施工高温作用后CFRP板增强箱梁桥顶板界面有限元分析

摘要：

为了研究SMA(沥青玛蹄脂)摊铺高温作用后CFRP板-混凝土界面剥离破坏,采用SMA摊铺的高温作用后的界面有限单元进行剥离破坏准则定义和回归分析.借助大型通用有限元软件MSC.MARC调用界面有限单元并对CFRP板箱梁桥顶板进行有限元模拟.通过有限元分析可以看出:当荷载值比较小时, CFRP板-混凝土界面未产生裂缝, CFRP板与混凝土间黏结性能较好,沿着梁跨中至梁端方向,CFRP板应变值呈递减趋势.随着荷载值增大,在试验梁跨中位置附近,CFRP板-混凝土界面层出现初始剥离,在界面层剥离区域,CFRP板应变值曲线斜率明显下降,CFRP板应变曲线形状近似S 形.随着荷载值增加,在剥离区长度范围内,CFRP板S 形应变值沿自由端方向扩展逐渐增大,初始剥离一旦开始,荷载值随之骤然下降;在剥离区域,CFRP板应变值维持恒值不变.研究表明:通过定义SMA摊铺高温作用后CFRP板-混凝土界面单元,引入双重剥离破坏准则,CFRP板-混凝土的界面受剪可通过恒定的裂面剪力传递系数来描述,根据箍筋量配置的不同来描述开裂后混凝土受剪行为,混凝土的开裂形态借助开裂应力描述,受拉软化形态借助软化模量描述,较好地模拟了特殊环境下的CFRP板-混凝土界面的剥离破坏过程.

关键词：桥梁工程、结构增强、有限元、CFRP板、界面单元、混凝土、施工高温、SMA、MSC.MARC

所属期刊栏目：34

分类号：U445.7(桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51508368;国家高技术研究发展计划八六三计划项目2012AA03A204;江苏省省建设厅科技计划项目2015ZD78;江苏省结构工程重点实验室开放课题项目ZD1401

在线出版日期：2017-08-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：44-52