浅析CFRP在桥梁加固中的应用

碳纤维加劲塑料（CFRP）是一种高强轻质、耐腐蚀、耐疲劳的新型复合材料,随着对现代复合材料的不断研究与利用,CFRP在桥梁工程中的应用也日趋多样化。本文着重介绍CFRP材料在桥梁加固中的应用。     

CFRP/SMA复合材料片材增强钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

为研究使用形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)将预应力引入碳纤维复合增强材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)中的有效性,本文在CFRP/SMA复合材料回复力试验研究的基础上,对CFRP/SMA复合材料加固梁开展了抗弯性能试验.试验梁中1根为未加固梁,l...     

CFRP加固钢筋混凝土曲梁的抗弯性能试验研究

对碳纤维复合材料加固桥梁后的受弯承载力进行了试验研究。采用16个钢筋混凝土曲梁和直梁试件进行三点弯曲试验模拟CFRP加固桥梁的抗弯加固,得到了荷载、挠度和跨中CFRP应变,为CFRP加固钢筋混凝土曲梁提供试验数据,为碳纤维复合材料在桥梁加固中的应用积累经验。     

浅析碳纤维复合材料(CFRP)在土木工程加固中的应用

碳纤维复合材料(CFRP)作为一种新型材料,有着优良的物理力学性能,近年来在土木工程加固中的应用越来越广泛。本文介绍了CFRP的发展历程及主要研究成果,分析了CFRP的材料特性,同时对CFRP在土木工程加固中的应用进行了研究。     

CFRP在商用车白车身驾驶室中的轻量化研究

通过实验与仿真建立了CFRP复合材料的本构模型.对某商用车白车身驾驶室进行静刚度和动态力学分析,在满足驾驶室车身刚度要求的条件下,选取CFRP复合材料对驾驶室模型进行材料代替,设计了钢/CFRP混合材料结构的驾驶室模型,并以通用有限元软件nastran对其求解.仿真结果表明,轻量化后的驾驶室模型的刚度基本保持不变,一阶扭转频率提升了27.3%,同时白车身驾驶室整体质量下降37.9 kg,降幅达到11.3%,轻量化效果显著,CFRP复合材料在汽车轻量化领域具有广阔的发展前景.     

内嵌碳纤维增强复合材料加固梁的延性提升方法

提出一种新的内嵌碳纤维增强复合材料(CFRP)延性加固的方法,使CFRP在极限状态下发生稳定、有限度的滑移,在充分利用CFRP强度的同时,避免CFRP断裂,从而提高加固构件的延性.介绍了内嵌CFRP延性加固的设计方法,并通过CFRP嵌条的黏结-滑移试验和内嵌CFRP加固钢筋混凝土梁的弯曲试验验证了加固方法及设计方法的有效性.     

冲击电流作用下碳纤维复合材料的导电特性

针对碳纤维复合材料(CFRP)在航空航天领域应用时的雷电损伤机理以及无损检测的问题,建立了CFRP非破坏性冲击动态伏安特性测试平台,对碳纤维复合材料的动态伏安特性的测量方法进行了研究。通过对流经CFRP上动态电流以及两端动态电压的测试,研究CFRP在非破坏脉冲电流作用下的动态伏安特性。研究发现:冲击电流的幅值、波形以及测量电极均会对CFRP的动态伏安特性产生比较明显的影响。随着冲击电流幅值的增加,CFRP的动态伏安特性曲线在电流上升阶段出现明显的向上偏移;在电流下降阶段,其所对应的动态伏安特性曲线会向下偏移直至趋于重合。当施加在CFRP上的冲击电流的持续时间变长时,明显看出CFRP的动态伏安特性上升阶段和下降阶段所包围的区域逐渐减小。当测量电极尺寸增加时,流过CFRP上的动态电流幅值增大了15%,其动态伏安特性曲线会逐渐向下移动,且随着冲击电流幅值增加,不同测量电极所对应的伏安特性曲线逐渐接近。研究结果为碳纤维复合材料在雷电直接作用时其导电行为以及损坏机理的研究提供了一定的实验基础与理论依据,为碳纤维复合材料的无损检测提供了新的实验思路。     

成型工艺对CFRP及CFRS渗滤阈值的影响

分别采用注浆、压制、挤出三种成型工艺制备碳纤维-普通硅酸盐水泥基复合材料(CFRP),和碳纤维-硫铝酸盐水泥基复合材料(CFRS),研究三种成型工艺对复合材料微观结构和渗滤阈值的影响.结果表明:注浆成型制备的CFRP和CFRS的渗滤阈值均为w=0.6%;采用2MPa、10MPa压力压制成型制备的CFRP和CFRS的渗滤阈值分别为w=0.6%和w=0.4%;挤出成型制备的CFRP和CFRS的渗滤阈值均为w=0.8%;注浆成型的CFRS及2MPa下压制成型的CFRP阈值电阻率较低分别为0.9Ω·m和0.7Ω·m,具有较好的电性能.     

