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文檔簡介

ICS93.040

CCSP28

DB36

江西省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB36/T1692—2022

公路橋梁纖維復(fù)材加固設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程

Technicalregulationsforreinforcementdesignoffiberreinforcedpolymersfor

highwaybridges

2022-11-17發(fā)布2023-05-01實(shí)施

江西省市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB36/T1692—2022

目次

前言............................................................................II

1范圍..............................................................................1

2規(guī)范性引用文件....................................................................1

3術(shù)語和定義........................................................................1

4符號(hào)..............................................................................3

5基本規(guī)定..........................................................................5

6材料..............................................................................5

7預(yù)應(yīng)力復(fù)材板加固法................................................................9

8復(fù)材網(wǎng)格加固法...................................................................13

9復(fù)材筋嵌入式加固法...............................................................17

10復(fù)材與鋼絲繩組合加固法..........................................................20

附錄A(資料性附錄)碳纖維復(fù)材網(wǎng)格拉伸性能試驗(yàn)方法.................................22

附錄B(資料性附錄)粘結(jié)樹脂正拉粘結(jié)強(qiáng)度的檢測方法.................................24

附錄C(資料性附錄)纖維布層間粘結(jié)剪切強(qiáng)度試樣制備方法.............................27

附錄D(資料性附錄)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料與樹脂材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測定方法.............28

附錄E(資料性附錄)碳纖維復(fù)材網(wǎng)格錨固性能試驗(yàn)方法.................................30

附錄F(資料性附錄)粘貼碳纖維復(fù)材片材加固混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量現(xiàn)場檢測方法...........32

條文說明.........................................................................34

I

DB36/T1692—2022

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起

草。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。

本文件由江西省交通運(yùn)輸廳提出并歸口。

本文件起草單位:江西贛粵高速公路股份有限公司、東南大學(xué)。

本文件主要起草人:王國強(qiáng)、李諾、吳剛、鄒友泉、余小晴、楊美群、劉靜、朱虹、董志強(qiáng)、唐煜、

萬陽、李莉、葉海新。

II

DB36/T1692—2022

公路橋梁纖維復(fù)材加固設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程

1范圍

本文件規(guī)定了纖維復(fù)材加固公路橋梁的設(shè)計(jì)技術(shù)要求,其中包括預(yù)應(yīng)力復(fù)材板加固法、

復(fù)材網(wǎng)格加固法、復(fù)材筋嵌入式加固法及復(fù)材與鋼絲繩組合加固法。

本文件適用于江西省內(nèi)鋼筋混凝土公路梁式橋和預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋,以恢復(fù)使用功

能、提高承載能力和增強(qiáng)安全性為目的的加固設(shè)計(jì)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期

的引用文件,僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括

所有的修改單)適用于本文件。

GB/T1446纖維增強(qiáng)塑料性能試驗(yàn)方法總則

GB/T3354定向纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料拉伸性能試驗(yàn)方法

GB/T3356定向纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料彎曲性能試驗(yàn)方法

GB/T3365碳纖維增強(qiáng)塑料孔隙含量和纖維體積含量試驗(yàn)方法

GB/T5224預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線

GB/T8358鋼絲繩實(shí)際破斷拉力測定方法

GB/T9914.3增強(qiáng)制品試驗(yàn)方法第3部分:單位面積質(zhì)量的測定

GB14907鋼結(jié)構(gòu)防火涂料

GB50010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范

GB50608纖維增強(qiáng)復(fù)合材料工程應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

JC/T773纖維增強(qiáng)塑料短梁法測定層間剪切強(qiáng)度

JG/T507數(shù)顯式粘結(jié)強(qiáng)度檢測儀

JGJ145混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程

JGJ/T325預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼絲繩加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程

JTG/TH21公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

JTG/TJ21公路橋梁承載能力檢測評(píng)定規(guī)程

JT/T821混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表面用防腐涂料

CECS146碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

原構(gòu)件existingstructuremembers

實(shí)施加固前的原有構(gòu)件。

1

DB36/T1692—2022

3.2

承重構(gòu)件load-bearingstructuremembers

承受施加在結(jié)構(gòu)上主要作用的構(gòu)件。

3.3

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料fiberreinforcedpolymers

連續(xù)纖維或纖維織物與基體樹脂復(fù)合制備而成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,簡稱纖維復(fù)材

(FRP)。

3.4

纖維布fibersheets

連續(xù)纖維單向或多向排列形成的布狀制品,簡稱纖維布。

3.5

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板fiberreinforcedpolymerplates

連續(xù)纖維單向或多向排列形成的板狀制品,簡稱復(fù)材板。

3.6

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材fiberreinforcedpolymerlaminates

現(xiàn)場用浸漬樹脂粘貼的纖維布和復(fù)材板的統(tǒng)稱,簡稱復(fù)材片材。

3.7

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋fiberreinforcedpolymerbars

單向連續(xù)纖維與基體樹脂經(jīng)拉擠成型形成的棒狀制品,簡稱復(fù)材筋。

3.8

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料網(wǎng)格fiberreinforcedpolymergrids

