析
        2.5.4 疲劳寿命预测
    2.6 本章小结
3 预应力钢丝绳-聚氨酯水泥抗剪加固RC梁试验研究
    3.1 引言
    3.2 试件设计
    3.3 试验材料
    3.4 试件制作过程
        3.4.1 试验梁浇筑施工
        3.4.2 预应力钢丝绳-聚氨酯水泥加固施工
    3.5 试验装置和测点布置
    3.6 试验结果分析
        3.6.1 试验梁破坏过程分析
        3.6.2 荷载-位移曲线分析
        3.6.3 荷载和位移特征点分析
        3.6.4 箍筋应变分析
        3.6.5 混凝土或聚氨酯水泥应变分析
        3.6.6 钢丝绳应变分析
        3.6.7 纵向受拉钢筋应变分析
    3.7 本章小结
4 预应力钢丝绳-聚氨酯水泥抗剪加固RC梁有限元分析
    4.1 引言
    4.2 有限元模型
        4.2.1 材料本构关系模型
        4.2.2 有限元模型的建立
    4.3 有限元分析结果和验证
        4.3.1 荷载位移曲线
        4.3.2 特征荷载
        4.3.3 荷载应变曲线
    4.4 有限元拓展分析
        4.4.1 环境温度对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.2 剪跨比对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.3 混凝土强度对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.4 配箍率对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.5 配筋率对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.6 原梁损伤程度对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.7 钢丝绳配绳率对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.8 钢丝绳预应力水平对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.9 聚氨酯水泥粘贴方式对加固梁抗剪性能的影响
        4.4.10 聚氨酯水泥粘贴厚度对加固梁抗剪性能的影响
    4.5 本章小结
5 预应力钢丝绳-聚氨酯水泥抗剪加固RC梁抗剪承载力和实用变形计算方法研究
    5.1 引言
    5.2 基于B和D区的抗剪加固梁类型划分
        5.2.1 B区和D区的概念
        5.2.2 加固梁类型划分
    5.3 构件D区拉压杆模型的选择
    5.4 加固梁D区拉压杆模型的建立
    5.5 加固梁剪跨区拉压杆模型
        5.5.1 D-D梁拉压杆模型
        5.5.2 D-B-D短梁拉压杆模型
        5.5.3 D-B-D长梁拉压杆模型
    5.6 加固梁拉压杆模型验证
    5.7 加固梁变形研究
        5.7.1 剪切变形计算的重要性
        5.7.2 拉压杆模型
        5.7.3 斜压杆倾斜角度
        5.7.4 加固梁跨中变形计算
    5.8 本章小结
6 预应力钢丝绳-聚氯酯水泥在实桥抗剪加固中的应用
    6.1 引言
    6.2 实桥工程概况
        6.2.1 实桥一工程概况
        6.2.2 实桥二工程概况
        6.2.3 T梁尺寸和配筋信息
    6.3 实桥T梁破损状况
        6.3.1 实桥一T梁破损状况
        6.3.2 实桥二T梁破损状况
    6.4 抗剪加固方案
        6.4.1 实桥一加固方案
        6.4.2 实桥二加固方案
    6.5 加固效果验证
        6.5.1 静载试验
        6.5.2 加固效果分析
    6.6 所提加固方法与其他方法的对比
    6.7 本章小结
结论与展望
    结论
    创新点
    展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文和专利
致谢

(5)预应力CFRP加固空心板桥试验研究及有限元分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 碳纤维复合材料发展概况
