Ремонт моста балок с композиты: экспериментальной и аналитической проверки

Эта статья посвящена лаборатории исследований по изучению поведения изгиб полномасштабной поврежденных из предварительно напряженного железобетона (PC) балок моста повышен с внешне связанного углерода армированной волокном пластмассы (углепластика) ламинатов. Экспериментах, описанных в этом документе обеспокоенность испытания на три пучка: один был использован в качестве управления лучом, а два других, поврежденные удаления бетона и резки два и четыре направления, соответственно, были восстановлены с помощью углепластика ламинатов. Аналитические прогнозы по сравнению с результатов испытаний в условиях изгиба потенциала, прогибов, деформаций и разрушения режимы будут рассмотрены. Результаты показывают, что используемый метод обновления структурно эффективной в обеспечении поврежденных балок с жесткость и прочность очень близок к оригинальной неповрежденной пучка.

Ключевые слова: мост, композитов; волокон; изгиб; полимеров, предварительно напряженного железобетона, ремонт, сдвига; силы.

(ProQuest информации и обучения: ... означает формулы опускается.)

ВВЕДЕНИЕ

Каждый год многие из предварительно напряженного железобетона (PC) балок моста случайно поврежден перегружателя транспортных средств или оборудования во время строительства сайте очистки. Когда это происходит, возникают вопросы по поводу ремонта стратегии. Учитывая, что балки могут быть значительно повреждены, единственной альтернативой ремонт его замены, которые, хотя и эффективны, как правило, самые дорогие решения. Кроме того, замена вариант требует закрытия полос движения и длительные нарушения дорожного движения.

Там была относительно ограниченной исследований по оценке ущерба и ремонт балок моста PC подвергаются автомобильного воздействия. Что касается традиционных методов ремонта, лабораторных исследований по Цобель, Карраскильо, и Фаулер (1997) были проведены для оценки применения методов и эксплуатационные характеристики несколько расфасованных ремонтно-восстановительных материалов в сочетании с давлением нагнетание эпоксидной смолы, а также пряди узлов соединения. В повторяющийся характер шоссе погрузки, ремонт методы, такие как внутренние сращивания прядь и внешних после натяжения оказались лишь частично удовлетворительными, поскольку они не могут восстановить предел прочности поврежденного члена (Olson, Франции и Леона 1992; Цобель и Jirsa 1998). Другие исследования проводились на предварительно напряженные и конкретные nonprestressed глубокой пучков predamaged при сдвиге и укрепили стальными зажима подразделений, которые действовали в качестве внешнего стремена (Дэн и др.. 1996).

Армированных волокном полимера (FRP) системы появились в качестве альтернативы традиционным материалам и технике (внешне связанных стальных пластин, стали или бетона куртки, а также внешних после натяжения). Усиление железобетонных (RC) и PC структур с использованием внешнего связанных стальных листов и композитных ламинатов оказалась эффективным методом для повышения или восстановления их структурного потенциала (Долан, Rizkalla и Нанни 1999; Shahawy и др.. 1996; Aboutaha, Леон и Zureick 1997). Клайбера и др.. (1999) и др. Руссо. (2000) представил результаты экспериментов, проведенных как на местах, и в лабораторных условиях на неповрежденных и поврежденных PC пучков укрепить с углеродом FRP (углепластика). Усиление воздействия поврежденной балки с FRP ламинатов (Нанни 1997) и, в частности, с углепластика ламинаты установлен ручной layup (Shahaway и Beitelman 1996; Нанни, Хуан и Tumialan 2001) уже изучены.

Для обеспечения экспериментальной проверки для укрепления FRP методы поврежденных балок PC, лабораторные исследования были проведены в Университете Миссури-Ролла. Экспериментальных кампании была направлена на доказательство, что техника углепластика обновления может восстановить первоначальный конечной изгибной потенциала поврежденных балки.

