基于分布式光纤应变传感技术的改进共轭梁法监测结构变形分布研究 被引量：21

1

作者 沈圣 吴智深 +3 位作者 杨才千 唐永圣 吴刚 魏洪昌 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期63-70,共8页

工程结构的变形分布是识别结构损伤累积的一个重要手段和指标,但通过现有各种"点式"传感技术还难以全面准确监测结构变形分布。本文基于PPP-BOTDA分布式应变测量技术,提出一种适用于监测简支结构和多跨连续结构变形分布的改... 工程结构的变形分布是识别结构损伤累积的一个重要手段和指标,但通过现有各种"点式"传感技术还难以全面准确监测结构变形分布。本文基于PPP-BOTDA分布式应变测量技术,提出一种适用于监测简支结构和多跨连续结构变形分布的改进共轭梁法。首先针对传统共轭梁法无法监测由支座沉降产生结构变形的缺点进行改进,使之适用于荷载与支座沉降同时作用的情况。根据本文方法得到的结构变形分布与应变分布呈显式线性关系,与荷载及截面刚度条件无关。理论分析与试验结果均表明,由本文方法得到的某跨结构变形监测精度仅由该跨应变测量误差控制,与其它跨应变测量误差无关,这就限制了应变测量误差的影响范围并保证结构变形的准确监测。 展开更多

关键词 结构变形监测 分布式光纤传感 改进共轭梁法 健康监测 布里渊散射

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FRP网格加固桥梁水下结构技术研究与应用 被引量：5

2

作者 魏洋 吴刚 张敏 《施工技术》 CAS 北大核心 2014年第22期73-77,共5页

桥梁水下结构在我国桥梁结构的工程实践中普遍存在,桥梁水下结构常常需要面临加固需要,传统的水下结构加固技术具有造价高、工期长的缺点。以某桥梁的水下桩基础加固工程为背景,对比分析了3种不同的水下结构加固方案,通过工程实践应用,... 桥梁水下结构在我国桥梁结构的工程实践中普遍存在,桥梁水下结构常常需要面临加固需要,传统的水下结构加固技术具有造价高、工期长的缺点。以某桥梁的水下桩基础加固工程为背景,对比分析了3种不同的水下结构加固方案,通过工程实践应用,论证了纤维网格(FRP网格)加固桥梁水下结构技术的可行性,提出了FRP网格加固桥梁水下结构的施工工艺,其以水下无排水施工为指导思想,将高强轻质的FRP网格作为增强材料,以水下不分散材料为黏结材料,实现对桥梁水下结构的快速加固修复。FRP网格加固桥梁水下结构技术是一种新的有效技术,尤其在无法或难于修筑围堰的情况下,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 桥梁工程 水下结构 FRP网格 加固 施工技术

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压浆修复桥梁铰缝技术模型试验与分析 被引量：2

3

作者 魏洋 胡胜飞 +2 位作者 吴刚 张敏 王甫胜 《世界桥梁》 北大核心 2014年第6期79-84,共6页

针对桥梁铰缝损坏修复,提出压浆修复技术。为研究该技术的可行性,以某跨径8m的钢筋混凝土空心板梁桥为原型,设计并制作该桥1/4缩尺模型,进行铰缝完好状态、损坏状态及压浆修复状态下模型试验,测试各工况下结构的位移、应变及横向分布系... 针对桥梁铰缝损坏修复,提出压浆修复技术。为研究该技术的可行性,以某跨径8m的钢筋混凝土空心板梁桥为原型,设计并制作该桥1/4缩尺模型,进行铰缝完好状态、损坏状态及压浆修复状态下模型试验,测试各工况下结构的位移、应变及横向分布系数。分析试验结果表明:铰缝完好状态时,荷载横向传递较好;铰缝损坏状态时,剪力传递不畅,横向分布系数极不均匀,呈跳跃性变化,在偏载工况下表现出严重的单板受力现象;压浆修复状态时,各板跨中荷载~位移、荷载~应变曲线恢复到铰缝完好状态下的水平,横向分布系数实测值与铰缝完好状态实测值及理论值相近,说明该压浆修复技术能够有效地恢复桥梁损伤铰缝的剪力横向传递能力。 展开更多

关键词 桥梁工程 空心板梁 铰缝 损坏 压浆修复 模型试验 位移 应变 横向分布系数

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钢-连续纤维复合筋(SFCB)力学性能试验研究与理论分析 被引量：34

4

作者 吴刚 罗云标 +2 位作者 吴智深 胡显奇 张敏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期53-61,共9页

