DB36∕T 1692-2022 公路橋梁纖維復(fù)材加固設(shè)計(jì)規(guī)程

DB36江西省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布I 1公路橋梁纖維復(fù)材加固設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程本文件適用于江西省內(nèi)鋼筋混凝土公路梁式橋和預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋，以恢復(fù)使用功CECS146碳纖維片材加固混凝2連續(xù)纖維或纖維織物與基體樹(shù)脂復(fù)合制備而成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，簡(jiǎn)稱纖維復(fù)材3EfEsfcfcuffffdffkffvfrfyf′yf,md4cAfAs′sseabaeaga0a′befeLtfdgxξb5acf——復(fù)材板層數(shù)影響f——復(fù)材67ffd ffkfe8鋼絲環(huán)氧樹(shù)脂基體浸漬了環(huán)氧樹(shù)脂鋼絲環(huán)氧樹(shù)脂基體鋼絲鋼絲樹(shù)脂基體BFRP片材環(huán)氧樹(shù)脂基體鋼絲鋼絲樹(shù)脂基體BFRP片材樹(shù)脂基體BFRP片材 9材料分項(xiàng)系數(shù)(γr）γr）6.6.2高強(qiáng)鋼絲繩抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按表6的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項(xiàng)系數(shù)(γr）確定。102和圖3）。端部機(jī)械錨固采用栓錨時(shí)，應(yīng)對(duì)76351435121574313143121431），113745ΔT——年平均最高（或最低）溫度與預(yù)應(yīng)力復(fù)材張拉錨固時(shí)的溫差(°Cl1+15f5=l1+15f12l1l3l5b)加固后受彎構(gòu)件的總撓度應(yīng)包括加固前已產(chǎn)生的撓度和加固后增加荷載所產(chǎn)生的13fs反拱變形。反拱變形f可按公式10計(jì)算：fL2f=acf4fL2），），8.1.1復(fù)材網(wǎng)格加固可選用碳纖維復(fù)材網(wǎng)格(CFG)、玻璃纖維復(fù)材網(wǎng)格(GFG)和玄武巖纖維復(fù)材網(wǎng)格(BFG)。8.1.2復(fù)材網(wǎng)格對(duì)混凝土橋梁結(jié)構(gòu)抗彎加固宜使用水泥基材料和錨固件將復(fù)材網(wǎng)格固定于橋梁的底面或上表面。8.1.3復(fù)材網(wǎng)格對(duì)混凝土橋梁結(jié)構(gòu)抗剪加固宜使用水泥基材料和錨固件將復(fù)材網(wǎng)格固定于橋梁的側(cè)面進(jìn)行加固。8.1.4當(dāng)對(duì)復(fù)材網(wǎng)格采取有效錨固措施時(shí)，斜截面受剪承載力可由以下三部分疊加計(jì)算：原鋼筋混凝土構(gòu)件、加固層水泥基材料和復(fù)材網(wǎng)格。8.1.5復(fù)材網(wǎng)格的縱橫向單肢應(yīng)具有一定的剛度且節(jié)點(diǎn)不應(yīng)錯(cuò)動(dòng)，復(fù)材網(wǎng)格的有效錨固應(yīng)不多于三個(gè)節(jié)點(diǎn)。8.2復(fù)材網(wǎng)格抗彎加固計(jì)算8.2.1矩形或T形截面受彎構(gòu)件，在受拉面使用復(fù)材網(wǎng)格進(jìn)行抗彎加固時(shí)，正截面受彎承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：1)當(dāng)混凝土受壓區(qū)高度小于0.856ho,且大于hf時(shí)(見(jiàn)圖7),應(yīng)按下列公式11、12計(jì)算：f'As'Mf'As'MfAsf圖7x>hf時(shí)正截面受彎承載力計(jì)算截面的應(yīng)變和應(yīng)力式中：M——彎矩設(shè)計(jì)值(kN·m);b——矩形截面寬度或T形截面腹板的寬度(mm);ho——截面的