氯離子環(huán)境下預(yù)應(yīng)力CFRP加固RC梁抗彎性能研究.pdf

1、在沿海地區(qū)，在役橋梁和碼頭平臺(tái)要經(jīng)受氯鹽腐蝕、荷載和干濕循環(huán)等復(fù)雜因素作用，造成其鋼筋混凝土（RC）構(gòu)件出現(xiàn)鋼筋銹蝕、混凝土開(kāi)裂和保護(hù)層剝落等損傷，導(dǎo)致這些結(jié)構(gòu)存在一定的安全隱患。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer，簡(jiǎn)稱(chēng)CFRP）由于具備重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐疲勞、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，正被廣泛地應(yīng)用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固工程中。與傳統(tǒng)CFRP加固技術(shù)相比，預(yù)應(yīng)力 CFRP加固能更好地發(fā)揮纖

2、維片材的高強(qiáng)抗拉性能，顯著改善受損加固構(gòu)件的開(kāi)裂和變形，進(jìn)一步提高加固效果。然而，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)預(yù)應(yīng)力CFRP加固腐蝕 RC受彎構(gòu)件的研究還相當(dāng)欠缺，鮮見(jiàn)關(guān)于氯離子腐蝕對(duì)加固構(gòu)件CFRP預(yù)應(yīng)力損失及其抗彎性能影響的報(bào)導(dǎo)。為此，本研究以氯離子環(huán)境中預(yù)應(yīng)力CFRP加固RC梁為對(duì)象，采用實(shí)驗(yàn)研究和理論分析相結(jié)合的方法，探索該類(lèi)腐蝕環(huán)境條件下CFRP預(yù)應(yīng)力的損失規(guī)律和加固構(gòu)件的抗彎性能。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　（1）自主設(shè)計(jì)和制

3、作了一種新型預(yù)應(yīng)力CFRP布張拉設(shè)備（已獲得中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)，發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)號(hào)：201610079794.4）。該預(yù)應(yīng)力設(shè)備在CFRP布張拉過(guò)程中施力均勻、不會(huì)對(duì)纖維布造成損傷，又能很好錨固纖維布，減少預(yù)應(yīng)力水平損失。另外，該預(yù)應(yīng)力設(shè)備能給 CFRP布施加較大的預(yù)應(yīng)力水平，且解決了張拉過(guò)程出現(xiàn)的偏心問(wèn)題。
　　（2）利用自主發(fā)明的預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備對(duì)CFRP分別施加預(yù)應(yīng)力水平7.5％和15%的預(yù)應(yīng)力，將其粘結(jié)于RC梁表面，并對(duì)氯離子環(huán)境

4、下預(yù)應(yīng)力CFRP加固RC梁的預(yù)應(yīng)力損失規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和理論分析。在對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析處理的基礎(chǔ)上，提出了預(yù)應(yīng)力損失過(guò)程中不同階段對(duì)應(yīng)的預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算公式，并提出了氯離子環(huán)境腐蝕作用的折減系數(shù)，為探明預(yù)應(yīng)力CFRP加固構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力損失規(guī)律打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　?。?）通過(guò)氯離子環(huán)境下預(yù)應(yīng)力CFRP加固RC梁的四點(diǎn)彎曲靜力實(shí)驗(yàn)，研究了氯離子環(huán)境和CFRP預(yù)應(yīng)力水平對(duì)加固梁的破壞模式、荷載-撓度規(guī)律、CFRP應(yīng)變演化規(guī)律和抗彎承載力

5、的影響。研究結(jié)果表明：預(yù)應(yīng)力CFRP加固可以有效的提高構(gòu)件的開(kāi)裂荷載、屈服荷載和極限荷載，同時(shí)降低結(jié)構(gòu)的變形，有利于結(jié)構(gòu)的安全性；在氯離子環(huán)境的腐蝕作用下，其破壞模式也會(huì)發(fā)生變化。
　　（4）結(jié)合加固梁的靜力實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)氯離子環(huán)境下預(yù)應(yīng)力CFRP加固RC梁的抗彎性能進(jìn)行了理論分析。綜合考慮腐蝕環(huán)境和CFRP預(yù)應(yīng)力的影響，引入腐蝕環(huán)境折減系數(shù)，建立了氯離子環(huán)境下預(yù)應(yīng)力CFRP加固RC梁抗彎承載力計(jì)算公式，研究結(jié)果表明：利用本研究提出