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
        1.3.3 研究现状分析
    1.4 研究内容与技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
第2章 预应力碳纤维板加固技术要点分析
    2.1 设计前提
        2.1.1 病害范围
        2.1.2 适用性要求
    2.2 碳纤维板材选择
    2.3 碳纤维板张拉装置的分析
    2.4 有无粘结预应力加固体系的确定
    2.5 预应力度的研究
    2.6 张拉控制应力的计算
    2.7 锚固系统
        2.7.1 锚栓的比选
        2.7.2 锚固方式的比选
        2.7.3 锚具的选取
    2.8 碳纤维板加固构件的基本验算
        2.8.1 预应力损失计算
        2.8.2 正截面承载力验算
    2.9 本章小结
第3章 试验桥概况及荷载试验分析
    3.1 工程概况
    3.2 桥梁外观检查及病害分析
        3.2.1 桥梁技术状况检查
        3.2.2 试验桥桥梁病害分析
    3.3 桥梁专项检测
        3.3.1 混凝土强度检测
        3.3.2 混凝土碳化深度检测
        3.3.3 检测结论
    3.4 试验桥静载试验分析
        3.4.1 静载试验的目的
        3.4.2 静载试验方案
        3.4.3 试验荷载效率系数确定
        3.4.4 静载试验结果分析
        3.4.5 静载试验结论
    3.5 试验桥动载试验分析
        3.5.1 动载试验目的
        3.5.2 测试内容
        3.5.3 测试方法
        3.5.4 试验结果及分析
        3.5.5 动载实验结论
    3.6 本章小结
第4章 试验桥梁有限元模拟分析
    4.1 加固方案
        4.1.1 确定预应力碳纤维板布置方案
        4.1.2 预应力碳纤维板张拉控制应力的确定
    4.2 有限元模型的建立及数据分析
        4.2.1 主要材料及参数
        4.2.2 全桥模型
    4.3 试验桥承载能力验算
        4.3.1 正截面抗弯承载能力验算
        4.3.2 斜截面抗剪承载能力验算
        4.3.3 抗扭承载能力验算
    4.4 持久状况构件应力验算结果
        4.4.1 正截面混凝土法向压应力验算
        4.4.2 斜截面混凝土主压应力验算
    4.5 短暂状况构件应力验算结果
    4.6 试验桥加固前后结果对比分析
        4.6.1 加固前后应力变化对比
        4.6.2 加固前后挠度变化对比
    4.7 本章小结
结论与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
作者简介

(6)预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁桥试验与计算方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 钢-混凝土组合梁桥与CFRP加固技术
        1.1.2 预应力主动加固技术
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 FRP材料用于结构加固的发展概述
        1.2.2 预应力FRP锚具的研究
        1.2.3 钢梁及组合梁的FRP加固研究
        1.2.4 连续组合梁受力性能及负弯矩区加固研究
        1.2.5 钢-混凝土组合梁桥设计方法的发展概述
    1.3 尚待解决的问题
    1.4 本文主要研究工作
    1.5 本文组织结构
第二章 装配式预应力CFRP板锚固系统的研制开发
    2.1 锚固系统设计的总体思路
        2.1.1 静载锚固性能要求
        2.1.2 锚固系统设计遵照的原则
    2.2 锚固系统构造及尺寸研究
        2.2.1 装配式预应力CFRP板锚固系统整体构造
        2.2.2 锚固系统主要部件的构造设计
        2.2.3 锚具和夹具受力分析
        2.2.4 摩擦型高强度螺栓计算
        2.2.5 限位压块螺杆抗掀拔力和抗拉强度计算