有效高度，即受拉鋼筋面積重心至受壓邊緣的距離(mm);hie——受拉復(fù)材的面積重心至受壓邊緣的有效高度(mm);b'——受壓翼緣寬度(mm);h——受壓翼緣高度(mm);x——混凝土受壓區(qū)高度(mm);a'——縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)至混凝土受壓區(qū)邊緣的距離(mm);As——受拉鋼筋截面面積(mm2);A's——受壓鋼筋截面面積(mm2);A——復(fù)材截面面積(mm2);f——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2);f——受拉鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/1)當(dāng)混凝土受壓區(qū)高度小于he,且大于2a'時(shí)(見(jiàn)圖8),應(yīng)按公式13、14計(jì)算：fAsfAsf'As'M2)當(dāng)混凝土受壓區(qū)高度x小于2a'時(shí)，應(yīng)按公式15計(jì)算： (15) 2)混凝土受壓區(qū)高度x不宜大于0.85?h?,其中相對(duì)界限受壓區(qū)高度應(yīng)按GB50010的3)加固后受彎承載力的提高幅度不宜超過(guò)未加固梁的50%。16cftAcαcv為1.75/(λ+1λ為計(jì)算截面的剪跨比，可取λ=a/h0，當(dāng)λ小于1.5時(shí)，取1.5；當(dāng)λc——加固層混凝土強(qiáng)度利用系數(shù)，取αc=0.7；8.4.6對(duì)于混凝土橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)在兩端加密區(qū)布設(shè)不少于1/8網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)量，且不少于16根/m2的鉚釘。加密區(qū)的范圍按照GB50010執(zhí)行。錨固件的約束機(jī)構(gòu)應(yīng)能同時(shí)雙向限制網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的位移(見(jiàn)圖9)。復(fù)材網(wǎng)格的錨固性能按本附錄E規(guī)定的方法測(cè)定。圖9復(fù)材網(wǎng)格錨固件示意圖8.4.7對(duì)于復(fù)材網(wǎng)格連接接頭，可采用在應(yīng)力傳遞方向交叉三點(diǎn)及以上的搭接接頭或?qū)咏宇^(見(jiàn)圖10),但應(yīng)在搭接位置增設(shè)錨固件。圖10復(fù)材網(wǎng)格連接接頭9復(fù)材筋嵌入式加固法9.1一般規(guī)定9.1.1復(fù)材筋嵌入式加固可采用筋型或筋材型。按纖維種璃纖維復(fù)材(GFRP)和玄武巖纖維復(fù)材(BFRP)。9.1.2采用復(fù)材筋嵌入式加固混凝土橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采用配套的粘結(jié)材料將復(fù)材嵌入預(yù)先1)筋型復(fù)材的高度方向應(yīng)垂直于被加固結(jié)構(gòu)的受拉表面；2)筋型復(fù)材的表面應(yīng)帶有粗糙表層，筋材型復(fù)材應(yīng)為帶肋筋材；3)配套的粘結(jié)材料的抗拉強(qiáng)度不宜小于混凝土抗拉強(qiáng)度的兩倍。9.1.4采用復(fù)材筋嵌入式抗彎加固混凝土橋梁時(shí)，其構(gòu)造措施應(yīng)符合下列規(guī)定(圖11):1)筋型復(fù)材的厚度ap應(yīng)不小于1mm,高度bb應(yīng)不小于4ap,筋材型復(fù)材的直徑d2)矩形凹槽的寬度wg應(yīng)不小于max{3.0ab,1.5d?