FRP筋材嵌入式加固钢筋混凝土梁抗弯性能研究

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摘 要 frp筋材嵌入式加固称为一种新型的加固方法，而影响其加固性能的因素有很多，本文通过试验，对FRP筋材嵌入式加固的抗弯性能的影响因素进行了定性研究。

关键词 FRP筋材；嵌入式加固；抗弯性能

中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)012-0144-02

1 概述

随着时间的推移，运营中的很多桥梁因为各种内在和外在的因素，产生了不同程度的病害，进而影响到其结构安全，使得一些桥梁承载力不足，从而使得桥梁加固成为研究的热点。而FRP筋材嵌入式加固是近年来出现的一种新型加固方法，它具有承载力高，成本低，施工简单，施工速度快等优点。本文通过试验对影响嵌入式抗弯性能的影响因素进行了研究。

2 试件设计

FRP筋材加固混凝土构件，由于FRP筋材具有很高的抗拉强度，所以决定加固性能的因素是界面强度，而影响界面强度的因素有锚固长度、开槽距离试件边缘的距离、开槽宽度、槽间净距、FRP直径、嵌帖数量和混凝土强度。因此，为了研究影响FRP筋材嵌入式加固抗弯性能的影响因素，我们设计了如下试件，见表1、图1，并按照图1所示荷载位置递增加载。而且在试件制作过程中，为了防止发生混凝土受压区破坏和剪切破坏，在试件中分别配置了受压钢筋和箍筋。

图1 试件FRP筋嵌贴示意图

3 试验现象及数据分析

3.1 试验现象

整个试验过程中，试验现象基本相似，只是破坏荷载有所不同。对于嵌入两根FRP筋材的试件，因为开槽边距和开槽间距的不同，发生了不一样的破坏形式。其中开槽边距较小的试件KWL4和开槽间距较小的试件KWL8均发生筋材周围混凝土劈裂破坏，而对于开槽间距和开槽边距适中的KWL5和KWL6发生混凝土-胶层界面劈裂破坏，部分试验现象见图2。

3.2 试验数据

试验中，采得各试件破坏数据见表2。

3.3 试验现象和试验数据分析

根据试验现象和表2中的数据，试件KWL4和KWL8均发生了混凝土劈裂破坏，而KWL5～7基本没有发生混凝土劈裂破坏，而是在混凝土和胶凝材料界面发生破坏，说明开槽距离边缘的距离，和开槽间距都会影响到加固构件的抗弯承载力。

分析实验数据（表2），KWL2-1和KWL2-2虽然增大了配筋直径，但是相比KWL1-1和KWL1-2承载力提高并不明显（分别提高4.0%和5.2%），但是KWL4相比KWL1-1承载力仍然有很大提高（提高53.3%），特别是KWL5，KWL6相对于KWL1-1，KWL7和KWL8相对于KWL2-1更是具有很大提高，接近于前者的两倍（分别提高77.4%，75.3%和87.5%，65.1%），说明FRP筋材嵌入式加固构件抗弯承载力取决于FRP筋材的与混凝土的粘结性能。KWL3-1和KWL3-2相对于KWL2-1和KWL2-2，承载力提高也很明显（分别提高30.3%和27.6%），说明提高混凝土强度对于提高加固构件的抗弯性能具有一定的作用。同样分别对比KWL1-1和1-2、KWL2-1和2-2、KWL3-1和3-2的数据，承载力具有明显提高（分别提高14.7%、16.0%和13.5%），说明锚固长度对承载力影响比较明显。

4 结论与展望

4.1 结论

1）正常选材和施工情况下，FRP筋材嵌入式加固构件抗弯性能取决于FRP材料与混凝土的粘结性能。

2）提高混凝土强度对于提高粘结性能具有一定的作用。

3）单纯的提高FRP筋材直径对抗弯性能影响不大，但是提高FRP筋材的数量可以较明显提高抗弯，几乎以FRP筋材数量的倍数递增，但需要一定的折减。

4）加固时，开槽边距和开槽间距会影响到加固构件的破坏形式和抗弯性能。

5）增长锚固长度，能够较有效的提高承载能力。

4.2 展望

在未来的工作中，通过大量的试验定量的给出开槽间距和开槽边距的最小限值；定量的给出提高FRP筋材数量时，承载力提高的折减系数；结合试验，通过理论推导给出FRP筋材嵌入式加固构件的抗弯承载力计算公式。

参考文献

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