DB36∕T 1692-2022 公路桥梁纤维复材加固设计规程

DB36江西省市场监督管理局发布I 1公路桥梁纤维复材加固设计技术规程本文件适用于江西省内钢筋混凝土公路梁式桥和预应力混凝土梁式桥，以恢复使用功CECS146碳纤维片材加固混凝2连续纤维或纤维织物与基体树脂复合制备而成的纤维增强复合材料，简称纤维复材3EfEsfcfcuffffdffkffvfrfyf′yf,md4cAfAs′sseabaeaga0a′befeLtfdgxξb5acf——复材板层数影响f——复材67ffd ffkfe8钢丝环氧树脂基体浸渍了环氧树脂钢丝环氧树脂基体钢丝钢丝树脂基体BFRP片材环氧树脂基体钢丝钢丝树脂基体BFRP片材树脂基体BFRP片材 9材料分项系数(γr）γr）6.6.2高强钢丝绳抗拉强度设计值应按表6的强度标准值除以材料分项系数(γr）确定。102和图3）。端部机械锚固采用栓锚时，应对76351435121574313143121431），113745ΔT——年平均最高（或最低）温度与预应力复材张拉锚固时的温差(°Cl1+15f5=l1+15f12l1l3l5b)加固后受弯构件的总挠度应包括加固前已产生的挠度和加固后增加荷载所产生的13fs反拱变形。反拱变形f可按公式10计算：fL2f=acf4fL2），），8.1.1复材网格加固可选用碳纤维复材网格(CFG)、玻璃纤维复材网格(GFG)和玄武岩纤维复材网格(BFG)。8.1.2复材网格对混凝土桥梁结构抗弯加固宜使用水泥基材料和锚固件将复材网格固定于桥梁的底面或上表面。8.1.3复材网格对混凝土桥梁结构抗剪加固宜使用水泥基材料和锚固件将复材网格固定于桥梁的侧面进行加固。8.1.4当对复材网格采取有效锚固措施时，斜截面受剪承载力可由以下三部分叠加计算：原钢筋混凝土构件、加固层水泥基材料和复材网格。8.1.5复材网格的纵横向单肢应具有一定的刚度且节点不应错动，复材网格的有效锚固应不多于三个节点。8.2复材网格抗弯加固计算8.2.1矩形或T形截面受弯构件，在受拉面使用复材网格进行抗弯加固时，正截面受弯承载力应符合下列规定：1)当混凝土受压区高度小于0.856ho,且大于hf时(见图7),应按下列公式11、12计算：f'As'Mf'As'MfAsf图7x>hf时正截面受弯承载力计算截面的应变和应力式中：M——弯矩设计值(kN·m);b——矩形截面宽度或T形截面腹板的宽度(mm);ho——截面的有效高度，即受拉钢筋面积重心至受压边缘的距离(mm);hie——受拉复材的面积重心至受压边缘的有效高度(mm);b'——受压翼缘宽度(mm);h——受压翼缘高度(mm);x——混凝土受压区高度(mm);a'——纵向受压钢筋合力点至混凝土受压区边缘的距离(mm);As——受拉钢筋截面面积(mm²);A's——受压钢筋截面面积(mm²);A——复材截面面积(mm²);f——混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm²);f——受拉钢筋抗拉强度设计值(N/1)当混凝土受压区高度小于he,且大于2a'时(见图8),应按公式13、14计算：fAsfAsf'As'M2)当混凝土受压区高度x小于2a'时，应按公式15计算： (15) 2)混凝土受压区高度x不宜大于0.85₆h₀,其中相对界限受压区高度应按GB50010的3)加固后受弯承载力的提高幅度不宜超过未加固梁的50%。16cftAcαcv为1.75/(λ+1λ为计算截面的剪跨比，可取λ=a/h0，当λ小于1.5时，取1.5；当λc——加固层混凝土强度利用系数，取αc=0.7；8.4.6对于混凝土桥梁结构应在两端加密区布设不少于1/8网格节点数量，且不少于16根/m2的铆钉。加密区的范围按照GB50010执行。锚固件的约束机构应能同时双向限制网格节点的位移(见图9)。复材网格的锚固性能按本附录E规定的方法测定。图9复材网格锚固件示意图8.4.7对于复材网格连接接头，可采用在应力传递方向交叉三点及以上的搭接接头或对接接头(见图10),但应在搭接位置增设锚固件。