Испытания образцов три-один неповрежденный (образец 1, названный S-1) и два по разному predamaged и углепластика обновлен пучков (образцы 2 и 3, упоминается в следующих, как S-2 и S-3, соответственно)-показывают, что углепластика обновления техники структурно эффективной в обеспечении поврежденных балок с жесткость и прочность очень близок к оригинальной неповрежденной пучка. Мотивация для развития данного исследования пришли из двух реальных случаев случайного повреждения балок PC: мост A10062, Сент-Луис Каунти, Миссури (Нанни, Хуан и Tumialan 2001), и мост через A5657 Гасконад реки, к югу от Диксон, Миссури (Parretti и др.. 2003). В обоих случаях, два направления сломали из-за случайного удара. Для обновления поврежденной балки, углепластика однонаправленной ламинаты, применяемые на дно балки, были использованы (рис. 1).

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Настоящая статья посвящена полномасштабной лаборатории проверки техники FRP укрепления, которые уже были использованы в этой области. Экспериментальных и аналитических работ позволяет количественного преимущества использования композитов углепластика применяется ручной layup поврежденных балок PC и обеспечивает экспериментальные данные для разработки практических критериев дизайна.

Экспериментальная программа

Образцы геометрии и подготовка

Для изучения реальной балки PC сечений, дизайн испытания образцов на основе типа 2 (Миссури Департамент транспорта [Мода], мост Manual, раздел 3.55) балка сечение, традиционно используемые Модо при строительстве мостов. Три 11-метровый балки были изготовлены в сборных дворе сечение показано на рис. 2. После того, балки были доставлены в лабораторию, бетонную плиту с размерами 0,81 х 0,15 м была отлита для достижения окончательного образца поперечного сечения (рис. 2). Поперечной арматуры, с тем чтобы избежать разрушение при сдвиге в ходе испытания, в то время как количество и диаметр нити были выбраны для обеспечения изгиба качестве в соответствии с обычной практикой.

Образцы S-2 и S-3 были predamaged в середине пролета: 1) удаление бетона на общую длину 0,25 м, а затем 2) путем разрезания двух (пряди № 1 и № 2 для образцов S-2) и четыре (пряди № 1 через 4 для образцов S-3) из 12 нитей (рис. 3). В обоих случаях ущерб был ограничен с одной стороны балки для моделирования воздействия автомобильного. После того как поврежденные зоны было исправлено использованием цементных растворов, FRP изгиб укрепления был применен.

Образцы S-2 и S-3 были модернизированы с однонаправленной углепластика ламинаты применительно к нижней части балки с параллельными волокнами продольной оси пучка (рис. 4). Кроме того, для предотвращения расслаивания FRP, углепластика полоски U-оборачивается вокруг лампы балки по продольной ламинатов (рис. 5).

Количество и геометрические размеры слоев вместе с шириной U-пленку и расстояние для каждого образца приведены в таблице 1. Для образцов S-2, наружный слой был продлен 150 мм (минимальная длина FRP ламинат развития предложил комитет МСА 440 [2002]), после места, где поврежденных нитей полностью вступил в силу (1,375 м от середине пролета). Для образцов S-3, FRP ламинат развития наружный слой был увеличен до 455 мм, с учетом межфазного напряжения сдвига прирост объясняется тем, что еще один углепластика слоя была установлена. Примерно такое же количество U-обертывания (0,57 м / мл для образцов S-2 и 0,51 м / мл для образцов S-3) была использована в двух образцах, однако, ширина и расстояние между менялись.

Свойства материалов

Каждая ферма была предварительно напряженных с низким 12-релаксации, семь проволоки, 9,5 мм в диаметре нити стали. Начальное предварительное применяться производителю было 76,5 кН на нить в общей сложности Начальное предварительное силы P югу ^ я = 919 кН. На образцах, S-2 и S-3, начальная силу предварительного напряжения становится равным P ^ югу я = 766 и 613 кН соответственно после того, как ущерб был проведен. Четыре 12,7 мм в диаметре мягкой стальной прокат, были использованы для укрепления палубу и стремена 9,5 мм на 150 мм были использованы в качестве балки поперечной арматуры (табл. 2).

Таблица 2 также показывает две различные конкретные сильные сжатия для палубы и балки, а также отчеты прочность цементного раствора используется для исправления поврежденных областей в S-2 и S-3.