用連續(xù)纖維制成的網(wǎng)格狀制品,一般為正交雙向形式,簡稱復(fù)材網(wǎng)格。

3.9

鋼絲繩steelwireropes

由高強(qiáng)不銹鋼鋼絲或高強(qiáng)鍍鋅鋼絲制成的小直徑鋼絲繩。

3.10

鋼絲-連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合板steelwire-basaltfibercompositeplates

由鋼絲和連續(xù)玄武巖纖維疊層鋪設(shè),并在工廠經(jīng)樹脂浸漬固化而成的板狀制品。

3.11

2

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基體樹脂matrixresin

用于浸漬纖維絲,并在固化成型后傳遞應(yīng)力至纖維絲,是復(fù)材組成成分之一。

3.12

植筋膠reinforcingglue

嵌入式加固時(shí)用于復(fù)材錨固的樹脂材料。

3.13

浸漬樹脂saturatingresin

粘貼加固時(shí)用于粘貼并浸透纖維布的樹脂材料。

3.14

粘貼樹脂adhesiveresin

粘貼加固時(shí)用于粘貼復(fù)材的樹脂材料。

4符號(hào)

4.1材料性能

Ef——復(fù)材的彈性模量;

Es——鋼筋的彈性模量;

fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

fcu——混凝土立方體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

ff——加固層混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

ffd——復(fù)材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

ffk——復(fù)材的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;

ffv——抗剪加固采用的復(fù)材網(wǎng)格抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

fr——鋼絲繩抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

ftk——混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;

fy——受拉鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

fy——受壓鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

σf,md——達(dá)到受彎承載力極限狀態(tài)時(shí),復(fù)材的拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值。

4.2作用效應(yīng)及承載力

M——彎矩設(shè)計(jì)值;

Mk——正常使用階段的標(biāo)準(zhǔn)荷載組合下的彎矩值;

Vb——剪力設(shè)計(jì)值;

Vb,ca——加固層混凝土承擔(dān)的剪力設(shè)計(jì)值;

Vb,f——達(dá)到受剪承載力極限狀態(tài)時(shí)復(fù)材網(wǎng)格承擔(dān)的剪力設(shè)計(jì)值;

Vb,rc——未加固構(gòu)件的受剪承載力;

con——預(yù)應(yīng)力復(fù)材板的張拉控制應(yīng)力;

f——復(fù)材應(yīng)力;

3

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fpe——預(yù)應(yīng)力復(fù)材板有效預(yù)應(yīng)力;

l4——預(yù)應(yīng)力復(fù)材板的松弛損失;

l5——混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失值;

le——分批張拉的預(yù)應(yīng)力復(fù)材板,后張拉預(yù)應(yīng)力對(duì)前批預(yù)應(yīng)力復(fù)材板產(chǎn)生彈性回縮損失;

le0——由于施加預(yù)應(yīng)力引起的原結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力筋(束)的彈性壓縮損失;

pc——預(yù)應(yīng)力復(fù)材板處的混凝土法向壓應(yīng)力;

Δσpe.——先張拉的片材截面中心處,由后張拉的每一批復(fù)材片材產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力;

Δσpe0——原構(gòu)件控制截面預(yù)應(yīng)力鋼筋重心處,由張拉的一批復(fù)材片材產(chǎn)生的法向應(yīng)力;

sk——正常使用階段受拉鋼筋的拉應(yīng)力;

αEp——復(fù)材片材的彈性模量與混凝土彈性模量的比值;

εf——復(fù)材應(yīng)變;

fe,m1——受壓邊緣混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變時(shí)復(fù)材的有效拉應(yīng)變;

fe,m2——復(fù)材與混凝土界面產(chǎn)生剝離破壞時(shí)復(fù)材的有效拉應(yīng)變。

4.3幾何參數(shù)

Ac——加固層混凝土截面積;

Af——復(fù)材截面面積;

Af,tot——嵌入式加固復(fù)材截面總面積;

As——受拉鋼筋截面面積;

As——受壓鋼筋截面面積;

Ase——計(jì)算復(fù)材片材加固混凝土受彎構(gòu)件撓度變形時(shí)的換算受拉鋼筋截面面積;

ab——筋型復(fù)材的厚度;

ae——矩形凹槽至鄰近的梁側(cè)面距離;

ag——相鄰矩形凹槽之間的凈間距;

a0——縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)至混凝土受拉區(qū)邊緣的距離;

a′——縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)至混凝土受壓區(qū)邊緣的距離;

b——矩形截面寬度或T形截面腹板的寬度;

bb——筋型復(fù)材的高度;

bf——受壓翼緣寬度;

db——筋材型復(fù)材的直徑;

e——復(fù)材板到中和軸的距離;

h0——截面的有效高度,即受拉鋼筋面積重心至受壓邊緣的距離;

h'f——受壓翼緣高度;

hfe——受拉復(fù)材的面積重心至受壓邊緣的有效高度;

hg——矩形凹槽的高度;

