中國的公路橋梁建設(shè)行業(yè)發(fā)展迅速。截至2020年底,全國有超過117萬座公路橋梁,其中超過32萬座橋梁需要維修和加固。橋梁維修和加固任務(wù)繁重。
隨著材料科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,碳纖維增強也得到了迅速的發(fā)展,并在橋梁加固行業(yè)中得到應(yīng)用。具有重量輕,抗拉強度高,耐腐蝕性能好,施工操作方便,加固效率高等優(yōu)點。但是,當鋼筋屈服時,碳纖維材料的拉伸力尚未達到其極限拉伸強度的15%。
因此,預(yù)應(yīng)力碳纖維板開始用于橋梁加固,具有外部預(yù)應(yīng)力和碳纖維材料的優(yōu)點。它不僅可以修復(fù)結(jié)構(gòu)變形和閉合裂紋,而且可以大大提高碳纖維材料的利用率,大大提高增強構(gòu)件的極限承載力。
通過為實際橋梁工程應(yīng)用預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固計劃。并通過比較加固前后的抗彎承載力,橋梁的技術(shù)條件以及在相同試驗荷載下橋梁的應(yīng)變,撓度和固有頻率的變化,對預(yù)應(yīng)力的合理性和有效性進行了分析。碳纖維板加固計劃得到驗證。
通過這種情況得出以下經(jīng)驗結(jié)論:
?。?)靜載荷應(yīng)變試驗結(jié)果表明,在相同的試驗載荷下,預(yù)應(yīng)力碳纖維加固后主梁底部的應(yīng)變比加固前降低了約24%,主梁的撓度與加固前相比減少了約7%。加固后,每個梁的力更均勻,橋的橫向連接增加。用預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固T型梁橋可以有效提高主梁的抗彎剛度和承載能力。
(2)自然振動試驗結(jié)果表明,預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固的前后主梁的固有振動模式是一致的。與增強之前相比,一階面內(nèi)模式的頻率增加了約2.54%,并且與增強之前相比,一階面內(nèi)非對稱模式的頻率增加了約20.68%。
?。?)預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固后T梁中跨段的抗彎承載力達到要求,主梁承載力提高約17%。