Свойства углеродных волокон использованы для модернизации образцов приведены в таблице 2. Система углепластика был установлен ручной layup. После того как поврежденный участок балки была восстановлена с помощью цементных растворов, процедуру установки участие: а) подготовка поверхности путем округления краев балки до 15 мм, радиус и пескоструйной обработки бетонной поверхности, б) грунтовки и шпатлевки применения для укрепления и уровня поверхность бетона, а также с) применение первого слоя насыщающий и осторожно нажимая на первое волокно слоя. Же последовательность повторяется для дополнительных слоев. Наконец, слой насыщающий был применен для защиты ламината.

Испытание установки и приборы

Каждый образец был испытан в четыре точки изгиба конфигурации. Расстояние между опорами была 10,36 м, а постоянная область момент был 2,74 м (рис. 6). Два гидравлических домкратов, были использованы для применить нагрузку, которая была записана датчиков на каждое гнездо. В режиме реального времени измерения структурных ответ была достигнута с помощью электронной системы сбора данных. Нагрузки был применен в циклов загрузки и выгрузки. Два стрингера типа линейных переменным преобразователей (LVDTs) были размещены в середине пролета балки, и еще четыре LVDTs были расположены вдоль образца (два на 1,37 м от середине пролета, а два на поддержку позиции). Для каждого образца, тензодатчики были также установлены на нити (до отливки балки), плиты, а также продольные FRP ламинатов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальные результаты для каждого образца, рассматриваются с учетом: а) образец глобального поведения (трещины картины, отказов, и загрузить его отклонения отношения), и б) локальное поведение сечения в середине пролета (момент деформации и момент- кривизны отношений). Экспериментальных значений моментов рассматриваются в следующих разделах сумма моментов из-за нагрузки и собственного веса образцов (M ^ югу DL = 107,5 кН · м).

Глобальное поведение

Для образцов S-1, первой трещины были обнаружены в постоянном регионе момент при нагрузке, равное 392 кН соответствует M ^ ^ кр = 854 к югу кН · м. После растрескивания поведения должны быть четко указаны на кривой прогиба от нагрузки при нагрузке значение 392 кН, где изменения кривой наклон регистрируется (рис. 7). При увеличении нагрузки, другие изгиб трещины (по вертикали) открыл вдоль балки в постоянном регионе момент, примерно на расстоянии 150 мм (рис. 8). Они достигли верхней части балки при нагрузке стоимостью около 534 кН, а в последнем цикле нагрузки до отказа образца, они продвинулись на палубу. Shear диагональные трещины были замечены за пределами региона постоянного минуту после нагрузки 445 кН.

В конечной цикла нагрузки, нагрузки около 580 кН, подошел, начал балки достижения прогибов гораздо больше, чем л/100 (где L расстояние между опорами). Испытания продолжались до отклонение примерно L/60 (172 мм), на данном этапе, нагрузка остается почти постоянной и всеобъемлющей начали происходить. На данный момент, тест был остановлен и балки считается неудачей. Разрушающая нагрузка составила 582 кН, что соответствует провал момент 1216 кН · м.

В ходе испытаний на образцах, S-2 и S-3, первая трещина была обнаружена при загрузке значений 346 и 230 кН соответственно, что соответствует M ^ ^ кр = 767 к югу кН · м, для S-2 и M ^ югу кр = 546 кН · м, для S-3. Поскольку нагрузка возросла, как показали образцы горизонтальные трещины в верхней части балки Сети, на противоположной стороне от повреждения (рис. 9 и 10). Изгиб трещины, которая открылась в постоянном региона момент не вертикальной, как в S-1 (об ущербе стороны, трещины веером от места разреза нитей). В S-2 и S-3, они показали различные прогрессии с обеих сторон образца (рис. 9 и 10). Это было связано с эксцентриситетом предварительного напряжения сил в результате резки два и четыре направления, соответственно.

Провал образцов S-2 и S-3 "из-за разрыва U-обертывание близко к середине пролета на неповрежденной стороне балки. Такой разрыв был сразу после отслоения продольной углепластика ламинатов (рис. 11). Отсутствие нагрузки были равны 616 и 533 кН соответственно, что соответствует провал момент 1281 кН · м, для S-2 и 1123 кН · м, для S-3.

Нагрузки по сравнению с кривой прогиба в середине пролета изображены для образцов S-2 и S-3 на рис. 7. Отклонения учитываются по предельной нагрузки были 67,2 и 58,9 мм соответственно. Такие кривые показывают, что существует значительная потеря пластичности по отношению к S-1, как прогиб при максимальной нагрузке усиленного средних образцов 35%, что в контрольном образце.

