[01377010]表层嵌贴预应力FRP板条加固桥梁力学性能及应用研究

一、研究背景和课题来源 针对表层嵌贴预应力FRP材料加固方法研究的现状和趋势,紧密结合国家自然科学（51008036、50608009）交通部应用基础研究项目（2010318000006、2006319825070）、湖南省科技计划（2011SK3080）、湖南省自然科学基金（10JJ4038）、湖南省教育厅科技项目（09C071）和长沙理工大学桥梁与隧道工程创新性项目重点项目,课题组决定针对表层嵌贴预应力FRP板条加固桥梁技术开展系统性的研究,研发配套的设备与工艺,深入把握加固桥梁的力学性能,提出设计理论、构造措施要求与可靠度分析方法,将表层嵌贴预应力FRP加固桥梁发展成为具有产业化前景与推广应用价值的新型桥梁加固技术。 二、技术原理及性能指标 表层嵌贴（Near-Surface Mounted,以下简称NSM）FRP材料加固技术,是在混凝土结构物抗弯或抗剪区域表面开槽,然后在槽中填充胶粘剂,将FRP材料（棒材或板条）沿槽的纵向埋入胶中。待胶粘剂达到强度之后,加固材料和原结构成为一个整体,共同承受荷载作用。 三、技术创造性与先进性 1、该项目研发了先进实用的表层嵌贴FRP板条夹具及张拉配套设备,并形成了满足实际工程需要的加固工艺。 2、分析了多种影响因素对嵌贴FRP-混凝土的界面粘结性能作用机理和影响规律,建立了FRP-混凝土的有效粘结荷载和界面粘结应力分布的计算模型。 3、系统深入的研究了表层嵌贴预应力FRP加固桥梁的力学性能和相关设计参数对加固桥梁性能的影响,提出了相应设计理论和构造措施。 4、首次建立了基于可靠度理论的加固桥梁的抗力概率模型,提出了与现行规范相协调的预应力FRP加固桥梁的可靠度分析方法。 四、技术的成熟程度,适用范围和安全性 该项目的技术成熟,开发了表层嵌贴预应力FRP加固桥梁的工艺方法,目前已经申报2项发明专利和1项实用新型专利。适用于新旧桥梁及建筑等结构的加固中,试验证明该技术实用、安全可靠。 五、应用情况及存在的问题 该研究成果已在长沙瞿家段大桥、浏阳金刚桥、宁乡靳江桥、长沙花树台桥等4座梁桥的提载性加固改造工作中应用,为交通主管部门节约开支1000万元以上,产生了良好的经济和社会效益。