碳纤维布加固桥梁时的运用范围
桥梁加固中,它主要的可以对承受弯矩和剪力的构件的正截面承载力进行补强,对斜截面承载力进行加强,对截面的承剪进行加强;另外,用碳纤维布还可以对受压构件进行加强。简单介绍一下。
3.1 正截面承载力加强
具体的,在梁的底部粘贴一层或者数层碳纤维布,其截面形式可做成图1b的形式。如有可能,碳纤维布应该粘贴成如图的U型截面,这种截面正截面的承载力提高更大。粘贴层数可以参照《混凝土结构设计原理》的正截面承载力的计算方法进行计算定量。进行计算时,仍然采用平截面假设,适当考虑碳纤维布强度的折减(一般碳纤维的强度不能够完全发挥[2]),建议一般取其强度的60%为宜。
3.2 斜截面抗弯和截面承剪加强
用碳纤维布对斜截面抗弯加固、或者用以提高截面的抗剪能力时,一般可采用图2所示的粘贴方式。
一般,把碳纤维布剪成条状,粘贴在梁的侧面,粘贴方向最好和梁体内的主拉应力迹线相一致,这样碳纤维布能够充分发挥其抗拉效能,阻止混凝土的开裂,进而也可以提高梁的抗剪能力。
计算时,仍可以参照《混凝土结构设计原理》中对于弯起钢筋的抗弯和抗剪的考虑方式来考虑碳纤维布的作用,进而确定碳纤维布的用量。
3.3 受压构件的加固
用碳纤维对受压的混凝土柱进行加强时,一般可以用如图3所示的粘贴方法。
在加固后的受压混凝土杆件中,碳纤维的作用类似于混凝土柱中箍筋的作用,因此计算时仍可以参照《混凝土结构设计原理》中对于箍筋的处理方法,对碳纤维布的作用进行量化,以确定粘贴的层数。另外,柱体可以全部用碳纤维包裹,也可以部分包裹,初期的研究证明部分包裹可能更具优势.用碳纤维布加固的混凝土柱不仅能够提高承载力,而且能够提高混凝土柱的延性。因此,对处于地震活动较为频繁地区的桥梁墩台进行加固时,用它更具优势。
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