L——計(jì)算跨度;

l——張拉端至錨固端之間的距離;

sfg——復(fù)材網(wǎng)格豎向肢之間的間距;

tfd——嵌入式加固復(fù)材的等效厚度;

wg——矩形凹槽的寬度;

x——混凝土受壓區(qū)高度;

f——復(fù)材的配筋率;

ξb——受彎構(gòu)件加固前的相對(duì)界限受壓區(qū)高度;

ξb,f——受彎構(gòu)件加固后的相對(duì)界限受壓區(qū)高度。

4

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4.4計(jì)算系數(shù)及其他

a1——受壓區(qū)混凝土等效應(yīng)力圖形的折減系數(shù)。

acf——復(fù)材板層數(shù)影響系數(shù);

m——復(fù)材片材分批張拉的次數(shù);

r——松弛損失率;

ψvb——與受力條件有關(guān)的抗剪強(qiáng)度折減系數(shù);

γe——復(fù)材環(huán)境影響系數(shù);

γf——復(fù)材分項(xiàng)系數(shù);

ΔT——年平均最高(或最低)溫度與預(yù)應(yīng)力復(fù)材張拉錨固時(shí)的溫差;

αc——加固層混凝土強(qiáng)度利用系數(shù);

αcv——斜截面混凝土受剪承載力系數(shù);

αe——混凝土軸向溫度熱膨脹系數(shù);

αf——復(fù)材板軸向溫度膨脹系數(shù)。

5基本規(guī)定

5.1一般規(guī)定

5.1.1采用復(fù)材加固之前,應(yīng)按JTG/TH21、JTG/TJ21的規(guī)定,對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測和可靠

性鑒定,并根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況,確定原結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)。

5.1.2結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)應(yīng)與施工方法緊密結(jié)合,采取有效措施,確保新舊構(gòu)件連接可靠、變

形協(xié)調(diào)、共同受力;并應(yīng)避免對(duì)未加固部分以及相關(guān)的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和地基基礎(chǔ)造成不利的影

響。

5.1.3處于特殊環(huán)境(腐蝕、放射、高溫等)下的混凝土結(jié)構(gòu)采用復(fù)材加固時(shí),應(yīng)采取相

應(yīng)防護(hù)措施。

5.1.4未經(jīng)技術(shù)鑒定或設(shè)計(jì)許可,不得改變結(jié)構(gòu)的用途和使用環(huán)境。

5.1.5在加固設(shè)計(jì)文件中應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)加固過程中可能出現(xiàn)傾斜、失穩(wěn)、過大變形或坍塌的情

形提出相應(yīng)的施工安全措施,并明確要求施工單位應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行。

5.2設(shè)計(jì)原則

5.2.1采用復(fù)材加固時(shí),被加固結(jié)構(gòu)經(jīng)檢測評(píng)定后的承載力設(shè)計(jì)值不應(yīng)低于其恒荷載和可

變荷載頻遇值組合下的作用效應(yīng)設(shè)計(jì)值。

5.2.2應(yīng)進(jìn)行施工張拉過程、承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的計(jì)算和驗(yàn)算,并應(yīng)

考慮結(jié)構(gòu)二次受力的影響。

6材料

6.1一般規(guī)定

6.1.1本規(guī)程所涉及材料主要包括纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、鋼絲-連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合板、粘貼

樹脂、表面防護(hù)材料等。

6.1.2粘貼樹脂宜采用環(huán)氧樹脂,纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的基體樹脂可選用環(huán)氧樹脂、乙烯基

酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚氨酯樹脂和酚醛樹脂等。

6.1.3碳纖維復(fù)材施工時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離電氣設(shè)備和電源,或采取可靠的防護(hù)措施,施工過程應(yīng)避

免復(fù)材彎折。

5

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6.1.4粘貼樹脂的原料應(yīng)密封儲(chǔ)存,遠(yuǎn)離火源,避免陽光直接照射。粘貼樹脂的配置和使

用場所應(yīng)保持通風(fēng)良好。

6.2纖維增強(qiáng)復(fù)合材料

6.2.1結(jié)構(gòu)加固用碳纖維,須選用聚丙烯腈基(PAN基)12k或12k以下的小絲束纖維,

嚴(yán)禁使用大絲束纖維;結(jié)構(gòu)加固用玻璃纖維,須選用高強(qiáng)度無堿玻璃纖維。

6.2.2單向纖維布應(yīng)符合GB50608第4.2.3條的規(guī)定。

6.2.3結(jié)構(gòu)加固用纖維布須采用符合本規(guī)程第5.2.1和5.2.2條要求的連續(xù)纖維,并與配套

的改性環(huán)氧樹脂使用。承重構(gòu)件的加固嚴(yán)禁使用單位面積質(zhì)量大于300g/m2或采用預(yù)浸法生

產(chǎn)的碳纖維布。纖維布的主要力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)符合表1的規(guī)定。纖維布抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具

有95%的保證率,彈性模量和極限應(yīng)變應(yīng)取平均值。

表1纖維布的主要力學(xué)性能指標(biāo)

纖維布類型和等級(jí)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)(MPa)彈性模量(GPa)極限應(yīng)變(%)