Локальное поведение

Экспериментальные кривые момента бетона налегать на середине пролета сечение показано на рис. 12. Такие кривые показывают, что максимальное напряжение, достигнутый в образцов S-1 (0,0028) была значительно выше, чем те, которые записаны в образцов S-2 и S-3 (равна 0,0016 и 0,0018, соответственно). Рисунок 12 показывает, что при том же уровне момент конкретных штаммов стал выше, процент увеличения потерь предварительного напряжения. Например, учитывая момент, равный 60% от конечной изгибной потенциала неповрежденных пучка (услуга момент, равный примерно 730 кН · м), деформации сжатия зарегистрировано в колоде идет от 0,02% для S-1 до 0,03% и 0,05% для S-2 и S-3, соответственно.

На рисунке 13 показана связь минуту FRP деформаций в сечении находится на расстоянии 100 мм от середине пролета. Обе кривые имеют явное изменение наклона соответствующей крекинга момент, максимальное значение достигается путем FRP ламинатов, что сечение 0,0094 и 0,0077 для S-2 и S-3, соответственно. Максимальная штаммов 56 и 46% соответственно, конечной номинальная нагрузка FRP, подтверждают, что произошел сбой в нарушение сцепления.

В середине пролета сечения образца S-1, тензометрических сделан на Strand № 3 измеряется максимальная нагрузка равна 0,0037 (после этого калибровочного перестал работать), что, при добавлении к 0,0064 деформации за счет предварительного напряжения, дает Общая стоимость максимум 0,0101. Эта величина почти на 20% больше, чем приносит гарантированный деформации (+0,0086). В середине пролета сечения образца S-2, максимальная нагрузка была достигнута на той же нити, и ее значение 0,0110, в том числе предварительного напряжения этапе. Наконец, в середине пролета сечения образца S-3, максимальное напряжение, записанные на Strand № 5 (Strand № 3 был сокращен) был равен 0,0132, в том числе предварительного напряжения этапе.

Используя данные, предоставляемые пятно датчики применяются как на бетонной палубе и нитей (для образцов S-1) или на бетонной палубе и углепластика ламинатов (для образцов S-2 и S-3), можно было получить настоящий момент кривизны диаграммы как показано на рисунке 14. Склонах три кривых показывает, что укрепление углепластика условии, что поврежденный пучков с жесткостью очень близок к оригинальной неповрежденной пучка. Для образцов S-1, момент кривизны отношений останавливается чуть мимо уступая момент из-за сбоя тензодатчика.

АНАЛИЗ И ОБСУЖДЕНИЕ

Теоретический анализ

Теоретические предсказания для крекинга и предельного момента проводились для каждого образца. Крекинга момент был вычислен путем ограничения конкретных растяжения на нижнем уровне волокна в значение / ^ г ^ к югу (прочность на растяжение конкретные балки). Расчетные крекинга моменты и расчеты, которые поддерживают эти результаты представлены в Приложении.

Для расчета номинального момента потенциала контрольного образца, S-1, традиционный подход как указано в МСА 318 и PCI Дизайн Справочник (5th Edition) было использовано. Это включает обычные предположения для предварительного напряжения потери для получения эффективного предварительного напряжения. За два повреждены и обновление образцов углепластика, S-2 и S-3, аналитические вычисления номинальной мощностью момент был первоначально достигли следуя рекомендациям ACI 440.2R-02 (ACI Комитет 440 2002) для членов RC. Методика расчета приводится в приложении, а результаты приведены в таблице 3. Это позволило проверки возможности расширения 440.2R ACI (ACI Комитет 440 2002) положений PC членов. Для достижения этой цели особое внимание было уделено срок ) для принятой ламинаты), которое определяет эффективный штамм, достигаемой в наружных усиливающих как управляемую нарушение сцепления.