    2.3 锚固系统非线性有限元分析
        2.3.1 有限元模型的建立
        2.3.2 有限元分析的参数设置及计算结果
    2.4 锚固系统工艺流程及技术要点
        2.4.1 施工工艺流程
        2.4.2 施工技术要点
        2.4.3 施工安全措施
    2.5 本章小结
第三章 预应力CFRP板加固钢-混凝土组合简支梁试验研究
    3.1 试验目的
    3.2 试验方法
        3.2.1 试件设计
        3.2.2 试件加固方案
        3.2.3 试件制作与加工
        3.2.4 材料性能参数
        3.2.5 试验装置及加载方案
        3.2.6 量测方案及测点布置
        3.2.7 预应力施加及损失量测
    3.3 试验现象与破坏形态
        3.3.1 试件受力过程及现象
        3.3.2 试件破坏形态及分析
    3.4 试验结果与分析
        3.4.1 主要试验结果
        3.4.2 试件抗弯承载力分析
        3.4.3 预应力CFRP板应变发展规律
        3.4.4 截面应变分布
        3.4.5 钢筋的荷载-应变特性
        3.4.6 荷载-跨中挠度曲线
        3.4.7 试件延性分析
    3.5 本章小结
第四章 预应力CFRP板加固钢-混凝土组合连续梁试验研究
    4.1 试验目的
    4.2 试验方法
        4.2.1 试件设计
        4.2.2 试件加固方案
        4.2.3 试件制作与加工
        4.2.4 材料性能参数
        4.2.5 试验装置及加载方案
        4.2.6 量测方案及测点布置
    4.3 试验现象与破坏形态
        4.3.1 试件受力过程及现象
        4.3.2 试件破坏形态及分析
    4.4 试验结果与分析
        4.4.1 试件抗弯承载力与极限荷载分析
        4.4.2 塑性铰与弯矩调幅分析
        4.4.3 负弯矩区抗裂性及裂缝宽度
        4.4.4 预应力CFRP板应变发展规律
        4.4.5 截面应变分布
        4.4.6 荷载-跨中挠度曲线
    4.5 本章小结
第五章 预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁的有限元分析
    5.1 有限单元法与ABAQUS概述
        5.1.1 有限单元法研究总述
        5.1.2 ABAQUS的分析模块与步骤
    5.2 简支组合梁正弯矩区加固的有限元分析
        5.2.1 金属弹塑性及混凝土损伤塑性模型参数
        5.2.2 有限元实体模型的建立
        5.2.3 有限元分析计算结果
    5.3 连续组合梁负弯矩区加固的有限元分析
        5.3.1 有限元实体模型的建立
        5.3.2 有限元分析计算结果
        5.3.3 参数分析及最佳预应力水平确定
    5.4 本章小结
第六章 预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁的计算方法与理论分析
    6.1 预应力CFRP板加固组合梁跨中截面抗弯承载力
        6.1.1 塑性抗弯承载力计算方法
        6.1.2 弹塑性抗弯承载力计算方法
        6.1.3 弹性抗弯承载力计算方法
        6.1.4 三种承载力计算方法对比分析
    6.2 预应力CFRP板加固组合梁中支点截面抗弯承载力
        6.2.1 塑性抗弯承载力计算方法
        6.2.2 塑性计算方法与试验结果对比
    6.3 组合梁跨中截面弹性挠度与极限挠度分析
        6.3.1 简支组合梁的弹性挠度分析
        6.3.2 考虑结合面滑移对组合梁挠度计算的影响
        6.3.3 简支组合梁的极限挠度分析
        6.3.4 连续组合梁的弹性挠度分析
        6.3.5 考虑截面刚度变化的连续组合梁挠度计算
    6.4 连续组合梁负弯矩区的抗裂性与裂缝宽度
        6.4.1 加固后的连续组合梁桥负弯矩区抗裂性验算
        6.4.2 各国规范组合梁裂缝宽度计算方法分析
        6.4.3 本文连续组合梁负弯矩区裂缝宽度计算公式
    6.5 本章小结
