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预应力碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)加固钢筋混凝土梁,能有效发挥复合材料高强、轻质等优点,同时还可以提高材料的利用率。相比非预应力CFRP片材加固钢筋混凝土梁,预应力CFRP片材能显著提高钢筋混凝土梁的抗弯刚度和承载力,减少裂缝,改善工作性能。研究预应力CFRP片材加固时,预应力损失是不可忽略的重要指标,预应力损失的大小往往会直接影响加固效果。本文采用光纤光栅传感器(FBG)监测12根钢筋混凝土加固梁CFRP板的预应力损失,并从理论分析预应力损失的组成,将试验结果与理论计算得到的结果进行对比分析。同时,针对锚具的形式(力卡锚具和平板锚),梁的类型(大尺寸T梁和小尺寸矩形梁)等对比研究了预应力的损失。此外,设计了加固梁的持载试验,监测加固梁在两种预应力水平、两种持载水平和碳纤维板所处不同环境(干燥和湿润)下的受力性能,探讨了加固梁的挠度变化规律,CFRP板的应变分布和混凝土的应变变化。主要的研究内容与结论如下:(1)试验研究采用平板锚加固不同预应力水平的梁,中短期的预应力损失均在3%左右,损失集中在碳纤维板靠近张拉端端部。力卡锚具系统加固的矩形梁在加固7d后的累计损失量为6.07%~10.96%。试验结果表明,平板锚加固法因二次紧固效果,预应力损失较小,而且预应力瞬时损失与紧固螺母的紧固效果密切相关,工程实践中应设置平板锚夹紧碳板,放张前卡紧螺母。(2)监测两根不同预应力水平大尺寸T梁的预应力损失,试验结果表明90d后预应力损失均在5%以下。采用预应力损失的理论计算公式验证T梁长期预应力损失,发现TP20%的理论损失比试验值偏小,TP40%的理论损失比试验值偏大。对比分析T梁与矩形梁中短期试验的预应力损失,结果表明T梁在7d内的累计损失在5%以内,矩形梁的平均损失在8%左右。(3)设计了加固梁的持载试验,研究了持载下加固梁的挠度,CFRP板应变,混凝土应变变化规律。对比分析在不同持载水平、预应力水平作用下,以及碳纤维板干湿环境作用下有关参数的变化。试验结果表明:提高CFRP板的预应力水平可以提高钢筋混凝土梁的刚度,进一步减小加固梁的挠度。碳板处于湿润环境对梁的挠度影响较小。(4)通过持载试验研究,定量分析了加固梁的裂缝数量、长度和宽度,研究不同预应力水平对加固梁裂缝发展的影响。重点分析持载下CFRP板应变分布随时间变化规律,同时发现混凝土应变在4个月后趋于稳定。参考加固梁的徐变挠度随时间变化公式,与试验值做了对比分析,根据对比结果给出了不同预应力水平的加固梁极限徐变系数修正值。