На втором этапе, более точный анализ был проведен для вычисления предельного момента потенциала поврежденных и углепластика обновление образцов не пренебрегая при этом влияние эксцентриситета предстрессовый силу в связи с вырубкой два и четыре пряди. Если такой эффект учитывается, она необходима для оценки изгибающий момент вектор с компонентами в вертикальном и горизонтальном направлениях (нейтральная ось не перпендикулярна к оси балки в Интернете). Расчеты проводились также рассматривает эксцентриситет действия, так что сравнение и понимание в степени влияния эксцентриситета на прочность прогнозы, между этими двумя подходами может быть.

Сравнение с точки зрения предельных момент между упрощенный расчет (без учета эксцентриситета вызванных сократить нитей), и что с учетом такого воздействия представлены в таблице 4. Последняя была проведена с помощью модели, которая делит сечение на прямоугольные элементы, имеющие размеры 10 х 2,5 мм. Не будет найдено решение по итераций; нейтральных глубины и наклона оси (при условии плоскости сечения остаются плоскими) получаются из поступательного равновесия и вертикальное выравнивание между сжатия и растяжения тяжести реактивной регионов. Затем, различных имущественных взносов (сжатие бетона и стали мягкими продольной, растяжение сухожилий преднапряжения, · м Режимы отказа экспериментальной Теоретическая (E.-T.) / E.,% * экспериментальной теоретической S-1 1216 1044 14,1 Strand уступая дробления бетона S-2 1281 1198 6,5 углепластика расслаивания углепластика расслоения S-3 1123 1127 -0,4 углепластика расслаивания углепластика расслаивания * E. = экспериментальных и теоретических Т. =. Таблица 4-Ultimate потенциала момент и нейтральных наклон оси с и без эксцентричности эффекта для образцов S-2 и S-3 образца нет.

Ultimate момента Mn, кН · м, наклон оси нейтральных 13-Load-деформированного углепластика на нижней поверхности (100 мм в середине пролета.) Рис. 14-экспериментальной момент кривизны сравнения между S-1, S-2, и S-3. FRP и ламинаты) вычисляются в терминах силы и соответствующие конечной момент рассчитывается по равновесия во всем найти нейтральной оси. Для расчета взносов в терминах сил, после учредительного отношения были приняты материалы.

1. Палуба и балки бетона:

...

конечной деформации бетона

2. Мягкая сталь:

...

3. Предварительное напряжение сухожилий:

...

4. Композиционные материалы:

...

модуль Юнга E ^ югу е = 227000 МПа.

В таблице 4 представлены: а) предельные моменты вычисляются по следующим 440.2R ACI (ACI Комитет 440 2002) рекомендации (первая колонка), б) компоненты конечной момент в вертикальном направлении вычислить эксцентриситет рассматривает влияние (второй столбец); с ) разница между результатами, полученными двумя подходами (третья колонка), г) наклона нейтральной оси по отношению к горизонтальной оси, в каждом конкретном случае (последние две колонки). Номинальной моментов получены два анализа очень близки из-за малого наклона нейтральной оси, что в анализируемом случае равна 1,4 и 2,1 градуса образцов S-2 и S-3, соответственно. Это подтверждает, что упрощенные теоретические предсказания являются надежными и достаточно точными для анализируемых сечений.

Экспериментально-теоретическое сравнение

Теоретического расчета крекинга момент (см. приложение) показывает, что больший процент сухожилия потерь приводит к значительному уменьшению растрескивания момент (теоретические крекинга момент идет от 789 кН · м для образцов S-1-693 и 596 кН · м для образцов S-2 и S-3, соответственно); таких результатов подтверждается также результатами экспериментов. Этот эффект может быть оправдано тем, что, поскольку все больше нитей срезаны, Начальное предварительное сила уменьшается, а, следовательно, прочность на разрыв в нижней части волокна достигается быстрее.

Что касается конечной момент Таблица 3 показывает, что экспериментальные конечной момент достигается путем S-2 (1281 кН · м) был немного больше, чем конечный момент достигнуто S-1 (1216 кН · м); такой результат, подтвержденный также аналитических вычислений (1198 кН · м, для S-2 от 1044 кН · м, для S-1 контрольного образца), показывает, что обновление используемого метода был действительным и что оно позволило восстановить целевых предельных момент. Принимая во внимание результаты, полученные по образцов S-3, можно отметить, что обновление используемого метода остается в силе до момента увеличения потенциала поврежденных членом, но не достаточным для достижения экспериментальной момент возможности неповрежденных образца.