图10复材网格连接接头9复材筋嵌入式加固法9.1一般规定9.1.1复材筋嵌入式加固可采用筋型或筋材型。按纤维种璃纤维复材(GFRP)和玄武岩纤维复材(BFRP)。9.1.2采用复材筋嵌入式加固混凝土桥梁结构时，应采用配套的粘结材料将复材嵌入预先1)筋型复材的高度方向应垂直于被加固结构的受拉表面；2)筋型复材的表面应带有粗糙表层，筋材型复材应为带肋筋材；3)配套的粘结材料的抗拉强度不宜小于混凝土抗拉强度的两倍。9.1.4采用复材筋嵌入式抗弯加固混凝土桥梁时，其构造措施应符合下列规定(图11):1)筋型复材的厚度ap应不小于1mm,高度bb应不小于4ap,筋材型复材的直径d2)矩形凹槽的宽度wg应不小于max{3.0ab,1.5d₆},高度hg应不小于max{1.5b,,1.5db};3)采用多根复材进行嵌入式加固时，相邻矩形凹槽之间的净间距ag应不小于max{50184)采用复材筋嵌入式加固混凝土梁时，矩形凹槽至邻近的梁侧面距离ae应不小于gb1234gb1234EfAf(21)MM1911.15a0EfAf11.15a0EfAf2)加固后受弯构件的总挠度应包括加固前已产生的挠度和加固后增加荷载所产生的1)对梁（见图12嵌入式加固复材宜延伸至支座边缘，并应在端部设置一道45°3)当采用嵌入式加固复材对连续梁、板负弯矩区进行受弯加固时，嵌入式加固复材的长度，按邻近支座边缘至截断位置的距离算，不应小于复材抗弯承载力充分利用截面与不需要该复材抗力截面处的距离加200mm,且对板不应小于跨度的1/4,对梁不应小于跨度的图12梁受弯加固时复材片材U型箍构造图13板受弯加固时复材片材端部锚固措施10复材与钢丝绳组合加固法10.1一般规定10.1.1复材包括复材筋和复材片材。复材可选用碳纤维复材(CFRP)、玻璃纤维复材(GFRP)和玄武岩纤维复材(BFRP)。10.1.2混凝土结构构件的加固可采用高强不锈钢钢丝绳和高强镀锌钢丝绳。10.1.3对于腐蚀环境的混凝土结构构件进行加固时，应采用高强不锈钢钢丝绳。10.1.4对于一般环境的混凝土结构构件进行加固时，可选用高强镀锌钢丝绳，但应采取有效的防锈措施。10.2组合加固10.2.1组合加固可采用复材筋与纤维布、复材筋与钢丝绳、纤维布与钢丝绳或三种同时组合使用。10.2.2桥梁受弯构件在受拉面使用组合方法进行抗弯加固时，正截面受弯承载力可按照本规程第6章、第7章、第8章的相关规定进行叠加计算。当达到受弯承载力极限状态时，受拉复材筋和纤维布的拉应力设计值可参考GB50608第4章。10.2.3计算正截面受弯承载力时，尚应符合下列要求：1)混凝土受压区高度x不宜大于0.856ho,其中相对界限受压区高度应按GB50010的规定计算；2)加固后受弯承载力的提高幅度不宜超过未加固梁的50%。21(资料性附录)a)试验机应符合GB/T1446的规定；b)引伸计的精度不应小于标距的0.002%;a)所取的试样应未经任何处理。在试样的取样和准备过程中，应避免因变形、加热、b)复材网格试件总长由测试部分和锚具部分组成。测试部分的长度不应小于3倍的网格单肢间距且不应小于300mm。单侧锚固长度不应小于160mm。引伸计应平行于c)从复材网格中截取试样时，宜保留2mm～3mm的横向网格。试样的纵向网格不应d)每组试件数量不应少于3个，当试验过程中试件发生在锚具附近处破坏或复材网格A.3复材网格拉伸性能试验过程，应符合下列规定：a)按照试件编号把试件安装到试验机上，试样的b)在试件中部安装应变测量系统，数据采集系统应在c)试验中应保持均匀加载，加载速率应控制在每分钟应力增整个加载过程不宜超过10分钟；d)试验加载时应使用自动记录装置绘制荷载-应变曲线，加载至试件受拉破坏，记录A.4复材网格拉伸性能试验结果的处理，应符合下列规定：23A(A.1)(资料性附录)粘结树脂正拉粘结强度的检测方法B.1适用范围和试验原理B.1.1本方法适用于粘结树脂粘结FRP片材与混凝土间的正拉粘结强度的测定，以检测粘贴FRP的质量。B.1.2在规定的加载速率下，对试样的粘结面施加垂直、均匀的正拉应力，直至发生破坏。