CFS2500≥2500≥210≥1.3

高強(qiáng)型CFS3000≥3000≥210≥1.4

碳纖維布CFS

CFS3500≥3500≥230≥1.5

高模型CFSM390≥2900≥390≥0.7

GFS1500≥1500≥75≥2.0

玻璃纖維布GFS

GFS2500≥2500≥80≥2.3

玄武巖纖維布BFSBFS2000≥2000≥90≥2.0

6.2.4對(duì)符合第5.2.3條要求的纖維復(fù)材,當(dāng)與另一種改性環(huán)氧樹脂配套使用時(shí),仍須按下

列項(xiàng)目重新做適配性檢驗(yàn):

a)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;

b)仰貼條件下纖維復(fù)材與混凝土正拉粘結(jié)強(qiáng)度;

c)層間剪切強(qiáng)度,按附錄C規(guī)定的方法測定。

6.2.5復(fù)材板應(yīng)符合下列規(guī)定:

a)單向復(fù)材板的抗拉強(qiáng)度應(yīng)按板的實(shí)測截面面積計(jì)算;

b)單向復(fù)材板的纖維體積含量不宜小于60%。

6.2.6復(fù)材板的主要力學(xué)性能應(yīng)符合表2的規(guī)定。

表2復(fù)材板的主要力學(xué)性能指標(biāo)

復(fù)材板類型和等級(jí)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)(MPa)彈性模量(GPa)極限應(yīng)變(%)

CFP2000≥1800≥140≥1.4

碳纖維復(fù)材板CFP

CFP2300≥2300≥150≥1.4

玻璃纖維復(fù)材板GFPGFP800≥800≥40≥2.0

玄武巖纖維復(fù)材板BFPBFP1000≥1000≥50≥2.0

6.2.7復(fù)材筋應(yīng)符合下列規(guī)定:

a)復(fù)材筋截面可采用圓形、橢圓形、矩形、異形;

b)復(fù)材筋的抗拉強(qiáng)度應(yīng)按筋的截面面積計(jì)算,截面面積應(yīng)按名義直徑計(jì)算。對(duì)于橢圓

截面筋,名義直徑為與之截面面積相等的光圓筋直徑;

c)復(fù)材筋的纖維體積含量不宜小于60%。

6.2.8復(fù)材筋的主要力學(xué)性能應(yīng)符合表3的規(guī)定,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有95%的保證率,

彈性模量和極限應(yīng)變應(yīng)取平均值。

6

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表3復(fù)材筋的主要力學(xué)性能指標(biāo)

復(fù)材筋類型和直徑抗拉強(qiáng)度標(biāo)(MPa)彈性模量(GPa)極限應(yīng)變(%)

d≤10mm≥1800≥140≥1.5

碳纖維復(fù)材筋CFB10mm<d≤13mm≥1300≥130≥1.0

d>13mm≥1100≥120≥0.9

d≤10mm≥700≥1.8

玻璃纖維復(fù)材筋GFB10mm<d≤22mm≥600≥40≥1.5

d>22mm≥500≥1.3

玄武巖纖維復(fù)材筋BFB≥800≥50≥1.6

6.2.9復(fù)材網(wǎng)格的抗拉強(qiáng)度按網(wǎng)格的名義截面面積計(jì)算。復(fù)材網(wǎng)格的主要力學(xué)性能應(yīng)符合

表4的規(guī)定。復(fù)材網(wǎng)格的抗拉強(qiáng)度和彈性模量應(yīng)按GB50608附錄A的方法測定。

表4復(fù)材網(wǎng)格的主要力學(xué)性能指標(biāo)

復(fù)材網(wǎng)格類型抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa)彈性模量(GPa)極限應(yīng)變(%)

碳纖維復(fù)材網(wǎng)格CFG≥1800≥140≥1.0

玄武巖纖維復(fù)材網(wǎng)BFG≥900≥45≥1.6

6.2.10復(fù)材的安全性及適配性檢驗(yàn)指標(biāo)的測定方法應(yīng)符合GB/T3354、GB/T3356、GB/T

3366、GB/T9914.3的有關(guān)規(guī)定。

6.2.11復(fù)材抗拉強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值應(yīng)按公式1計(jì)算:

f

ffk

fdγγ

fe.........................................(1)

式中:

2

ffd——復(fù)材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm);

2

ffk——復(fù)材的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm);

γf——復(fù)材分項(xiàng)系數(shù),纖維布取1.4,其他復(fù)材制品取1.25;

γe——復(fù)材環(huán)境影響系數(shù),取值可按GB50608表4.2.13。

6.3鋼絲-連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合板

6.3.1鋼絲-連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合板由鋼絲、連續(xù)玄武巖纖維、樹脂等組成。根據(jù)復(fù)合工藝

分為層鋪層間混雜復(fù)合板、層鋪夾心混雜復(fù)合板和層鋪外纖維氈內(nèi)混雜復(fù)合板。

6.3.2鋼絲-連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合板制品中鋼絲的混雜排列形式包括夾心混雜、層間混雜和