Lattice树脂蜂窝填充CFRP薄壁方管的吸能特性

提出了一种3D打印Lattice树脂蜂窝填充碳纤维增强复合材料(CFRP)薄壁方管的吸能设计方法,并通过万能材料试验机开展了Lattice树脂蜂窝、CFRP薄壁方管以及Lattice树脂蜂窝填充CFRP薄壁方管在轴向承载状态下的准静态力学行为研究。结果表明,在相同受载情况下,Lattice树脂蜂窝填充CFRP薄壁方管的承载力与吸能量远高于Lattice树脂蜂窝与CFRP薄壁方管之和。     

冲击载荷下Ti/CFRP层合板结构的数值模拟分析

为了研究钛合金/碳纤维增强复合材料(Ti/CFRP)层合板结构的抗冲击性能,采用基于三维Hashin准则的VUMAT材料子程序模拟复合材料层合板的损伤失效,采用内聚力单元模拟层合板与钛合金之间的胶层,采用Johnson-Cook本构模型模拟钛合金的塑性变形及失效,建立了Ti/CFRP层合板结构的冲击损伤有限元模型。分别讨论了冲击动能、钛板的厚度及复合材料的铺层角度等因素对层合板结构的抗冲击性能的影响,结果显示增加钛板的厚度可以有效提高层合板结构的抗冲击性能,Ti/CFRP层合板结构承受冲击载荷发生损伤失效时,失效模式以基体失效与拉伸分层失效为主,合理选择铺层角度可以改善复合材料层合板的抗冲击性能。分析结果可为Ti/CFRP层合板结构的设计及工程应用提供参考。     

桥梁新型复合材料的发展应用

纤雏复合材料是土木工程特别是桥梁工程现今广泛发展的新型复合材料。以玻璃纤维、碳纤雏和芳纶纤雏为代表，介绍了复合材料的主要特性以及在桥梁工程中的应用，阐述了其良好的发展前景。     

单向分布碳纤维砼加固板温度裂缝分析

由于铁路桥梁挡风板两侧温差影响、垂直挡风板的风荷载作用等,会产生板面外的变形,挡风板容易产生裂缝.在挡风板内侧用碳纤维混凝土薄板做加固处理,可以阻止挡风板的开裂.本项目加固板碳纤维沿挡风板的高度单向分布,应用FINAL有限元软件,分析挡风板与加固板之间温差作用对加固板裂缝的影响,并分析碳纤维两向正交分布、加固板厚度对加固板温度裂缝的影响,从既经济又适用的角度,为碳纤维加固板设计与应用提供理论依据.     

碳纤维加固桥梁结构计算分析

提出了碳纤维布加固混凝土桥梁结构设计计算方法,以指导桥梁结构碳纤维加固设计计算。并分析了桥梁结构其它加固方法的优缺点。     

碳纤维板加固桥梁的承载性能（英文）

为了探究碳纤维板对桥梁承载性能的影响，利用Midas Civil软件建立了东苕溪大桥模型，并对各桥段进行了下沉形变、抗剪承载力、抗扭承载力的计算分析，划定出易受剪切破坏区域.在易受破坏的区域添加碳纤维板，分别对原桥体和加固碳纤维板桥体进行数值分析，结果表明，加固碳纤维板桥体的承载性能明显提升，其中沉降幅度降低27%,抗剪抗扭能力提升10%.     

碳绞线体外预应力在桥梁中的应用

为解决混凝土桥梁中钢筋锈蚀引发的问题,采用CFRP筋中的碳绞线作体外束施加预应力.探讨了碳绞线体外预应力混凝土桥梁的结构特点和构造措施,以及该类桥梁中挠度、延性及抗弯、抗剪的计算分析方法.据此在淮安市的何圩桥中研究设计了一跨碳绞线体外预应力混凝土简支梁,并利用有限元法等对其延性和抗弯承载力进行了分析.研究表明,该桥的筋束应力、裂缝宽度、挠度、延性及极限抗弯承载能力各项指标均能满足设计要求.碳绞线体外预应力桥梁发展前景看好.     

基于MIDAS模拟的碳纤维混凝土井盖受力性能分析

以碳纤维替代钢筋研发碳纤维混凝土井盖,旨在改善混凝土井盖的力学性能和耐久性能.试验研究了用于碳纤维混凝土井盖的混凝土配合比,分析确定了碳纤维的掺入量,利用MIDAS模拟了碳纤维混凝土井盖在车辆荷载作用下的受力性能.研究结果可为碳纤维在混凝土井盖中的应用提供理论依据.     

混凝土受弯构件加固中碳纤维的设计和应用

聚丙烯腈基碳纤维是一种用于混凝土构件加固的新型建材,它的密度只有钢筋的1/4,抗拉强度却是钢筋的10倍左右,而且耐腐蚀性、耐久性很好,应用价值受到业内人士的认可.对聚丙烯腈基碳纤维片材加固混凝土受弯、受剪、混凝土柱抗震加固的设计及施工应用进行了详细介绍和研究,为更好地在混凝土加固工程中应用提供了参考.     

高新材料在旧桥加固中的应用

采用碳纤维布（CFRP）对桥梁结构进行加固能提高混凝土梁抗剪承载力,增强构件的变形能力,提升桥梁的使用性能,具有显著的经济效益。     

碳纤维智能层检测循环荷载下复合板裂缝

基于碳纤维智能层的力电传感特性,针对现行桥梁规范对裂缝宽度的限制,运用循环等幅试验加载方式,设置对照组,分别研究有、无预制裂缝玻璃钢板试件在不同挠度的控制下传感器电阻及试件表面裂缝宽度的变化规律。检测试验分析表明:树脂基碳纤维智能层具有良好的传感特性,可感知玻璃钢板裂缝宽度的变化;无论玻璃钢板试件有无预制裂缝,随着循环荷载的周期性变化,树脂基碳纤维智能层传感器的电阻呈现周期性变化;在小挠度的控制下传感器的峰值电阻越来越小;大挠度的控制下传感器的峰值电阻越来越大;在试件挠度控制一定范围内时传感器的电阻呈现线性变化且稳定性好,这为工程结构在循环荷载作用下的裂缝宽度检测提供试验依据。     

轻骨料碳纤维混凝土

综述了轻骨料混凝土与碳纤维混凝土的研究现状和应用现状，讨论了轻骨料碳纤维混凝土研究的主要问题，并对其应用前景进行了展望。