Таблица 3 показывает, что теоретические предсказания использованием 440.2R ACI (ACI Комитет 440 2002) руководящие принципы менее консервативной, когда предварительное напряжение потери высокой и, следовательно, сумма внешнего укрепления, также высока. Разница в процентах между теоретическими и экспериментальными значениями прогноз идет от 14,1% для образцов S-1 до 6,5% для образцов S-2 и -0,4% для образцов S-3. Этот результат предложения расследует, каким Если коэффициент 1 / 60 будут изменения в 1 / 90 в С помощью такого коэффициента, по сути, теоретическим конечной момент образцов S-2 и S-3 будет равна 1091 и 987 кН · м, соответственно, разница в процентах на 14,9 и 12,2%, что очень близко к этому Образцы, полученные с S-1 (14,1%). Это калибровка

На рис. 15 и 16, экспериментально-теоретического сопоставления с точки зрения момент кривизны диаграмм проводилось для образцов S-1 и S-2 и образцов S-1 и S-3, соответственно. Экспериментальных момент кривизны отношений для образцов S-1 было получено при использовании деформации показания с датчиков применительно к конкретным палубу и сухожилий. Для образцов S-2 и S-3, кривизны рассчитываются с использованием деформации показания датчиков применительно к конкретным палубу и ламинатов. Для образцов S-1, момент кривизны отношений останавливается мимо уступая момент из-за сбоя тензодатчика. Теоретические кривые, изображен с пунктирной линией, являются трилинейной (подключение крекинга, уступая, а конечной точки момент кривизны вычисляется в соответствии с МСА и МСА 318-02 440.2R-02). Обе диаграммы показывают, что укрепление углепластика позволило восстановить жесткость образца сечением наклона кривых упомянутых образцов S-2 и S-3 до растрескивания очень близок к неповрежденной образца, S-1. Кривые показывают образцы S-2, в частности, и S-3, что после первых трещин, теоретические кривые ниже экспериментальных.

Объясняется это, считая, что теоретическая кривая обращается со ссылкой на эффективное момент инерции сечения трещины I ^ е ^ к югу, в то время экспериментальные данные относятся к сечению, которые не могут быть в обязательном порядке трещины. Так как расстояние между трещинами сечения и что, если датчики применяются возрастает, разница между теоретическими и экспериментальными значениями становится все больше ..

Экспериментальных и теоретических результатов тенденция, похоже, указывают, что имеется верхний предел суммы ущерба, за которой внешне связанных FRP ламината не усыновлен, как ремонт решения. Для определения такого предела, параметрические исследования с использованием подхода, без влияния эксцентриситета и оригинальные разработки ACI для 2 оценить объем внешних укрепления углепластика необходимости ремонта балки с разным уровнем повреждений. Результаты приведены на рис. 17, где показано, что два 0,36 м масштабе углепластика слоев позволяют восстановить изгиб возможности девственной пучка до процент 25% от сухожилий потери. До 33% потерь сухожилия, техника углепластика обновления может быть по-прежнему эффективен, если три 0,36 м масштабе слоев были применены. Такой процент повреждений, принимая во внимание три слоя, как максимальный объем внешнего укрепления, которые могут быть установлены, считается верхний предел.

График на рис. 17 можно легко повторить ссылку на любой тип балки моста для оказания практической normographs дизайна, который позволил бы инженера-конструктора немедленно оценить возможности по ремонту, используя композитные материалы.

ВЫВОДЫ

В статье представлены лабораторные испытания три полномасштабных PC-балки один повреждений и два намеренно поврежденных и модернизации с использованием внешнего связанных углепластика ламинатов. Лабораторная работа возникла из необходимости обеспечить экспериментальная проверка эффективности предложенной методики ремонта, уже принятый в ряде влияние мостов PC. Как поля случаев показал, что использование композиционных материалов могут представлять звуковой альтернативой традиционным методам с точки зрения конструктивности (финансово конкурентоспособными, легкий и быстрый монтаж, не нарушая полос движения), это исследование показывает, что в настоящее время он также структурно эффективной и может позволить поврежденной балки PC для восстановления их первоначальной мощности и изгибной жесткости. Было отмечено, что, хотя U-обертывания были использованы углепластика-членами не удалось укрепить путем расслаивания изгибных усиления, а не по волоконно разрыва. Будущие исследования для оценки возможности изменения системы крепления ламината к предотвращению или промедления расслоения, а затем в полной мере использовать потенциал системы FRP.

