市政·交通·水利工程设计I 埘 妒 ‘rrofl~·water e5o¨ EngineeringDes t J
外 部 粘 贴 预 应 力 碳 纤 维 板 加 固 T 梁 桥 极 限 承 载
能 力 研 究
AnalysisofUltimateBearingCapacityforTGirderBridgeStrengthenedby External
Bonded Prestressed Carbon FiberBoard
冯春 恒
(秦皇岛市公路管理处，河北 秦皇岛066000)
FENGChun-heng
(Qinhuangdaoroadadministration，Qinhuangdao 066000，China)
【摘 要】对承载能力不满足要求的装配式混凝土T梁桥采用外部粘贴预应力碳纤维板进行加固，为得到加固后的装配式
混凝土T梁桥的极限承载力，利用Midas有限元软件建立了外部粘贴预应力碳纤维板加固混凝土T梁桥空间有限元计算
模型，进行了加固后装配式混凝土T梁桥极限承载力的全过程分析。研究结果表明：采用外部粘贴预应力碳纤维板对装配
式混凝土T梁桥进行加固，可以充分发挥碳纤维板的高强特性，减小混凝土的应力，改善混凝土T梁的受力性能，延缓裂
缝的产生；提高混凝土T梁的屈服荷载、极限荷载，使混凝土 T梁的承载能力得到提高；增大T梁的刚度，使 T梁的挠度明
显减小，变形得到有效控制。
【Abstract]The prefabricated concrete T girder bridge which cannot meet the requirements of the load bearing capacity was
reinforced by external bonded Pres~essed carbon fiber board，In order to evaluate the ultimate bearing capacity ofthe s~engthened T
girderbridge，thefiniteelementmodelofconereteTgirderbridgestrengthenedbyexternalbondedPrestressedcarbonfiberboardwas
established with the Midas finite element software，and analysis ofthe ultimate bearing capacity for the bridge Was performed．The
numerical result shows that：The stresses ofsteel stand and concrete Can be reduced，the mechanical properties ofT girder Can be
improved，and the emergence ofcracks Call be delayed by the presented strengthening method because offull play ofthe T girder
characteristicsofexternalbondedPrestressedcarbonfiberboard；theincreasedyieldandultimateloadsleadtoimprovingthebearing
capacityoftheconcreteTgirder；duetotheincreaseofthe stiffnessof Tgirder，theverticaldeflectioncallbedramaticallydecreased
andthedeformationCanbeeffectivelysuppressed．
【关键词】桥梁工程；体外预应力碳纤维板；有限元法；极限承载力
【Keywords】bridgeengineering；externalbondedprestressedcarbonfiberboard；finiteelementmethod；ultimatebearingcapacity
【中图分类号】u448．2U2 【文献标志码】A 【文章编号】1007．9467(2016)12 0075—03
[DOII10。13616／j．cnki．gejsysj．2016．12．017
1 引 言
目前，国内普通钢筋混凝土桥梁常用的加固方法有增大
截面、粘贴钢板或碳纤维材料、体外预应力等【l1，这些方法虽然
都能够解决一些问题，但是同时存在各种不足，其中增大截面
施工难度较大，费用较高；粘贴碳纤维材料翻或钢板由于被动
【作者简介】冯春恒(1970一)，男，山东潍坊人，高级工程师，从事桥
梁建设、运营及维修加固技术研究。
受力 ，实际效果有限；而体外预应力存在受力状态不一致 ，容
易松弛、后期养护较为麻烦等不利因素。因此 ，研究新型的加
固技术，最大程度地发挥材料性能，工艺上简单可靠，将是未
来普通钢筋混凝土梁桥加固，特别是 T型梁桥加固的发展方
向，在我国公路桥梁加固具有巨大的需求【31。
预应力碳纤维板为有黏结预应力，与无黏结的体外预应
力钢绞线相比，在抑制裂缝、提高结构的抗弯承载能力方面也
具有更突出的性能嗍。本文利用 Midas有限元软件，对桥梁因
病害造成结构耐久性及承载能力不满足要求的桥梁，采用体 7
J工程建设与设计 1 ConJtn：c~ion&Des~For蹦ecI
外预应力碳纤维板加固的混凝土 T梁桥进行极限承载力全过
程数值仿真分析。
2 工 程 概 况
大蒲河桥右桥位于沿海路(S364)K73+980km处，昌黎县
境内。该桥上部结构为 19～20m预制混凝 土 T梁 ，梁高
130~m，各跨由6片T梁组成，标准跨径 20m。下部结构为桩
柱式墩台，交角 90~。$364省道加宽后，在其下游新建一并行
的简支板梁桥，原桥即作为整个桥的右半幅运营。桥梁右幅宽
度为：行车道 9m+2x0．5m的防撞护栏，桥梁全长 380m，桥面
铺装为沥青混凝土。桥梁设计荷载为汽车-20级 ，挂车-100。
混凝土 T梁几何尺寸如图 1所示。
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a边主梁横断面 b中主梁横断面
图 1混凝土 T梁几何形状
对 T梁梁底粘贴预应力碳纤维板提高其正截面抗弯承
载能力。梁底粘贴宽 lOOmm、厚 1．4ram的预应力碳纤维板，长
度 16m。加固
外部粘贴预应力碳纤维板加固T梁桥极限承载能力研究（论文）.pdf
