郑愚
,
孙璨
,
杨健彬
,
邓拓
玻璃钢/复合材料
采用玻璃纤维复合筋(GFRP Bar)材代替钢筋能够有效解决传统钢筋混凝土桥面结构由于钢筋锈蚀所引起的结构功能退化问题.过去试验研究表明在FRP筋混凝土桥面承受集中荷载作用下,冲切破坏模式是一种常见的破坏模式.本次研究采用现有规范及已经发表抗冲切承载力计算模型对多组混凝土桥面板试验结果进行冲切承载力预测.通过与试验结果对比发现,由于大多数理论模型是基于简支构件试验结果建立的经验公式,其无法准确计算FRP筋混凝土桥面结构的冲切承载力.笔者前期建立的GFRP筋混凝土桥面板承载力理论方法考虑了拱效应的作用,计算结果与试验结果有较好的吻合.理论分析中发现,由于较高配筋率和较小跨高比,大部分GFRP筋混凝土桥面板发生剪切破坏而非弯切破坏.因此本文建立了简化的GFRP筋混凝土板剪切承载力计算方法,该模型计算结果与多个试验结果吻合良好.
关键词:
GFRP
,
混凝土桥面板
,
冲切承载力
,
理论算法
李游
,
郑愚
,
杨健彬
,
魏木旺
玻璃钢/复合材料
为了提高混凝土桥面板的耐久性和降低维修成本,本次研究建立了一种基于FPR的不配筋混凝土桥面结构体系.该桥面结构合理利用面板内的拱效应作为承载机理,采用GFRP杆件作为横向约束杆件,因此面板本体内不需配置受力筋.以支撑梁、约束杆件间距和加载区位置为结构参数,本文建立了一组1∶3比例缩小的桥面结构试验模型并对其进行了静力加载试验.分析研究桥面结构在轮胎荷载作用下的结构响应,清晰揭示了拱效应对该桥面结构承载性能的作用和影响.基于所建立非线性有限元模型计算结果与试验结果吻合良好,本文采用该数值模型进行了深入的参数分析,研究混凝土强度、拱高以及外置FRP约束杆件配置方式变化对该结构工作性能的影响.
关键词:
GFRP
,
桥面板
,
试验研究
,
有限元模拟
,
拱效应
郑愚
,
夏立鹏
,
杨健彬
,
童兵
玻璃钢/复合材料
为了研究表面嵌入式(Near Surface Mounted,简称“NSM”)纤维复合筋(FRP筋)加固钢筋混凝土面板的工作性能,对该加固桥面板结构进行试验研究,并通过改变加固筋材类型和加固方式分析其对面板加固效果的影响.通过分析试验结果发现,嵌入式加固能有效提高桥面板承载力,减少面板板底开裂程度和挠度,增强面板刚度,但由于侧向约束刚度的作用筋材类型变化的影响较小.为了深入研究该加固桥面工作机理,对试验模型进行有限元模拟,数值模拟结果与试验结果对比吻合良好.此后采用该数值模型进行参数分析,深入研究混凝土强度、侧向刚度、跨高比、FRP筋弹性模量、加固率、配筋率等结构参数变化对加固桥面板承载性能的影响.参数研究结果表明:侧向刚度和配筋率增加能提高桥面板承载力,但加固效果减弱;桥面板承载力随混凝土强度、加固率和FRP筋弹性模量的增加而提高,但弹性模量变化对桥面承载力提高幅度较小;跨高比增加,桥面板承载力减小,但加固面板承载力提高幅度增长.试验研究和数值分析的结果表明,工程加固时应根据加固面板结构自身材料强度、约束刚度和配筋率选用合理的FRP筋类型和加固率,充分发挥加固材料的作用.
关键词:
嵌入式加固
,
纤维复材筋
,
桥面板
,
有限元
杨健彬
,
郑愚
,
魏木旺
玻璃钢/复合材料
本文建立一种基于压缩薄膜效应(Compressive Membrane Action,CMA)的采用GFRP筋作为体外约束构件的预制混凝土桥面板,并对其在静力荷载作用下的工作性能进行试验研究.通过将试验与传统桥梁面板结构进行对比发现,本文采用GFRP的新型预制桥面板与传统桥梁面板结构相比,极限承载力提高了57％左右;采用GFRP材料作为体外约束构件,合理使用面板内压缩薄膜效应作为承载机制,充分利用GFRP材料良好的抗拉性能和耐久性提高了结构的可持续性.
关键词:
预制桥面板
,
GFRP筋
,
压缩薄膜效应
,
结构试验