第七章 预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁桥设计要点与工程应用
    7.1 预应力CFRP板应力损失计算方法研究
        7.1.1 碳纤维板锚具变形损失计算方法
        7.1.2 碳纤维板温差损失计算方法
        7.1.3 碳纤维板分批张拉损失计算方法
        7.1.4 碳纤维板松弛损失计算方法
    7.2 预应力CFRP板使用阶段应力计算方法
    7.3 设计中若干关键参数的取值及计算方法
        7.3.1 预应力碳纤维板强度设计值的取值方法
        7.3.2 梁侧预应力碳纤维板面积折减系数的计算方法
        7.3.3 预应力碳纤维板的张拉控制应力取值方法
    7.4 加固工程实例
        7.4.1 某RC简支T梁桥预应力碳纤维板加固工程计算示例
        7.4.2 某三跨连续组合梁桥负弯矩区预应力碳纤维板加固工程案例
    7.5 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 主要研究结论
    8.2 主要创新点
    8.3 展望
致谢
参考文献
作者简介

(7)用纤维复合材料构造桁架加固混凝土梁的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和研究意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 混凝土梁抗剪加固设计理论
        1.2.2 混凝土梁常用抗剪加固方法
        1.2.3 纤维复合材料在混凝土梁桥抗剪加固中的研究现状
    1.3 主要内容
    1.4 研究方法
    1.5 本章小结
2 混凝土梁桥剪切病害特征及成因
    2.1 混凝土梁桥剪切病害特征
        2.1.1 混凝土T梁桥
        2.1.2 混凝土空心板梁桥
        2.1.3 混凝土小箱梁桥
    2.2 混凝土梁桥剪切病害的主要成因
        2.2.1 设计方面原因
        2.2.2 施工方面原因
        2.2.3 运营方面原因
    2.3 本章小结
3 纤维复合材料桁架结构的合理加固模式
    3.1 纤维复合材料类型
    3.2 纤维复合材料加固作用模式分析
        3.2.1 普通混凝土梁剪切破坏现象及特征
        3.2.2 常规纤维复合材料结构的作用效果
    3.3 纤维复合材料桁架的结构构型及作用模式
        3.3.1 纤维复合材料桁架构造形式
        3.3.2 纤维复合材料桁架连接方式
        3.3.3 纤维复合材料桁架加固混凝土梁作用效果
    3.4 本章小结
4 纤维复合材料桁架加固简化计算方法
    4.1 常用抗剪加固计算方法适用性分析
        4.1.1 混凝土梁抗剪承载力设计计算理论及方法
        4.1.2 计算方法适用性分析
    4.2 纤维复合材料桁架加固计算模型
        4.2.1 纤维复合材料桁架抗剪承载力计算理论
        4.2.2 FRP有效应变的数值分析
    4.3 纤维复合材料桁架加固计算模型有效性验证
        4.3.1 纤维复合材料桁架加固模型数值分析
        4.3.2 纤维复合材料桁架加固理论计算结果与数值计算对比分析
    4.4 本章小结
5 纤维复合材料桁架加固作用试验验证
    5.1 试验目的
    5.2 试验设计及过程
    5.3 试验结果与分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
附录
参考文献
致谢
攻读硕士期间研究成果

(8)碳纤维材料加固震后桥墩的全桥抗震性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 主要研究内容
    1.4 研究技术路线
2 桥梁常见震害形式和加固方法及加固原理
    2.1 桥梁常见震害形式
        2.1.1 上部结构震害形式
        2.1.2 支座震害形式
        2.1.3 基础震害形式
        2.1.4 桥墩震害形式
    2.2 桥墩常用加固措施
        2.2.1 增大截面法
        2.2.2 外包钢板法
        2.2.3 粘贴碳纤维加固法
    2.3 碳纤维材料的发展和特性
        2.3.1 碳纤维材料的发展
        2.3.2 碳纤维材料性质及特点
