CFRP-PCPs复合筋加固钢-混组合梁负弯矩区抗裂试验与理论计算

作     者：邓宇 凌道远 倪淼 DENG Yu;LING Daoyuan;NI Miao

作者机构：广西科技大学土木建筑工程学院柳州545006 

出 版 物：《复合材料科学与工程》 (Composites Science and Engineering)

年 卷 期：2024年第5期

页      面：66-75页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52268021,52168016) 广西自然科学基金项目(2019GXNSFAA245061) 

主　　题：CFRP-PCPs复合筋 钢-混组合梁 负弯矩区 抗裂性能 复合材料 

摘      要：为解决钢-混组合梁负弯矩区混凝土板易开裂而造成刚度减弱的行业难题,以预制的CFRP-PCPs(carbon fibre reinforced polymer-prestressed concrete prisms)复合筋作为中支座的腹筋,并以复合筋的数量、预应力张拉水平和截面尺寸为主要参数设计制作了五根复合筋钢-混组合连续梁和一根普通组合连续梁,研究其在单跨单点荷载下负弯矩区的抗裂性能。结果表明:复合筋能显著增强中支座截面刚度,对负弯矩区的裂缝控制能力提升显著;与普通组合梁相比,复合筋梁的开裂荷载提高近30%,裂缝数量与裂缝宽度减少近50%;复合筋面积是提高裂缝控制能力的主要因素,预应力水平和截面尺寸对开裂荷载的影响较弱;复合筋的开裂荷载与预应力水平、面积正相关,其中预应力水平是影响复合筋效用时长的关键因素。基于现有理论和试验数据,本文提出CFRP-PCPs复合筋钢-混组合梁负弯矩区开裂荷载和复合筋的开裂荷载计算公式,计算结果与试验值较为吻合,可为复合筋在钢-混组合梁桥实际工程中应用提供参考。