Лабораторные результаты проверки позволили возможность продления ACI Комитет 440 (2002) рекомендации на случай FRP-члены укрепить PC; экспериментально-теоретического сравнения показали, что калибровка коэффициента Модифицированного уравнения Теоретический анализ позволил также для понимания незначительное влияние эксцентриситета из сухожилий потеря для расчета изгибных потенциала на предельное состояние предела.

Авторы

Поддержку со стороны Центра университет путей сообщения и NSF Промышленность / университет Совместный исследовательский центр по ремонту здания и мосты с композиты (РБ SUP 2 ^ ^ C) на базе UMR любезно признали.

Нотация

^ К югу сд = области конкретных балки

^ К югу сз = площадь полного сечения

^ К югу F = FRP области наружных усиливающих

^ К югу р = общая площадь предварительно напряженных стали

'^ К югу ы = общая площадь из мягкой стали

B = ширина палубы

с = нейтральной оси глубины

с ^ к югу б = расстояние от нижней волокна сечения тяжести

D '= бетона

г ^ к югу р = расстояние от предварительно напряженных сухожилий на сжатие волокна

E ^ югу сд = модуль упругости балки бетон

E ^ югу F = растяжение модуль упругости FRP

E ^ югу пс = модуль упругости напрягаемой арматуры

E ^ югу ы = модуль упругости стали

ES = упругой сокращения

е = эксцентриситет (расстояние от центра тяжести до сухожилий сечение тяжести)

е ^ к югу г = балки эксцентриситет (расстояние от центра тяжести до сухожилий сечения балки тяжести)

е '^ к югу с = прочность на сжатие бетонной палубе

F ^ югу CIR = напряжение в бетоне на центр тяжести напрягаемой силу сразу же после передачи

F ^ югу Fe = эффективное напряжение в FRP; уровень стресса достигается в разделе провал

F ^ югу пс = напряжение в напрягаемой арматуры при номинальной силы членов

F ^ югу ри = предел прочности стали напрягаемой

е ^ ^ к югу г = предел прочности бетона балки

е '^ к югу ы = уровень стресса из мягкой стали

А = общая высота сечения

I ^ к югу сд = момент инерции балки

I ^ к югу сз = момент инерции полного сечения

I ^ е ^ к югу = эффективного момента инерции для расчета отклонения

К ^ к югу CIR = 0,9 для членов pretensioned

K ^ суб-эс = 1,0 для членов pretensioned

M ^ югу кр = крекинга момент

M ^ югу DL = момент из-за собственной массы образца

M ^ югу г = момент, связанный с балки собственный вес

M ^ югу п = номинальный момент силы

п = число слоев усиления FRP

P = эффективную силу предварительного напряжения рассматривает общие потери

P ^ югу я = первоначального силу предварительного напряжения

S ^ подпункта б = разделе модуля по отношению к нижней волокна сечения

т ^ к югу е = номинальная толщина слоя один из FRP укрепление

W ^ югу е = ширина FRP укрепления слоев

Ссылки

Aboutaha, R.; Леон, RT и Zureick, AH, 1997, "Восстановление поврежденных II типа Предварительно напряженные балки AASHTO Использование углепластика," Труды 2-й симпозиум по практическим решениям по укреплению моста и реабилитации, Канзас-Сити, Миссури, апрель ., с. 293-301.

ACI Комитет 318, 2002, "Строительный кодекс Требования Железобетона (ACI 318-02) и Комментарии (318R-02)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 443 с.

ACI Комитет 440, 2002, "Руководство по проектированию и строительству внешней системы таможенного FRP для укрепления бетонных конструкций (ACI 440.2R-02)," Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 45 с.

Долан, CW; Rizkalla, SH и Нанни, А., ред., 1999, армированного волокном-полимерная Арматура железобетонных конструкций, Труды четвертого международного симпозиума, SP-188, американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 1182 с.