外纖維氈內(nèi)混雜三種,見圖1。外纖維氈內(nèi)復(fù)合層復(fù)合板形式適用于拉擠成型工藝,復(fù)合板

兩側(cè)表面應(yīng)各有一層纖維氈;內(nèi)層的纖維粗紗和鋼絲應(yīng)均勻排列,鋼絲應(yīng)被樹脂完全包裹。

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浸漬了環(huán)氧樹脂的布

BFRP浸漬了環(huán)氧樹脂的BFRP布

鋼絲鋼絲

環(huán)氧樹脂基體環(huán)氧樹脂基體

鋼絲鋼絲

樹脂基體樹脂基體

BFRP片材BFRP片材

a)夾心混雜b)層間混雜

纖維粗紗

鋼絲樹脂纖維氈

c)外纖維氈內(nèi)混雜

圖1鋼絲-連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合板制品形式

6.3.3鋼絲-連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合板品種和力學(xué)性能應(yīng)符合表5的規(guī)定。

表5鋼絲-玄武巖纖維復(fù)合板力學(xué)性能指標(biāo)

復(fù)合板編號(hào)彈性模量(GPa)屈服強(qiáng)度(MPa)屈服后彈模(GPa)極限強(qiáng)度(MPa)延伸率

夾心混雜復(fù)合板A

≥95.7≥1113≥66.1≥1656≥1.84%

(鋼絲含量13.5%)

夾心混雜復(fù)合板B

≥96.5≥1042≥60.2≥2009≥2.32%

(鋼絲含量19.9%)

層間混雜復(fù)合板C

≥99.8≥1229≥61.3≥1739≥2.24%

(鋼絲含量21.6%)

6.4粘貼樹脂

6.4.1采用復(fù)材加固結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)采用配套的粘結(jié)樹脂,包括粘貼樹脂和浸漬樹脂,相關(guān)性

能指標(biāo)應(yīng)符合GB50608第4.3.2條的規(guī)定。

6.4.2承重構(gòu)件加固工程中不得使用不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂等作浸漬樹脂。

6.4.3粘貼樹脂的正拉粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不應(yīng)小于被加固混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值,且不應(yīng)小

于2.5MPa。粘貼樹脂的正拉粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按附錄B的方法測定。

6.4.4粘貼樹脂和基體樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg不應(yīng)低于60℃,且應(yīng)高于結(jié)構(gòu)環(huán)境最高

平均溫度10℃以上,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度按附錄D規(guī)定的方法測定。在腐蝕環(huán)境下,粘貼樹脂

和基體樹脂應(yīng)選用耐腐蝕性樹脂材料。

6.5表面防護(hù)材料

6.5.1采用外貼復(fù)材加固修復(fù)時(shí),加固修復(fù)完成后的結(jié)構(gòu)表面應(yīng)進(jìn)行防護(hù)處理。

8

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6.5.2當(dāng)復(fù)材應(yīng)用于特殊環(huán)境條件的結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)根據(jù)具體情況選擇表面防護(hù)材料,表面防

護(hù)材料的性能應(yīng)符合JT/T821的規(guī)定。

6.6鋼絲繩

6.6.1高強(qiáng)鋼絲繩抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(frk)不應(yīng)低于表6的規(guī)定。

表6高強(qiáng)鋼絲繩抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

公稱直徑不銹鋼鋼絲繩鍍鋅鋼絲繩

種類符號(hào)

(mm)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)(MPa)材料分項(xiàng)系數(shù)(γr)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)(MPa)材料分項(xiàng)系數(shù)(γr)

16501.4715601.47

1×19s3.0~7.0

17701.4716501.47

6.6.2高強(qiáng)鋼絲繩抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表6的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)(γr)確定。

6.6.3高強(qiáng)鋼絲繩的彈性模量、伸長率不應(yīng)低于表7的規(guī)定。

表7鋼絲繩彈性模量、伸長率

類別彈性模量Erw(MPa)伸長率(%)

不銹鋼鋼絲繩1.10×1051.6

鍍鋅鋼絲繩1.40×1052.1

6.6.4高強(qiáng)鋼絲繩強(qiáng)度、彈性模量、伸長率等的試驗(yàn)方法及截面面積計(jì)算應(yīng)按JGJ/T325

附錄A執(zhí)行。當(dāng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有爭議時(shí),應(yīng)按GB/T8358規(guī)定的仲裁試驗(yàn)方法執(zhí)行。

6.6.5高強(qiáng)鋼絲繩的應(yīng)力松弛性能試驗(yàn)方法應(yīng)按GB/T5224的規(guī)定執(zhí)行。

6.6.6高強(qiáng)鋼絲繩不得涂有油脂。

7預(yù)應(yīng)力復(fù)材板加固法

7.1一般規(guī)定

7.1.1預(yù)應(yīng)力復(fù)材板加固可采用碳纖維復(fù)材板或鋼絲-連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合板。

7.1.2本章適用于采用預(yù)應(yīng)力復(fù)材板加固混凝土橋梁結(jié)構(gòu),且端部配套設(shè)置永久性的機(jī)械

錨固或其他可靠錨固措施的抗彎加固應(yīng)符合本章的規(guī)定。

7.1.3采用預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)材板對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行抗彎加固時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定:

1)應(yīng)按JTG/TH21、JTG/TJ21的規(guī)定對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測及鑒定,未進(jìn)行預(yù)應(yīng)力加固

結(jié)構(gòu)的承載力不應(yīng)低于加固后結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)永久荷載組合效應(yīng);

2)被加固的混凝土構(gòu)件的實(shí)測推算混凝土立方體抗壓強(qiáng)度不宜低于25N/mm2;

3)應(yīng)采用CFP2300或以上級(jí)別的碳纖維復(fù)材板,在板材與混凝土之間應(yīng)采用樹脂進(jìn)

行粘結(jié);

4)預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)材板的寬度不宜大于100mm;

5)應(yīng)采用連續(xù)的碳纖維復(fù)材板進(jìn)行加固。

7.1.4采用預(yù)應(yīng)力復(fù)材板進(jìn)行抗彎加固時(shí),應(yīng)進(jìn)行施工張拉過程、承載能力極限狀態(tài)和正

常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算,并考慮結(jié)構(gòu)二次受力和超靜定結(jié)構(gòu)次內(nèi)力的影響。

7.1.5預(yù)應(yīng)力復(fù)材板的中間區(qū)段宜采用橫條粘貼或機(jī)械錨固的構(gòu)造措施,保證粘貼有效。

7.1.6端部機(jī)械錨固采用錨栓時(shí),應(yīng)對(duì)其進(jìn)行防腐防護(hù)。

9

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7.2錨具要求

7.2.1采用預(yù)應(yīng)力纖維復(fù)材加固的混凝土結(jié)構(gòu),其錨固區(qū)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足JGJ45的規(guī)定。

7.2.2設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)所用錨栓的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算,錨栓的設(shè)計(jì)剪應(yīng)力應(yīng)不大于錨栓材料抗剪

強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的0.6倍。

7.2.3采用預(yù)應(yīng)力復(fù)材板對(duì)鋼筋混凝土橋梁進(jìn)行加固時(shí),其錨具分為張拉端和錨固端(圖

2和圖3)。端部機(jī)械錨固采用栓錨時(shí),應(yīng)對(duì)其進(jìn)行防腐防護(hù)。

76

3

154

2

5743

1

圖2張拉過程示意圖

圖中:1——復(fù)材板;2——化學(xué)螺栓;3——固定端錨具;4——張拉端錨具;5——夾具;6——千斤頂;

7——千斤頂頂壓裝置。

143

2

43

1

圖3張拉完成示意圖

圖中:1——復(fù)材板;2——化學(xué)螺栓;3——固定端錨具;4——張拉端錨具。

7.2.4預(yù)應(yīng)力板的錨固系統(tǒng)由錨杯,夾片組成(圖4),且錨杯通過粘貼樹脂、化學(xué)螺栓

和植筋膠與原構(gòu)件連接成整體。

10

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3

7

4

5

6

21

圖4預(yù)應(yīng)力復(fù)材板的錨固系統(tǒng)

圖中:1——錨杯;2——錨具;3——化學(xué)螺栓;4——結(jié)構(gòu)膠;5——環(huán)氧樹脂;6——復(fù)材板;

7——原構(gòu)件。

7.2.5錨杯和夾片所用鋼材應(yīng)經(jīng)過熱處理。夾片與復(fù)材板觸一側(cè)應(yīng)粗糙,夾片與錨杯接觸

一側(cè)應(yīng)光滑。

7.3預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算

7.3.1預(yù)應(yīng)力碳纖維復(fù)材板的張拉控制應(yīng)力宜取碳纖維復(fù)材板抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值0.45~0.65

倍,不應(yīng)大于0.70倍。

7.3.2錨具變形和復(fù)材板內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失值σl1應(yīng)按公式2計(jì)算:

a

l1=Ef

l.........................................(2)

式中:

a——張拉端錨具變形和鋼筋內(nèi)縮值(mm),應(yīng)根據(jù)錨具形式和張拉方式確定,當(dāng)采用本規(guī)程

第6.2節(jié)的張拉措施時(shí)可取1mm;

l——張拉端至錨固端之間的距離(mm),兩端張拉時(shí)l取半個(gè)結(jié)構(gòu)長度;

2

Ef——復(fù)材的彈性模量(N/mm)。

7.3.3由季節(jié)溫差造成的溫差損失σl3應(yīng)按公式3計(jì)算:

=TE

l3fef....................................(3)

式中:

ΔT——年平均最高(或最低)溫度與預(yù)應(yīng)力復(fù)材張拉錨固時(shí)的溫差(°C);

-6

αf——復(fù)材板軸向溫度膨脹系數(shù),可取1.0×10/°C;

-5

αe——混凝土軸向溫度熱膨脹系數(shù),可取1.0×10/°C。

7.3.4預(yù)應(yīng)力復(fù)材板的松弛損失σl4應(yīng)按公式4計(jì)算:

r

l4con........................................(4)

式中:

r——松弛損失率,對(duì)于碳纖維復(fù)材板可近似取2.2%;