    2.4 本章小结
3 碳纤维加固震后桥墩效果分析
    3.1 有限元软件Midas/FEA简介
    3.2 碳纤维加固桥墩有限元模型的建立
        3.2.1 材料参数及其本构关系
        3.2.2 试验桥梁模型震害现象统计
        3.2.3 震后桥墩加固模型建立
        3.2.4 地震波选取及输入方向
    3.3 加固厚度为一层时不同加固高度的效果对比
        3.3.1 不同加固高度时桥墩的墩顶加速度对比
        3.3.2 不同加固高度时桥墩的墩顶位移对比
    3.4 加固厚度为两层时不同加固高度的效果对比
        3.4.1 不同加固高度时桥墩的墩顶加速度对比
        3.4.2 不同加固高度时桥墩的墩顶位移对比
    3.5 加固厚度为三层时不同加固高度的效果对比
        3.5.1 不同加固高度时桥墩的墩顶加速度对比
        3.5.2 不同加固高度时桥墩的墩顶位移对比
    3.6 不同加固厚度的效果对比
        3.6.1 不同加固厚度的墩顶加速度对比
        3.6.2 不同加固厚度的墩顶位移对比
    3.7 加固高度及厚度推荐
        3.7.1 桥梁结构震害现象统计和有限元建模
        3.7.2 墩顶加速度结果分析
        3.7.3 墩顶位移结果分析
    3.8 本章小结
4 碳纤维加固震后桥墩振动台试验
    4.1 试验设备
    4.2 初始试验模型设计及制作
        4.2.1 模型相似比设计
        4.2.2 模型尺寸设计
        4.2.3 材料参数
        4.2.4 模型制作及养护
    4.3 碳纤维加固方案及制作
        4.3.1 加固材料力学性能
        4.3.2 碳纤维加固方案及制作
    4.4 地震波的选取及加载工况确定
        4.4.1 地震波选取方案
        4.4.2 试验工况选定
    4.5 量测方案
        4.5.1 初次加载量测方案
        4.5.2 碳纤维加固后再次加载量测方案
    4.6 本章小结
5 地震模拟振动台试验结果分析
    5.1 加速度试验结果分析
        5.1.1 墩顶和台面加速度地震波输出峰值比较
        5.1.2 加固前后2 号墩墩顶加速度对比分析
        5.1.3 加固后2 号墩和3 号墩墩顶加速度对比分析
    5.2 位移测试结果分析
        5.2.1 各测点位移测试结果分析
        5.2.2 加固前后2 号墩顶位移对比分析
        5.2.3 加固后2 号墩顶位移和3 号墩顶位移对比分析
    5.3 应变测试结果分析
        5.3.1 桥墩应变测试结果分析
        5.3.2 加固前后2 号墩应变对比分析
        5.3.3 加固后2 号墩和3 号墩应变对比分析
    5.4 有限元模拟与试验结果对比分析及加固高度推荐
        5.4.1 模拟计算与试验墩顶加速度对比
        5.4.2 模拟计算与试验墩顶位移对比
        5.4.3 震后桥墩碳纤维加固高度和厚度推荐
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 创新点
    6.3 研究展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目

(9)喷射UHTCC力学性能及其加固应用研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 混凝土结构修复加固方法研究概述
    1.3 超高韧性水泥基复合材料研究现状
        1.3.1 材料发展概述
        1.3.2 UHTCC基本力学性能
        1.3.3 UHTCC耐久性能
        1.3.4 UHTCC的应用研究和工程实例
    1.4 喷射超高韧性水泥基复合材料研究现状
        1.4.1 国外喷射UHTCC材料研究概述
        1.4.2 国外喷射UHTCC应用研究和工程实例概述
        1.4.3 国内喷射UHTCC的研究现状
    1.5 本文研究目的及主要内容
        1.5.1 研究目的和意义
        1.5.2 研究思路
        1.5.3 主要研究内容
2 喷射UHTCC基本力学性能研究
    2.1 引言
    2.2 试验概况
        2.2.1 试验材料