此时所测得的最大拉应力值，即为该试样在某种破坏形式下的正拉粘结强度。B.2试验设备B.2.1拉力试验机的量程选择应与试样的破坏荷载相适应，试验机应能使拉力平稳地增加。试验时所用的夹具应能使试样对中、固定，不产生偏心和扭转作用。B.2.2试验所用机具应由带螺杆的钢标准块和带拉杆的钢夹套构成(见图B.1),且应以45号碳钢制作。图B.1试样夹具及钢标准块尺寸示意图B.3.1试样为复材片材与混凝土试块的组合件。测定正拉粘结强度的试样由受检测的粘结树脂、被粘结的复材片材、混凝土试块和金属标准块相互粘结而成(见图B.2)。图B.2试样组成示意图B.3.2试样数量应符合下列规定：a)对于常规试验，每组试样不应少于5个；b)对于仲裁试验，试样数量不应少于10个。B.3.3试样组成部分的制备应符合下列规定：a)受检测的粘结树脂应按规定的规则抽样；粘结树脂的配制与固化条件，应按其产品技术条件和工艺说明书的要求施行。土强度等级不应低于C30,试块浇筑后应经过28天标准养护。试块使用前应切缝，预切缝深度宜取2mm～3mm,缝宽度宜为1mm～2mm,预切缝边长应为40mm×40mm,并位于试块的中心。图B.3混凝土试块尺寸示意图c)金属标准块(见图B.1a)宜采用45号碳钢制作。金属标准块表面应采用喷砂或其它机械方法的进行粗糙化处理。金属标准块可重复使用，但在粘贴前应重新进行表面粗糙化处理，完全清除粘结面上的胶层或污迹。d)被粘结的加固材料应按该类材料规定的抽样规则取样；从送检样品的中间部位裁剪出尺寸为40mm×40mm的试件，试件外观应平整，无弯曲、歪斜等变形，粘结面应洁净、无油脂等污染物，表面应粗糙化处理。B.3.4试样的粘结和养护应符合下列规定：b)当为多层粘结时，应在胶层未干燥时立即粘贴下一层，然后将金属标准块粘贴在ff——正拉粘结强度（N/mm2c)每组被测试样不应少于5个。单个试样的f值与a)动态力学分析仪的温度测量应精确至0.5℃;b)动态力学分析仪的频率测量值应精确至±1%;c)动态力学分析仪的力测量值应精确至±1%。b)固化成型试件的厚度宜控制在2mm~4mm;c)固化试件切割成矩形试样，长宽宜为50mm×10mm,厚度为成型试件的原始厚度。D.3纤维复合材料试件的制备，应符合下列规定：a)纤维增强复合材料片材、型材等宜切割为80mm×10mm×0.5mm~4mm矩形试件；超过10mm。D.4玻璃化转变温度试验过程应符合下列规定：a)试样尺寸及夹具间距测量应精确到0.01mm;c)对纤维复合材料试件，可采用抗弯或单/双悬臂梁模式，加载方向为垂直于纤维主d)测试升温速率宜为5℃/min,测试频率宜为1Hz。D.5玻璃化转变试验的结果，应按下列规定处理：a)以储能模量为纵坐标，温度为横坐标作图(见图D.1);b)通过选取储能模量曲线的拐点(见图D.1)确定材料的玻璃化转变温度Tg;c)每组检测试件的数量不宜少于3个。储能模量(MPa)储能模量(MPa)温度(℃)20%~80%之间；31=F.1.1粘结强度检测仪宜符合JG/T507的有关规定，粘结强度检测仪应每年检定一次，发a)现场检验应在已完成复材片材粘贴加固的结构表面上进行；3个试样；500m²~1000m²工程应取两组试样；1000m²以上工程每1000m²应取c)试样应由检验人员随机抽取，试样间距不得小于500mm。b)从加固表面向混凝土基体内部切割预切缝，切入混凝土深度2mm～3mm,宽度1mm～2mm。预切缝形状为直径40mm的圆形；c)应采用取样粘结剂粘贴直径为40mm的圆形钢标准块(见图F.1)。取样粘结剂的F.2试验步骤F.2.1钢标准块应按粘结强度检测仪生产厂家提供的使用说明书连接。33f..............................f——正拉粘接强度（MPaP——试样破坏时的荷载（kNS——钢标准块的粘接面面积（mm2d)当破坏形式为DF时，如不能满足每组试样的正拉粘结强度试验平均值不小345.1.2用于粘贴纤维布和复材板等的粘贴树脂材料是指纤维布现场手工涂刷成型所用