2

σcon——預(yù)應(yīng)力復(fù)材板的張拉控制應(yīng)力(N/mm)。

7.3.5混凝土收縮和徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失值σl5應(yīng)按公式5計(jì)算:

30+8

=pc

l51+15

f.......................................(5)

11

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式中:

pc——預(yù)應(yīng)力復(fù)材板處的混凝土法向壓應(yīng)力(MPa);

fcu——混凝土立方體抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa);

f——復(fù)材的配筋率;其計(jì)算公式為:f=(AfEf/Es+As)/(Ac+asAs),Ac為混凝土截面面積,as為

受拉鋼筋合力點(diǎn)至截面邊緣的距離。

7.3.6分批張拉的預(yù)應(yīng)力復(fù)材板,后張拉的預(yù)應(yīng)力對(duì)前批預(yù)應(yīng)力復(fù)材板產(chǎn)生彈性回縮損失

σle應(yīng)按公式6計(jì)算:

m1

σleαEpΔσpe.....................................(6)

2m

式中:

αEp——復(fù)材片材的彈性模量與混凝土彈性模量的比值;

Δσpe.——在先張拉的片材截面中心處,由后張拉的每一批復(fù)材片材產(chǎn)生的混凝土法向

應(yīng)力;

m.——復(fù)材片材分批張拉的次數(shù)。

預(yù)應(yīng)力復(fù)材板有效預(yù)應(yīng)力σfpe應(yīng)按公式7計(jì)算:

σfpeσcon(σl1σl3σl4σl5σle).............................(7)

7.4正截面受彎承載能力極限狀態(tài)計(jì)算

7.4.1采用復(fù)材進(jìn)行抗彎加固時(shí),其正截面受彎承載力應(yīng)按下列基本假定進(jìn)行計(jì)算:

a)截面符合平截面假定;

b)不考慮混凝土及加厚部分混凝土的抗拉強(qiáng)度;

c)混凝土受壓應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系應(yīng)按GB50010的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行;

d)縱向鋼筋的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系應(yīng)按GB50010的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行;

e)復(fù)材的拉應(yīng)力應(yīng)取復(fù)材的拉應(yīng)變與其彈性模量的乘積,且不應(yīng)超過復(fù)材抗拉強(qiáng)度設(shè)

計(jì)值,同時(shí)其極限拉應(yīng)變不應(yīng)大于0.01。

7.4.2受彎構(gòu)件加固后的相對(duì)界限受壓區(qū)高度ξb,f可采用公式8計(jì)算,即取加固前控制值的

0.85倍:

ξb,f=0.85ξb........................................(8)

式中:

ξb——為結(jié)構(gòu)加固前的相對(duì)界限受壓區(qū)高度。

除按GB50010正截面承載力計(jì)算的基本假定外,ξb尚應(yīng)符合下列補(bǔ)充規(guī)定:

a)結(jié)構(gòu)達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時(shí),復(fù)材應(yīng)變?chǔ)舊應(yīng)按截面應(yīng)變保持平面的假設(shè)確定;

b)復(fù)材應(yīng)力σf取復(fù)材應(yīng)變?chǔ)舊與彈性模量E的乘積;

c)在達(dá)到受彎承載力極限狀態(tài)前,預(yù)應(yīng)力復(fù)材板與混凝土之間的粘結(jié)不致出現(xiàn)剝離破

壞。

7.4.3矩形或T形截面受彎構(gòu)件進(jìn)行抗彎加固時(shí),正截面受彎承載力計(jì)算應(yīng)按GB50608

中第6.2.5條~第6.2.8條執(zhí)行。

7.5正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算

7.5.1采用預(yù)應(yīng)力復(fù)材板加固時(shí),在正常使用極限狀態(tài)下的撓度應(yīng)符合下列規(guī)定:

a)加固后受彎構(gòu)件總撓度變形的計(jì)算值,應(yīng)符合GB50010的規(guī)定;

b)加固后受彎構(gòu)件的總撓度應(yīng)包括加固前已產(chǎn)生的撓度和加固后增加荷載所產(chǎn)生的

撓度;

12

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c)加固后荷載增加所引起的撓度變形,應(yīng)根據(jù)加固后的荷載增加情況,按GB50010

的規(guī)定計(jì)算,計(jì)算中受拉鋼筋的截面面積可用換算受拉鋼筋截面面積替代,換算受

拉鋼筋截面面積可按公式9計(jì)算:

E

A=AfA

sesEf

s.....................................(9)

式中:

2

Ase——計(jì)算復(fù)材片材加固混凝土受彎構(gòu)件撓度變形時(shí)的換算受拉鋼筋截面面積(mm);

2

As——受拉鋼筋截面面積(mm);

2

Af——復(fù)材截面面積(mm);

2

Es——鋼筋的彈性模量(N/mm)。

7.5.2撓度變形應(yīng)按GB50010的規(guī)定計(jì)算。撓度變形計(jì)算尚應(yīng)扣除施加預(yù)應(yīng)力時(shí)產(chǎn)生的

反拱變形。反拱變形f可按公式10計(jì)算:

σAL2

f=af,p0fe

cf4EI

c0.....................................(10)