        2.2.2 试验方法
    2.3 试验结果与讨论
        2.3.1 粉煤灰种类的确定
        2.3.2 均匀试验结果及分析
        2.3.3 砂率和引气剂对喷射UHTCC基本力学性能的影响
        2.3.4 喷射UHTCC的基本力学性能优化
        2.3.5 喷射UHTCC力学性能优化机理
        2.3.6 喷射成型喷射UHTCC基本力学性能
    2.4 本章小结
3 碳纤维编织网/钢丝网复合喷射UHTCC的力学性能研究
    3.1 引言
    3.2 试验概况
        3.2.1 试验材料
        3.2.2 试件尺寸及制备过程
        3.2.3 加载方式
    3.3 试验结果与分析
        3.3.1 直接拉伸性能
        3.3.2 四点弯曲性能
        3.3.3 韧性指数及残余强度因子
        3.3.4 裂缝开展形态分析
    3.4 本章小结
4 喷射UHTCC与混凝土基底粘接性能的试验研究
    4.1 引言
    4.2 试验概况
        4.2.1 试验设计方法——正交试验设计
        4.2.2 试验材料
        4.2.3 试件制备
        4.2.4 加载方案
    4.3 试验结果与讨论
        4.3.1 试验结果
        4.3.2 极差分析和方差分析
        4.3.3 界面破坏特点
        4.3.4 微观形态及机理分析
    4.4 本章小结
5 喷射UHTCC加固混凝土梁的试验研究
    5.1 引言
    5.2 喷射UHTCC加固素混凝土梁的试验研究
        5.2.1 试验概况
        5.2.1.1 试验材料
        5.2.1.2 试件制作
        5.2.1.3 试验设备和加载方案
        5.2.2 试验结果与讨论
        5.2.2.1 弯曲承载能力和刚度
        5.2.2.2 裂缝开展情况
    5.3 喷射UHTCC加固钢筋混凝土梁的试验研究
        5.3.1 试验概况
        5.3.1.1 试验材料
        5.3.1.2 试件制备
        5.3.1.3 试验设备及加载方案
        5.3.2 试验结果与分析
        5.3.2.1 弯曲受力过程及破坏特征分析
        5.3.2.2 弯曲试验荷载·挠度曲线
        5.3.2.3 裂缝控制效果分析
    5.4 本章结论
6 喷射UHTCC加固混凝土衬砌的试验研究
    6.1 引言
    6.2 试验概况
        6.2.1 工程原型和棋型简化
        6.2.2 试验材料
        6.2.3 试件制备
        6.2.4 数据采集设备和测点布
        6.2.5 加载设备和方案
    6.3 试验结果与分析
        6.3.1 试验现象
        6.3.2 裂缝宽度
        6.3.3 破坏模式分析
        6.3.4 刚度和承载能力
        6.3.5 喷射UHTCC增强衬砌模型试件机理分析
    6.4 本章小结
7 喷射UHTCC加固效果理论计算分析
    7.1 引言
    7.2 喷射UHTCC加固混凝土梁的理论计算分析
        7.2.1 材料本构模型和基本假定
        7.2.2 截面材料受力状态分析
        7.2.3 截面受弯破坏过程分析
        7.2.4 加固梁受弯挠度计算分析
        7.2.5 喷射UHTCC加固混凝土梁理论计算与试验结果对比
    7.3 喷射UHTCC加固隧道衬砌模型试件承载能力计算
        7.3.1 计算模型简化
        7.3.2 截面内力计算
        7.3.3 截面承载能力计算
    7.4 本章小结
8 总结与展望
    8.1 主要结论
    8.2 展望
参考文献
作者简历和科研成果

(10)预应力碳纤维板加固空心板桥的实践及评估(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 桥梁加固技术发展现状概述
        1.2.1 桥梁传统加固技术方法
        1.2.2 粘贴碳纤维复合材料加固法
    1.3 碳纤维板加固桥梁的研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 主要研究内容及意义
