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  • 钢棒复合盖板承载能力

    (2018-09-30 17:21)
  •               钢棒复合盖板具有最高的裂缝荷载,两块盖板均为57.6kN,其他3种FRP筋盖板的裂缝荷载相比于PC钢棒盖板下降了10%~40%不等,说明用FRP筋替换PC钢棒对复合盖板的抗裂性能是有较大的削弱的,但是由于FRP筋本身的耐腐蚀性能很强,只有CFRP筋盖板的力学性能是下降的,说明养护温度升高对CFRP筋工作性能的影响是不利的。此外,GFRP筋盖板在两种养护制度下的力学性能均处在较高的水平,虽然在蒸汽养护制度下GFRP筋盖板的力学性能不如PC钢棒盖板的力学性能,但是差异较小,因此,采用GFRP筋替换PC钢棒能够保证盖板的力学性能。盖板破坏形态分析由于4种盖板的破坏形式在两种养护制度下是一样的,所以本试验只给出蒸汽养护制度下4种盖板的荷载-变形曲线图,可以看出PC钢棒盖板在达到极限荷载之后有很好的塑性变形阶段,且跨中最大挠度达到了25mm,说明PC钢棒盖板具有很好的延性,这是因为PC钢棒本身具有较好的塑性变形能力。而PC钢棒盖板则出现由底部中心向两侧面开展的放射状裂缝。
                这是由于FRP筋与混凝土之间的黏结性能不如PC钢棒与混凝土之间的黏结性能,当盖板混凝土在跨中弯矩最大处开裂后,FRP筋与混凝土在接触界面处就开始较大的相下GFRP-4盖板和PC-4盖板的破坏形态实物图。说明在蒸汽养护制度下,GFRP筋盖板的受力状态相对于其他两种FRP筋盖板更为合理,出现裂缝后能将内力很好的重分布到其他地方,盖板开裂并不会对FRP筋的力学性能造成影响,盖板照样能够正常工作。由图3可知,在蒸汽养护制度下,这4种盖板的极限承载能力的大小关系如下:PC钢棒盖板>GFRP筋盖板>BFRP筋盖板>CFRP筋盖板。同样地,3种FRP筋盖板的抗裂性能相比于PC钢棒盖板有所下降。对比两种养护制度可知,蒸汽养护制度下,PC钢棒盖板的力学性能提高较多,3种FRP筋盖板中,GFRP筋盖板和BFRP筋盖板的延性较好,没有出现突然脆断的现象。从图4(b)、(c)可以看出,GFRP筋盖板和BFRP筋盖板在经历极限荷载之后并没有马上脆断,也有一段塑性变形阶段,其跨中最大挠度也能达到22~24mm。从图4(d)可以看出CFRP筋盖板的延性最差,在达到极限荷载的同时发生脆性破坏,跨中最大挠度也只有15~17mm。在标准养护制度下,3种FRP筋盖板的破坏形态相似,破坏特征均为在盖板底面中部出现一条主裂缝,GFRP筋盖板和BFRP筋盖板的力学性能也有轻微的提高,使盖板能够均匀受力,因此它的承载能力也较高,接近PC钢棒盖板的承载能力。

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