连续纤维在工程结构加固中的应用

摘要:纤维聚合物(Fiber reinforced polymer,简称FRP)复合材料由于其质轻、高强、耐腐蚀等特点,已被广泛应用于土木工程中。为了更好地维修加固桥梁、延长构件的使用寿命,文中对普通粘贴FRP加固法、嵌入式加固法(NearSurfaceMounted,简称NSM)以及预应力FRP加固法在工程结构加固中的应用进行了概述。提出了粘贴FRP加固工程结构中,被加固构件的长期性,包括复合材料和粘贴固化后的老化性能、耐久性能,胶粘剂徐变收缩对梁体性能的影响以及疲劳可靠性、加固结构的整体性能等问题,这些问题都有待进一步研究解决,并拟将预应力加固技术应用于铁路桥加固工程中。
关键词:结构工程;复合材料FRP;补强加固;预应力
　　北美的很大一部分桥梁建于二战后,其中大多数的设计较现在桥规设计规定的荷载小,车辆少,交通量低。Klaiber等人的调查研究表明[1],在美国,超过 50%的桥梁建于1940年以前,这些桥梁中大约42% 都有结构损伤或承载力不足。截止1998年底,我国共有公路桥210 822座,其中临时桥梁3 053座,危桥 4 105座,而位于国、省道上的临、危桥分别为405座和 1 253座,分别占临时桥梁、危桥总数的13%和31%,与交通部《公路科学养护和规划化管理》(1991 - 2000)要求有很大的差距。这些有问题的结构急需诊断与维修加固。
粘贴FRP加固法现已渐渐为土建工程师们所认识和了解,同时学者们亦对粘贴FRP加固不同类型构件(梁、板、柱、节点等)、结构(框架、模型大梁、桥梁) 进行了大量的试验研究和工程应用。下面就几种主要应用于结构中的FRP制品加固情况予以阐述。 与普通钢筋及预应力钢筋相比, FRP材料具有较高的比强度和比刚度、优良的抗腐蚀性能、较好的疲劳性能和减振性能,它们还具有重量轻及非磁性的优点, 这些优点往往又是工程结构中力筋所希望具有的一些特性,因而FRP材料在工程结构中的应用正被作为一个热点而研究。现已研制出很多种纤维,但用碳素、芳纶纤维和玻璃纤维制造的FRP制品引起了土木工程师们很大的兴趣。FRP的表面形态可以是光滑的,或做成与轴线垂直的螺旋纹,或做成网状表面以防止搬运时受到损伤。截面形状包括棒状、薄板及织物形。

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