        1.4.1 论文的研究内容
        1.4.2 论文的研究意义
第二章 预应力碳纤维板加固的基本理论
    2.1 碳纤维增强材料的力学特性
        2.1.1 碳纤维增强复合材料的性能
        2.1.2 碳纤维板加固用材料的介绍
    2.2 碳纤维板维修加固结构的特性
    2.3 预应力碳纤维板应力损失计算方法
        2.3.1 张拉控制应力
        2.3.2 预应力损失和碳纤维板的有效张拉应力
    2.4 预应力碳纤维板加固混凝土梁抗弯承载能力计算
        2.4.1 基本假定
        2.4.2 底面粘贴预应力CFRP加固混凝土梁计算方法
        2.4.3 侧面粘贴预应力CFRP加固混凝土梁计算方法
        2.4.4 验算公式的适用条件
    2.5 本章小结
第三章 空心板梁预应力碳纤维板的加固设计
    3.1 依托工程概况
    3.2 加固前桥梁外观检查及成因分析
        3.2.1 外观检查结果
        3.2.2 病害成因分析
    3.3 加固维修措施
        3.3.1 维修处治设计要求
        3.3.2 加固维修措施
        3.3.3 张拉粘贴碳纤维板施工工艺及技术要点
    3.4 预应力碳纤维板加固桥梁设计
        3.4.1 有限元模型及计算方法
        3.4.2 加固前结构检算结果
        3.4.3 加固设计依据
        3.4.4 加固设计方案
        3.4.5 结构加固后计算结果
        3.4.6 锚固计算
    3.5 本章小结
第四章 碳纤维板加固的施工
    4.1 预应力碳纤维板加固方法及原理
        4.1.1 预应力碳纤维板加固方法
        4.1.2 预应力碳纤维板加固原理
    4.2 碳纤维板加固混凝土结构的施工程序
    4.3 张拉粘贴碳纤维板施工工艺及技术要点
    4.4 本章小结
第五章 依托工程桥梁加固效果评估
    5.1 静载试验目的及检测依据
        5.1.1 静载试验目的
        5.1.2 检测依据
    5.2 静载试验方案
        5.2.1 试验孔的确定
        5.2.2 .结构计算分析
        5.2.3 试验准备及实施
    5.3 荷载试验内容
        5.3.1 静载试验
        5.3.2 动载试验
    5.4 仪器设备及结构构件编号
        5.4.1 荷载试验仪器设备
        5.4.2 结构构件编号
    5.5 预应力碳纤维板加固效果评估
        5.5.1 静载试验结果
        5.5.2 动载试验结果
        5.5.3 检测结果评定
        5.5.4 加固效果评估
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
附录1
附录2

四、碳纤维复合材料在桥梁加固中的应用(论文参考文献)

  • [1]桥梁加固中碳纤维材料的应用[J]. 谢群. 合成材料老化与应用, 2021(06)
  • [2]中国桥梁工程学术研究综述·2021[J]. Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;. 中国公路学报, 2021(02)
  • [3]在役RC肋梁桥桥面板疲劳性能与维护规划方法研究[D]. 田帅. 东北林业大学, 2020(09)
  • [4]预应力钢丝绳-聚氨酯水泥加固钢筋混凝土梁抗剪性能研究[D]. 高红帅. 东北林业大学, 2020(01)
  • [5]预应力CFRP加固空心板桥试验研究及有限元分析[D]. 张文浩. 河北工程大学, 2020(07)
  • [6]预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁桥试验与计算方法研究[D]. 万世成. 东南大学, 2019
  • [7]用纤维复合材料构造桁架加固混凝土梁的研究[D]. 郭松松. 交通运输部公路科学研究所, 2019(09)
  • [8]碳纤维材料加固震后桥墩的全桥抗震性能研究[D]. 杜腾飞. 西安建筑科技大学, 2019(07)
  • [9]喷射UHTCC力学性能及其加固应用研究[D]. 穆富江. 浙江大学, 2018
  • [10]预应力碳纤维板加固空心板桥的实践及评估[D]. 丁心. 兰州交通大学, 2018(03)

标签:;  ;  ;  ;  ;  

碳纤维复合材料在桥梁加固中的应用
下载Doc文档

猜你喜欢