Клайбера, FW; Уипф, т; Руссо, FM; Paradis, РР, а также Mateega, RE, 1999, "Поле / Лабораторные испытания Поврежденные предварительно напряженного железобетона балки мостов," Iowa DOT Доклад HR-397, Университет штата Айова, Эймс, штат Айова , декабрь, 261 с.

Master Builders технологии, 1998, MBrace Композитный Укрепление системы-Инжиниринг "Руководящие принципы разработки, второе издание, Кливленд, штат Огайо, 140 с.

Нанни А., 1997, "Укрепление углерода FRP: новые технологии становятся основной," Бетон International, V. 19, № 6, июнь, с. 19-23.

Нанни, A.; Хуан, PC и Tumialan, JG, 2001, "Усиление воздействия Поврежденные балки моста Использование FRP слоистый пластик", IX Международной конференции по структурной Неисправности и ремонт, Лондон, июль 4-6, 7 с.

Олсон, SA, французский, CW, и Леон, РТ, 1992, "Повторное использование и влияние ущерб Ремонт Двадцать-летний AASHTO балок типа III," Доклад исследований Нету 93-04, Университет Миннесоты, Миннеаполис, штат Миннесота

Parretti, R.; Нанни, A.; Кокс, Дж. Джонс, К., и Майо, Р., 2003, "изгиб Укрепление Ретинированные PC балки с композиты FRP," Поле применения FRP Усиление: тематические исследования, С. П. -215, С. и А. Rizkalla Нанни, ред. американские бетона институт, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, с. 249-262.

Сборные / предварительно напряженного железобетона институт, 1999, PCI Справочник конструктора 5th Edition, Чикаго, с. 4,1 до 4,96 и 11,1 до 11,36.

Руссо, FM; Уипф, т; Клайбера, FW и Paradis, Р., 2000, "Оценка и ремонт поврежденных мостов предварительно напряженного железобетона балки," Mid-Continent Транспорт Труды симпозиума, с. 109-114.

Shahawy М.А., Beitelman, T., 1996, "Структурные ремонт и укрепление поврежденных предварительно напряженного железобетона Мосты Используя Внешне Таможенный углеродных материалов", 41 Международный симпозиум SAMPE, штат Флорида Департамента транспорта, 24-28 марта, с. 1131-1138 .

Shahawy, MA; Beitelman, T.; Arockiasamy, M.; и Sowrirajan Р., 1996, "Экспериментальное исследование на капитальный ремонт и укрепление поврежденных предварительно напряженного железобетона плиты Используя Внешне связанного углерода слоистый пластик", композиты, 27B Часть B, с. 217-224.

Дэн, S.; Kong, F.-K.; Пох, S.-P.; Гуан, LW и Tan, К.-Х., 1996, "Выполнение Укрепление Бетонные балки Глубокая Predamaged в Shear", ACI структурной Journal, V. 93, № 2, март-апрель, с. 159-171.

Цобель, RS; Карраскильо, RL, и Фаулер, DW, 1997, "Ремонт воздействия Поврежденные Предварительно напряженные балки моста с использованием различных материалов и метод размещения," Строительство и строительные материалы, V. 11, № 5-6, с. 319-326.

Цобель, RS, и Jirsa, JO, 1998, "Выполнение Strand Ремонт сращивания в предварительно напряженного железобетона Бриджес," PCI Journal, т. 43, № 6, с. 72-84.

Марко Ди Людовико является аспирант университета Федерико II, Неаполь, Италия. Его исследовательские интересы включают выполнение армированных волокном полимерные армированные членов и укрепления структур из предварительно напряженного железобетона с самых современных материалов.

Антонио Нанни, ВВСКИ, является V

Андреа PROTA является доцент структурной инженерии в университете Неаполя Федерико II. Он получил степень магистра в области гражданского строительства в Университете Миссури-Ролла и защитил докторскую диссертацию в структурной инженерии в университете Неаполя Федерико II. Его исследовательские интересы включают сейсмических поведения железобетонных и кирпичных строений, использование современных материалов для нового строительства, и модификация существующих структур с использованием инновационных технологий.

Edoardo Козенца является профессором структурной инженерии в университете Неаполя Федерико II. Его исследовательские интересы включают сейсмической инженерии, железобетонных композитных конструкций и композитных материалов для строительства.