式中:

L——計(jì)算跨度(mm);

2

Ec——混凝土彈性模量(N/mm);

acf——復(fù)材板層數(shù)影響系數(shù),1層時(shí)取1.0;2層時(shí)取0.95;3層時(shí)取0.9;

e——復(fù)材板到中和軸的距離(mm)。

7.6構(gòu)造要求

7.6.1對(duì)于平夾片錨具(見圖5),其錨杯的厚度和長度宜分別不小于50mm和120mm。

7.6.2對(duì)于波形夾片錨具(見圖6),其波形曲面的曲率半徑宜大于100mm,避免對(duì)復(fù)材

板造成損傷。

7.6.3為防止波形夾片錨具將預(yù)應(yīng)力復(fù)材板剪斷,該類錨具在尖齒處應(yīng)進(jìn)行倒角處理。

7.6.4錨具的開孔位置和孔徑應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程確定,孔距和邊距應(yīng)符合JGJ145的規(guī)定。

圖5平夾片

圖6波形夾片

8復(fù)材網(wǎng)格加固法

8.1一般規(guī)定

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8.1.1復(fù)材網(wǎng)格加固可選用碳纖維復(fù)材網(wǎng)格(CFG)、玻璃纖維復(fù)材網(wǎng)格(GFG)和玄武

巖纖維復(fù)材網(wǎng)格(BFG)。

8.1.2復(fù)材網(wǎng)格對(duì)混凝土橋梁結(jié)構(gòu)抗彎加固宜使用水泥基材料和錨固件將復(fù)材網(wǎng)格固定于

橋梁的底面或上表面。

8.1.3復(fù)材網(wǎng)格對(duì)混凝土橋梁結(jié)構(gòu)抗剪加固宜使用水泥基材料和錨固件將復(fù)材網(wǎng)格固定于

橋梁的側(cè)面進(jìn)行加固。

8.1.4當(dāng)對(duì)復(fù)材網(wǎng)格采取有效錨固措施時(shí),斜截面受剪承載力可由以下三部分疊加計(jì)算:

原鋼筋混凝土構(gòu)件、加固層水泥基材料和復(fù)材網(wǎng)格。

8.1.5復(fù)材網(wǎng)格的縱橫向單肢應(yīng)具有一定的剛度且節(jié)點(diǎn)不應(yīng)錯(cuò)動(dòng),復(fù)材網(wǎng)格的有效錨固應(yīng)

不多于三個(gè)節(jié)點(diǎn)。

8.2復(fù)材網(wǎng)格抗彎加固計(jì)算

8.2.1矩形或T形截面受彎構(gòu)件,在受拉面使用復(fù)材網(wǎng)格進(jìn)行抗彎加固時(shí),正截面受彎承

載力應(yīng)符合下列規(guī)定:

'

1)當(dāng)混凝土受壓區(qū)高度小于0.8bh0,且大于hf時(shí)(見圖7),應(yīng)按下列公式11、12

計(jì)算:

As’εcωfcbx

fy’As’

n

x

x

a

0

fe

h

hM

Asεs

fyAs

σfdAf

εfd+εi

Af

b

'

圖7x>hf時(shí)正截面受彎承載力計(jì)算截面的應(yīng)變和應(yīng)力

xh'f

Ma1fcbxh0a1fcb'fbh'fh0+f'yA'sh0a'f,mdAfhfeh0

22......(11)

afbxafb'-bh'=fA-f'A'+A

1c1cffysysf,mdf.....................(12)

式中:

M——彎矩設(shè)計(jì)值(kN·m);

b——矩形截面寬度或T形截面腹板的寬度(mm);

h0——截面的有效高度,即受拉鋼筋面積重心至受壓邊緣的距離(mm);

hfe——受拉復(fù)材的面積重心至受壓邊緣的有效高度(mm);

b'f——受壓翼緣寬度(mm);

h'f——受壓翼緣高度(mm);

x——混凝土受壓區(qū)高度(mm);

a'——縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)至混凝土受壓區(qū)邊緣的距離(mm);

2

As——受拉鋼筋截面面積(mm);

14

DB36/T1692—2022

2

A's——受壓鋼筋截面面積(mm);

2

Af——復(fù)材截面面積(mm);

2

fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm);

2

fy——受拉鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm);

2

f'y——受壓鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm);

2

σf,md——達(dá)到受彎承載力極限狀態(tài)時(shí),復(fù)材的拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值(N/mm);

a1——受壓區(qū)混凝土等效應(yīng)力圖形的折減系數(shù)。

1)當(dāng)混凝土受壓區(qū)高度小于h'f,且大于2a′時(shí)(見圖8),應(yīng)按公式13、14計(jì)算:

εc

As’ωfcbx

n

x

xfy’As’

a

0

fe

h

hM

Asεs

fyAs

σfdAf

εfd+εi

Af

b

'

圖82a′<x<hf時(shí)正截面受彎承載力計(jì)算截面的應(yīng)變和應(yīng)力

x

.................

Ma1fcb'fxh0f'yA'sh0a'f,mdAfhfeh0(13)

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