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1、Vol.41，No.3第41卷第3期June，2015SichuanBuildingMaterials2015年6月预应力碳纤维板锚具锚固性能试验研究雷礼华(重庆交通大学土木建筑学院,重庆400074)摘要:碳纤维板是一种弹性材料,直到破坏仍然保1．2加载方案持弹性,因此,碳纤维板在受力前的任何偏差,都会导致按照JTG/TJ22-2008《公路桥梁加固设计规范》碳纤维碳纤维板在其宽度方向上的不均匀受力。先达到极限应变板材料1级抗拉强度标准值≥2400MPa,弹性模量≥1．6×的一侧会先破坏,从而使碳纤维板的试验张拉强度降低。105。试
2、验采用一端锚固,另一端用液压千斤顶张拉的方式合理的锚具能使碳纤维板充分发挥其抗拉能力,使桥梁加进行。张拉前先进行预紧装置,拉力取抗拉强度标准的固的效果更加显著和安全。本文通过试验研究3组锚固形5%,然后采用逐级张拉,拉力分别取抗拉强度标准的式下预应力碳纤维板张拉过程中受力情况,分析碳纤维板20%、40%、60%,每级张拉后持荷5min,观察无异常后受力过程和锚具性能,比选出合理的锚具和锚固方式。逐级加载。到达抗拉强度60%之后再加载到1700MPa,持关键词:预应力;碳纤维板;锚具;锚固;滑移荷30min,观察无异常后再以100MPa
3、为增量,逐级加载中图分类号:TU317文献标志码:B到2400MPa,每级持荷时间为5min。张拉过程中通过应文章编号:1672-4011(2015)03-0126-02变仪采集每个加载阶段对应的应变值,供后期分析研究。DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2015.03.0602试验结果分析0前言根据应力与应变计算公式σ=Eε和力与应力计算公式20世纪90年代至今,我国建造了大量的空心板桥梁,σ=F/A,可以推导张拉力与应变的关系,得到ε=F/EA,式随着桥梁服役年限的增长和交通量的剧增,近几年混凝土中,σ为应力
4、;E为碳纤维板的弹性模量;ε为应变;F为张拉空心板梁桥出现了大量的病害,并有加剧的趋势。预应力力;A为碳纤维板的横截面积。通过上述推导公式,根据试验碳纤维板加固桥梁技术是近年来新兴的加固技术之一。对实测值F计算出对应的理论ε,然后拟合得到理论应变曲线;碳纤维板材施加预应力,可以充分发挥和利用其高抗拉强根据试验实测值F和ε,可以拟合得到实测应变曲线。通过度,对旧桥加固起到明显的效果。origin软件处理结果如图2~4所示。1试验研究1．1试验材料本试验是国内3家公司提供碳纤维板、锚具和锚固形式,分别提供材料的检测报告,参数见表1。表1碳
5、纤维板材性类别A组碳纤维板B组碳纤维板C组碳纤维板宽度/mm505050图2A组应力应变曲线厚度/mm1．41．41．4长度/m333弹性模量/GPa190164166由于加固措施主要针对于旧桥,本试验在一根长为10m的空心板上进行植筋锚固,分别张拉,测试锚具和锚固的性能。为了达到可靠的锚固效果,针对碳纤维板采用钢板夹具锚,将碳纤维板夹在夹具中间,并采用高强螺栓将锚具固定在空心板上,通过施加预压力,以增强摩擦作用,并通过试验来验证其锚固效果(见图1)。其前端锚固部分图3B组应力应变曲线设有6个紧固螺栓,中间涂刷粘胶或设置波形来增加钢板
6、和碳纤维板之间的咬合。并且在碳纤维板的左端、中间、右端分别贴3个应变片,以便观察碳纤维板的形变过程。图4C组应力应变曲线图1试件示意图从以上结果可以看出碳纤维板在张拉过程中,各组试作者简介:雷礼华(1987-),男,江西南昌人,在读硕士研究生。研究验的左、中、右侧应变是不均匀的,这也就反应了碳纤维方向:桥梁与隧道工程。(下转第128页)·126·Vol.41，No.3第41卷第3期June，2015SichuanBuildingMaterials2015年6月下的计算弯矩见图4~5。测评定规程》中校验系数η≤1．0的规定,说明主拱圈满
7、足汽-20的设计荷载等级的使用要求,亦满足重车通行的使用要求。4维修加固措施及通行措施图3全桥计算模型图示通过以上工作,可以确认全桥的实际工作状态及重车通行的安全性能。以本桥为例,主拱圈能满足重车通行的要求,但腹拱圈病害及横墙较薄弱等因素影响重车通行的安全,因此需要采取加固或通行措施。4．1加固措施重车通行一般具有时间紧迫、一次性、要求绝对安全等特点,因此,常规的加固措施不能满足要求。本桥由于图4重车作用下弯矩包络图桥下是旱地,便于运送钢管架,因此,采用在腹拱圈下搭设支架,支撑保护腹拱圈。若受条件限制,可在桥面腹拱范围内搭设“桥上桥”
8、,利用工字钢直接跨过腹拱亦可。4．2通行措施拱桥为偏心受压构件,可进行验算确定配重措施,以减少过车时压力线变化对结构受力的不利影响。配重车选取30t左右的双桥车,前后各2辆,同一跨内重车在中间,两头根据计算结果在适当间隔
