預(yù)應(yīng)力CFRP加固橋梁抗彎性能的理論分析與數(shù)值模擬.pdf

1、隨著交通荷載等級(jí)的不斷提高，交通量的不斷增加，橋梁服役年限的不斷延長(zhǎng)，許多橋梁已漸漸不能適應(yīng)現(xiàn)代交通的要求。因此，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行維修、加固和補(bǔ)強(qiáng)的研究及應(yīng)用，改善橋梁的使用性能和延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，已引起了世界性的關(guān)注，這是一項(xiàng)具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義的研究課題。 本文首先介紹了橋梁加固維修的基本原則和主要方法，著重分析研究了碳纖維材料的性能。碳纖維增強(qiáng)塑料(CFRP)作為一種新材料在加固領(lǐng)域中備受重視，與傳統(tǒng)加固方法相比，碳纖

2、維具有高強(qiáng)、輕質(zhì)和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，并且施工快捷，不影響結(jié)構(gòu)的外觀和功能，具有廣泛的應(yīng)用前景。但是普通的粘貼加固方法無(wú)法發(fā)揮CFRP的高強(qiáng)特性，而預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固則可以有效地發(fā)揮CFRP的高強(qiáng)特性，抑制裂縫和變形的發(fā)展，改善使用階段的受力性能。 在參考目前預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固梁試驗(yàn)研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)加固梁進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬。首先基于平截面假定、無(wú)粘結(jié)滑移、無(wú)粘結(jié)剝離破壞假定，提出了預(yù)應(yīng)力碳纖維加固混凝土梁全過(guò)程抗彎承載力計(jì)算公

3、式。然后在以上三個(gè)假定的基礎(chǔ)上，選擇合理的混凝土、鋼筋、碳纖維本構(gòu)關(guān)系，利用ANSYS通用有限元分析程序?qū)︻A(yù)應(yīng)力碳纖維布加固梁進(jìn)行非線性有限元分析，得到荷載—撓度關(guān)系曲線。最后由荷載—撓度關(guān)系曲線分析了預(yù)應(yīng)力碳纖維加固混凝土梁的破壞過(guò)程，推導(dǎo)出相應(yīng)撓度計(jì)算公式。在數(shù)值模擬和理論計(jì)算中均考慮了二次受力情況。對(duì)參考文獻(xiàn)梁進(jìn)行理論計(jì)算和數(shù)值模擬，其結(jié)果與試驗(yàn)相吻合，表明本文計(jì)算公式和數(shù)值分析方法的正確性，可以作為模擬試驗(yàn)的有益補(bǔ)充，為實(shí)際工程