預應力鋼套箍-FRP複合加固RC橋墩抗震性能與設計方法研究

《預應力鋼套箍-FRP複合加固RC橋墩抗震性能與設計方法研究》是依託華僑大學，由黃群賢擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：預應力鋼套箍-FRP複合加固RC橋墩抗震性能與設計方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：黃群賢
• 依託單位：華僑大學

項目摘要

針對既有RC橋墩普遍存在的嚴重抗震缺陷和現有橋墩加固方法存在明顯局限性等問題，提出採用預應力鋼套箍(PSJ)和FRP套箍複合加固橋墩技術。系統開展採用PSJ加固方法和PSJ-FRP複合加固方法加固橋墩抗震性能、抗剪性能和軸壓性能試驗研究和理論分析，研究參數包括加固方式、截面形式、剪跨比、加固率和預應力水平等。通過軸壓性能試驗，研究PSJ和PSJ-FRP複合約束下混凝土本構關係、不同受力階段加固材料間的應力分配規律和加固橋墩軸向承載力計算方法。通過抗震性能和抗剪性能試驗，研究各試驗參數對橋墩各受力階段強度、剛度、延性、耗能和破壞形態等的影響規律。建立加固橋墩抗彎、抗剪、軸壓承載力計算方法、加固橋墩水平地震作用下各受力階段強度、剛度、變形計算方法和恢復力模型，最終形成PSJ和FRP複合加固橋墩抗震加固設計方法。研究成果將為大量既有橋墩抗震加固提供一種新的選擇，其套用將有效提升橋樑抗震防災能力。

結題摘要

橋樑為生命線工程的重要組成部分，是交通樞紐的“咽喉”，橋樑的破壞將導致生命線的中斷，造成的損失不可估量。橋墩是橋樑的主要承重和抗側力構件，橋墩的破壞往往會引起橋樑的整體倒塌。大量實際震害表明，既有橋樑普遍存在橋墩抗震性能不足，急需進行抗震加固。本項目針對目前橋墩加固技術存在的明顯局限性，考慮到橋墩加固存在體量大，外包加固需求高，戶外環境對防腐耐久的要求等特點，提出採用預應力鋼套箍(PSJ)和FRP 套箍複合約束鋼筋混凝土(RC)橋墩加固技術，並針對該橋墩項加固技術的加固性能和設計方法開展系統研究。 重點開展的研究內容如下：(1) 預應力鋼板箍成套技術研發，針對圓形截面RC橋墩研發一種新型的預應力加力部件可拆卸的改進型鋼板箍，該改進型預應力箍板具有施工便捷，加力部件可拆卸重複使用，加固後不改變原截面尺寸，不影響原結構的地震剪力分配等優點。(2) 開展預應力鋼套箍加固RC橋墩軸壓性能試驗研究，重點研究預應力度和配箍特徵值對加固試件軸壓性能的影響和變化規律。提出預應力鋼套箍加固RC橋墩的軸壓承載力計算公式。(3) 預應力鋼套箍加固RC橋墩抗震性能試驗研究，研究參數包括：預應力水平、軸壓比、箍板特徵值。提出適用於預應力圓形鋼板箍加固橋墩的剛度退化三線型恢復力模型。(4) 開展應力鋼板箍約束RC墩柱震損後殘餘軸壓性能試驗研究。重點研究預應力水平、配箍特徵值對震損PSJ約束墩柱殘餘軸壓性能的影響。提出PSJ約束墩柱震損殘餘軸壓承載力建議計算公式。(5) 開展預應力鋼套箍-FRP複合加固RC橋墩軸壓性能試驗研究。重點研究預應力度、鋼板箍配箍特徵值和CFRP配置特徵值對加固RC橋墩軸壓性能的影響規律，分析CFRP與PSJ共同作用機理，提出預應力鋼套箍－FRP複合加固RC墩柱的軸壓承載力計算公式。