},高度hg應(yīng)不小于max{1.5b,,1.5db};3)采用多根復(fù)材進(jìn)行嵌入式加固時(shí)，相鄰矩形凹槽之間的凈間距ag應(yīng)不小于max{50184)采用復(fù)材筋嵌入式加固混凝土梁時(shí)，矩形凹槽至鄰近的梁側(cè)面距離ae應(yīng)不小于gb1234gb1234EfAf(21)MM1911.15a0EfAf11.15a0EfAf2)加固后受彎構(gòu)件的總撓度應(yīng)包括加固前已產(chǎn)生的撓度和加固后增加荷載所產(chǎn)生的1)對(duì)梁（見(jiàn)圖12嵌入式加固復(fù)材宜延伸至支座邊緣，并應(yīng)在端部設(shè)置一道45°3)當(dāng)采用嵌入式加固復(fù)材對(duì)連續(xù)梁、板負(fù)彎矩區(qū)進(jìn)行受彎加固時(shí)，嵌入式加固復(fù)材的長(zhǎng)度，按鄰近支座邊緣至截?cái)辔恢玫木嚯x算，不應(yīng)小于復(fù)材抗彎承載力充分利用截面與不需要該復(fù)材抗力截面處的距離加200mm,且對(duì)板不應(yīng)小于跨度的1/4,對(duì)梁不應(yīng)小于跨度的圖12梁受彎加固時(shí)復(fù)材片材U型箍構(gòu)造圖13板受彎加固時(shí)復(fù)材片材端部錨固措施10復(fù)材與鋼絲繩組合加固法10.1一般規(guī)定10.1.1復(fù)材包括復(fù)材筋和復(fù)材片材。復(fù)材可選用碳纖維復(fù)材(CFRP)、玻璃纖維復(fù)材(GFRP)和玄武巖纖維復(fù)材(BFRP)。10.1.2混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固可采用高強(qiáng)不銹鋼鋼絲繩和高強(qiáng)鍍鋅鋼絲繩。10.1.3對(duì)于腐蝕環(huán)境的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)采用高強(qiáng)不銹鋼鋼絲繩。10.1.4對(duì)于一般環(huán)境的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固時(shí)，可選用高強(qiáng)鍍鋅鋼絲繩，但應(yīng)采取有效的防銹措施。10.2組合加固10.2.1組合加固可采用復(fù)材筋與纖維布、復(fù)材筋與鋼絲繩、纖維布與鋼絲繩或三種同時(shí)組合使用。10.2.2橋梁受彎構(gòu)件在受拉面使用組合方法進(jìn)行抗彎加固時(shí)，正截面受彎承載力可按照本規(guī)程第6章、第7章、第8章的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行疊加計(jì)算。當(dāng)達(dá)到受彎承載力極限狀態(tài)時(shí)，受拉復(fù)材筋和纖維布的拉應(yīng)力設(shè)計(jì)值可參考GB50608第4章。10.2.3計(jì)算正截面受彎承載力時(shí)，尚應(yīng)符合下列要求：1)混凝土受壓區(qū)高度x不宜大于0.856ho,其中相對(duì)界限受壓區(qū)高度應(yīng)按GB50010的規(guī)定計(jì)算；2)加固后受彎承載力的提高幅度不宜超過(guò)未加固梁的50%。21(資料性附錄)a)試驗(yàn)機(jī)應(yīng)符合GB/T1446的規(guī)定；b)引伸計(jì)的精度不應(yīng)小于標(biāo)距的0.002%;a)所取的試樣應(yīng)未經(jīng)任何處理。在試樣的取樣和準(zhǔn)備過(guò)程中，應(yīng)避免因變形、加熱、b)復(fù)材網(wǎng)格試件總長(zhǎng)由測(cè)試部分和錨具部分組成。測(cè)試部分的長(zhǎng)度不應(yīng)小于3倍的網(wǎng)格單肢間距且不應(yīng)小于300mm。單側(cè)錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于160mm。引伸計(jì)應(yīng)平行于c)從復(fù)材網(wǎng)格中截取試樣時(shí)，宜保留2mm～3mm的橫向網(wǎng)格。