預(yù)應(yīng)力鋼套箍-FRP復(fù)合加固RC橋墩抗震性能與設(shè)計(jì)方法研究結(jié)題摘要

橋梁為生命線工程的重要組成部分，是交通樞紐的“咽喉”，橋梁的破壞將導(dǎo)致生命線的中斷，造成的損失不可估量。橋墩是橋梁的主要承重和抗側(cè)力構(gòu)件，橋墩的破壞往往會(huì)引起橋梁的整體倒塌。大量實(shí)際震害表明，既有橋梁普遍存在橋墩抗震性能不足，急需進(jìn)行抗震加固。本項(xiàng)目針對目前橋墩加固技術(shù)存在的明顯局限性，考慮到橋墩加固存在體量大，外包加固需求高，戶外環(huán)境對防腐耐久的要求等特點(diǎn)，提出采用預(yù)應(yīng)力鋼套箍(PSJ)和FRP 套箍復(fù)合約束鋼筋混凝土(RC)橋墩加固技術(shù)，并針對該橋墩項(xiàng)加固技術(shù)的加固性能和設(shè)計(jì)方法開展系統(tǒng)研究。 重點(diǎn)開展的研究內(nèi)容如下：(1) 預(yù)應(yīng)力鋼板箍成套技術(shù)研發(fā)，針對圓形截面RC橋墩研發(fā)一種新型的預(yù)應(yīng)力加力部件可拆卸的改進(jìn)型鋼板箍，該改進(jìn)型預(yù)應(yīng)力箍板具有施工便捷，加力部件可拆卸重復(fù)使用，加固后不改變原截面尺寸，不影響原結(jié)構(gòu)的地震剪力分配等優(yōu)點(diǎn)。(2) 開展預(yù)應(yīng)力鋼套箍加固RC橋墩軸壓性能試驗(yàn)研究，重點(diǎn)研究預(yù)應(yīng)力度和配箍特征值對加固試件軸壓性能的影響和變化規(guī)律。提出預(yù)應(yīng)力鋼套箍加固RC橋墩的軸壓承載力計(jì)算公式。(3) 預(yù)應(yīng)力鋼套箍加固RC橋墩抗震性能試驗(yàn)研究，研究參數(shù)包括：預(yù)應(yīng)力水平、軸壓比、箍板特征值。提出適用于預(yù)應(yīng)力圓形鋼板箍加固橋墩的剛度退化三線型恢復(fù)力模型。(4) 開展應(yīng)力鋼板箍約束RC墩柱震損后殘余軸壓性能試驗(yàn)研究。重點(diǎn)研究預(yù)應(yīng)力水平、配箍特征值對震損PSJ約束墩柱殘余軸壓性能的影響。提出PSJ約束墩柱震損殘余軸壓承載力建議計(jì)算公式。(5) 開展預(yù)應(yīng)力鋼套箍-FRP復(fù)合加固RC橋墩軸壓性能試驗(yàn)研究。重點(diǎn)研究預(yù)應(yīng)力度、鋼板箍配箍特征值和CFRP配置特征值對加固RC橋墩軸壓性能的影響規(guī)律，分析CFRP與PSJ共同作用機(jī)理，提出預(yù)應(yīng)力鋼套箍－FRP復(fù)合加固RC墩柱的軸壓承載力計(jì)算公式。 2100433B

針對既有RC橋墩普遍存在的嚴(yán)重抗震缺陷和現(xiàn)有橋墩加固方法存在明顯局限性等問題，提出采用預(yù)應(yīng)力鋼套箍(PSJ)和FRP套箍復(fù)合加固橋墩技術(shù)。系統(tǒng)開展采用PSJ加固方法和PSJ-FRP復(fù)合加固方法加固橋墩抗震性能、抗剪性能和軸壓性能試驗(yàn)研究和理論分析，研究參數(shù)包括加固方式、截面形式、剪跨比、加固率和預(yù)應(yīng)力水平等。通過軸壓性能試驗(yàn)，研究PSJ和PSJ-FRP復(fù)合約束下混凝土本構(gòu)關(guān)系、不同受力階段加固材料間的應(yīng)力分配規(guī)律和加固橋墩軸向承載力計(jì)算方法。通過抗震性能和抗剪性能試驗(yàn)，研究各試驗(yàn)參數(shù)對橋墩各受力階段強(qiáng)度、剛度、延性、耗能和破壞形態(tài)等的影響規(guī)律。建立加固橋墩抗彎、抗剪、軸壓承載力計(jì)算方法、加固橋墩水平地震作用下各受力階段強(qiáng)度、剛度、變形計(jì)算方法和恢復(fù)力模型，最終形成PSJ和FRP復(fù)合加固橋墩抗震加固設(shè)計(jì)方法。研究成果將為大量既有橋墩抗震加固提供一種新的選擇，其應(yīng)用將有效提升橋梁抗震防災(zāi)能力。

內(nèi)容介紹

《FRP加固混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究》對FRP片材加固混凝土柱在凍融、碳化、模擬海水潮汐作用的鹽溶液干濕循環(huán)下的受力性能展開研究，主要內(nèi)容包括：概述、FRP片材耐久性研究、侵蝕環(huán)境下FRP與混凝土正拉粘結(jié)性能研究、侵蝕環(huán)境下FRP與混凝土剪切粘結(jié)性能研究、侵蝕環(huán)境作用下FRP加固混凝土圓柱軸心受壓試驗(yàn)研究，考慮侵蝕作用FRP條帶加固鋼筋混凝土圓柱正截面受壓承載計(jì)算，建立相關(guān)的理論和計(jì)算方法，對FRP加固混凝土柱加固方案的選擇提出合理建議，可以為相關(guān)規(guī)程提供技術(shù)支持。

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內(nèi)容簡介

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP）片材加固鋼筋混凝土（RC）構(gòu)件的疲勞性能及其耐久性是國內(nèi)外土木建筑領(lǐng)域的前沿課題?！禙RP加固鋼筋混凝土構(gòu)件的疲勞性能》主要介紹作者承擔(dān)的國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目的研究成果，主要內(nèi)容包括：常幅載荷下FRP加固RC構(gòu)件的疲勞性能、隨機(jī)載荷下FRP加固RC構(gòu)件的疲勞性能、預(yù)應(yīng)力FRP加固RC構(gòu)件的疲勞性能、環(huán)境溫度對FRP加固RC構(gòu)件疲勞性能的影響、FRP加固RC構(gòu)件疲勞主裂紋擴(kuò)展、FRP加固RC構(gòu)件疲勞損傷演化規(guī)律和FRP加固RC構(gòu)件的疲勞壽命預(yù)測。

《FRP加固鋼筋混凝土構(gòu)件的疲勞性能》可供土木工程、道路與橋梁工程、工程力學(xué)等專業(yè)的本科生和研究生，以及從事橋梁工程、工業(yè)民用建筑、工程力學(xué)、固體力學(xué)等領(lǐng)域的研究人員和技術(shù)人員參考。2100433B