試樣的縱向網(wǎng)格不應(yīng)d)每組試件數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)，當(dāng)試驗(yàn)過(guò)程中試件發(fā)生在錨具附近處破壞或復(fù)材網(wǎng)格A.3復(fù)材網(wǎng)格拉伸性能試驗(yàn)過(guò)程，應(yīng)符合下列規(guī)定：a)按照試件編號(hào)把試件安裝到試驗(yàn)機(jī)上，試樣的b)在試件中部安裝應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)在c)試驗(yàn)中應(yīng)保持均勻加載，加載速率應(yīng)控制在每分鐘應(yīng)力增整個(gè)加載過(guò)程不宜超過(guò)10分鐘；d)試驗(yàn)加載時(shí)應(yīng)使用自動(dòng)記錄裝置繪制荷載-應(yīng)變曲線，加載至試件受拉破壞，記錄A.4復(fù)材網(wǎng)格拉伸性能試驗(yàn)結(jié)果的處理，應(yīng)符合下列規(guī)定：23A(A.1)(資料性附錄)粘結(jié)樹(shù)脂正拉粘結(jié)強(qiáng)度的檢測(cè)方法B.1適用范圍和試驗(yàn)原理B.1.1本方法適用于粘結(jié)樹(shù)脂粘結(jié)FRP片材與混凝土間的正拉粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)定，以檢測(cè)粘貼FRP的質(zhì)量。B.1.2在規(guī)定的加載速率下，對(duì)試樣的粘結(jié)面施加垂直、均勻的正拉應(yīng)力，直至發(fā)生破壞。此時(shí)所測(cè)得的最大拉應(yīng)力值，即為該試樣在某種破壞形式下的正拉粘結(jié)強(qiáng)度。B.2試驗(yàn)設(shè)備B.2.1拉力試驗(yàn)機(jī)的量程選擇應(yīng)與試樣的破壞荷載相適應(yīng)，試驗(yàn)機(jī)應(yīng)能使拉力平穩(wěn)地增加。試驗(yàn)時(shí)所用的夾具應(yīng)能使試樣對(duì)中、固定，不產(chǎn)生偏心和扭轉(zhuǎn)作用。B.2.2試驗(yàn)所用機(jī)具應(yīng)由帶螺桿的鋼標(biāo)準(zhǔn)塊和帶拉桿的鋼夾套構(gòu)成(見(jiàn)圖B.1),且應(yīng)以45號(hào)碳鋼制作。圖B.1試樣夾具及鋼標(biāo)準(zhǔn)塊尺寸示意圖B.3.1試樣為復(fù)材片材與混凝土試塊的組合件。測(cè)定正拉粘結(jié)強(qiáng)度的試樣由受檢測(cè)的粘結(jié)樹(shù)脂、被粘結(jié)的復(fù)材片材、混凝土試塊和金屬標(biāo)準(zhǔn)塊相互粘結(jié)而成(見(jiàn)圖B.2)。圖B.2試樣組成示意圖B.3.2試樣數(shù)量應(yīng)符合下列規(guī)定：a)對(duì)于常規(guī)試驗(yàn)，每組試樣不應(yīng)少于5個(gè)；b)對(duì)于仲裁試驗(yàn)，試樣數(shù)量不應(yīng)少于10個(gè)。B.3.3試樣組成部分的制備應(yīng)符合下列規(guī)定：a)受檢測(cè)的粘結(jié)樹(shù)脂應(yīng)按規(guī)定的規(guī)則抽樣；粘結(jié)樹(shù)脂的配制與固化條件，應(yīng)按其產(chǎn)品技術(shù)條件和工藝說(shuō)明書(shū)的要求施行。土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30,試塊澆筑后應(yīng)經(jīng)過(guò)28天標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。試塊使用前應(yīng)切縫，預(yù)切縫深度宜取2mm～3mm,縫寬度宜為1mm～2mm,預(yù)切縫邊長(zhǎng)應(yīng)為40mm×40mm,并位于試塊的中心。圖B.3混凝土試塊尺寸示意圖c)金屬標(biāo)準(zhǔn)塊(見(jiàn)圖B.1a)宜采用45號(hào)碳鋼制作。金屬標(biāo)準(zhǔn)塊表面應(yīng)采用噴砂或其它機(jī)械方法的進(jìn)行粗糙化處理。金屬標(biāo)準(zhǔn)塊可重復(fù)使用，但在粘貼前應(yīng)重新進(jìn)行表面粗糙化處理，完全清除粘結(jié)面上的膠層或污跡。d)被粘結(jié)的加固材料應(yīng)按該類材料規(guī)定的抽樣規(guī)則取樣；從送檢樣品的中間部位裁剪出尺寸為40mm×40mm的試件，試件外觀應(yīng)平整，無(wú)彎曲、歪斜等變形，粘結(jié)面應(yīng)潔凈、無(wú)油脂等污染物，表面應(yīng)粗糙化處理。B.3.4試樣的粘結(jié)和養(yǎng)護(hù)應(yīng)符合下列規(guī)定：b)當(dāng)為多層粘結(jié)時(shí)，應(yīng)在膠層未干燥時(shí)立即粘貼下一層，然后將金屬標(biāo)準(zhǔn)塊粘貼在ff——正拉粘結(jié)強(qiáng)度（N/mm2c)每組被測(cè)試樣不應(yīng)少于5個(gè)。單個(gè)試樣的f值與a)動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀的溫度測(cè)量應(yīng)精確至0.5℃;b)動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀的頻率測(cè)量值應(yīng)精確至±1%;c)動(dòng)態(tài)力學(xué)分析儀的力測(cè)量值應(yīng)精確至±1%。b)固化成型試件的厚度宜控制在2mm~4mm;c)固化試件切割成矩形試樣，長(zhǎng)寬宜為50mm×10mm,厚度為成型試件的原始厚度。D.3纖維復(fù)合材料試件的制備，應(yīng)符合下列規(guī)定：a)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材、型材等宜切割為80mm×10mm×0.5mm~4mm矩形試件；超過(guò)10mm。D.4玻璃化轉(zhuǎn)變溫度試驗(yàn)過(guò)程應(yīng)符合下列規(guī)定：a)試樣尺寸及夾具間距測(cè)量應(yīng)精確到0.01mm;c)對(duì)纖維復(fù)合材料試件，可采用抗彎或單/雙懸臂梁模式，加載方向?yàn)榇怪庇诶w維主d)測(cè)試升溫速率宜為5℃/min,測(cè)試頻率宜為1Hz。D.5玻璃化轉(zhuǎn)變?cè)囼?yàn)的結(jié)果，應(yīng)按下列規(guī)定處理：a)以儲(chǔ)能模量為縱坐標(biāo)，溫度為橫坐標(biāo)作圖(見(jiàn)圖D.1);b)通過(guò)選取儲(chǔ)能模量曲線的拐點(diǎn)(見(jiàn)圖D.1)確定材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg;c)每組檢測(cè)試件的數(shù)量不宜少于3個(gè)。儲(chǔ)能模量(MPa)儲(chǔ)能模量(MPa)溫度(℃)20%~80%之間；31=F.1.1粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀宜符合JG/T507的有關(guān)規(guī)定，粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀應(yīng)每年檢定一次，發(fā)a)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)應(yīng)在已完成復(fù)材片材粘貼加固的結(jié)構(gòu)表面上進(jìn)行；3個(gè)試樣；500m2~1000m2工程應(yīng)取兩組試樣；1000m2以上工程每1000m2應(yīng)取c)試樣應(yīng)由檢驗(yàn)人員隨機(jī)抽取，試樣間距不得小于500mm。b)從加固表面向混凝土基體內(nèi)部切割預(yù)切縫，切入混凝土深度2mm～3mm,寬度1mm～2mm。預(yù)切縫形狀為直徑40mm的圓形；c)應(yīng)采用取樣粘結(jié)劑粘貼直徑為40mm的圓形鋼標(biāo)準(zhǔn)塊(見(jiàn)圖F.1)。取樣粘結(jié)劑的F.2試驗(yàn)步驟F.2.1鋼標(biāo)準(zhǔn)塊應(yīng)按粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀生產(chǎn)廠家提供的使用說(shuō)明書(shū)連接。33f..............................f——正拉粘接強(qiáng)度（MPaP——試樣破壞時(shí)的荷載（kNS——鋼標(biāo)準(zhǔn)塊的粘接面面積（mm2d)當(dāng)破壞形式為DF時(shí)，如不能滿足每組試樣的正拉粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)平均值不小345.1.2用于粘貼纖維布和復(fù)材板等的粘貼樹(shù)脂材料是指纖維布現(xiàn)場(chǎng)手工涂刷成型所用