本文对工业化制备的钢-连续纤维复合筋(SFCB)制品进行了单向拉伸和反复拉伸试验,观察其破坏过程和破坏特征,测定其初期刚度、二次刚度、屈服强度、极限强度、卸载刚度、残余变形。试验结果表明,SFCB的荷载-应变关系曲线在纤维断裂前呈... 本文对工业化制备的钢-连续纤维复合筋(SFCB)制品进行了单向拉伸和反复拉伸试验,观察其破坏过程和破坏特征,测定其初期刚度、二次刚度、屈服强度、极限强度、卸载刚度、残余变形。试验结果表明,SFCB的荷载-应变关系曲线在纤维断裂前呈现出明显的双折线,钢筋屈服后SFCB具有稳定的二次刚度、小的残余变形和良好的可恢复性能。根据材料的复合法则推导出了SFCB单调加载下应力-应变关系的理论计算模型,针对根据现有钢筋和纤维材料恢复力模型直接采用复合法则得到的SFCB反复拉伸的理论模型和试验结果误差较大的情况,基于SFCB反复拉伸的荷载-应变试验曲线特征,经过统计分析,构建了SFCB反复拉伸下应力-应变关系恢复力模型,该模型良好地揭示了SFCB在反复加载下其卸载模量随塑性发展而逐渐退化的规律,与试验数据进行比较,发现均吻合较好,证明了可以通过理论计算对SFCB的力学性能进行预测和设计。 展开更多

关键词 钢-连续纤维复合筋(SFCB) 力学性能 反复加载 试验研究 理论分析

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不同纤维增强复合材料加固钢梁疲劳性能试验研究 被引量：17

5

作者 吴刚 刘海洋 +2 位作者 吴智深 任毅 王海涛 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期21-28,共8页

对外贴高弹模碳纤维增强复合材料(高弹模CFRP)板、高强度CFRP板、钢丝-玄武岩纤维复合板(SBFCP)和焊接钢板等加固人工受损钢梁疲劳性能进行试验研究,分析不同材料加固对钢梁疲劳性能的影响,讨论钢梁疲劳加固效果的影响因素。试验结果表... 对外贴高弹模碳纤维增强复合材料(高弹模CFRP)板、高强度CFRP板、钢丝-玄武岩纤维复合板(SBFCP)和焊接钢板等加固人工受损钢梁疲劳性能进行试验研究,分析不同材料加固对钢梁疲劳性能的影响,讨论钢梁疲劳加固效果的影响因素。试验结果表明:等拉伸刚度加固条件下,纤维增强复合材料加固钢梁的疲劳寿命总体上是未加固钢梁的3.33～5.26倍,而焊接钢板加固钢梁的疲劳寿命是未加固钢梁的1.74倍;与传统焊接钢板加固相比,纤维增强复合材料可以推迟钢梁裂纹的萌生,降低裂纹的扩展速率和钢梁的残余挠度,增加构件的疲劳寿命,改善构件的破坏模式,其中高弹模CFRP板加固效果最理想,而SBFCP加固性价比最高;加固材料和界面对疲劳性能有明显的影响。 展开更多

关键词 纤维增强复合材料 焊接钢板 加固 钢梁 疲劳性能

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预应力高强钢丝绳抗弯加固钢筋混凝土梁的理论分析 被引量：28

6

作者 吴刚 吴智深 +2 位作者 魏洋 蒋剑彪 崔毅 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期28-37,共10页

预应力高强钢丝绳加固是一种新型高效加固方法(简称P-SWR加固技术)。首先对试验用钢丝绳抗拉强度、拉伸极限应变和松弛等力学性能进行试验研究;然后给出预应力高强钢丝绳加固后混凝土梁开裂荷载、最大承载力计算方法;结合预应力高强钢... 预应力高强钢丝绳加固是一种新型高效加固方法(简称P-SWR加固技术)。首先对试验用钢丝绳抗拉强度、拉伸极限应变和松弛等力学性能进行试验研究;然后给出预应力高强钢丝绳加固后混凝土梁开裂荷载、最大承载力计算方法;结合预应力高强钢丝绳加固混凝土梁的荷载-挠度关系曲线,分析了预应力度、配筋率、钢丝绳与混凝土黏结性能等各种参数对P-SWR加固梁截面短期刚度的影响,提出了相应的计算公式;基于高强钢丝绳抗弯加固对混凝土梁裂缝平均间距和钢筋应力影响的分析,建议了计算P-SWR加固后混凝土梁最大裂缝宽度的修正规范方法、名义拉应力方法和实用简化方法。建议的各计算方法简单,与相应试验值的比较表明具有较高的精度,可用于P-SWR抗弯加固混凝土结构的理论分析和简化设计。 展开更多

关键词 预应力 高强钢丝绳 抗弯加固 混凝土梁 理论分析

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钢-连续纤维复合筋增强混凝土柱抗震性能试验研究 被引量：16

7

作者 孙泽阳 吴刚 +1 位作者 吴智深 张敏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期24-33,共10页

具有稳定二次刚度和良好震后可修复性的钢-连续纤维复合筋(SFCB)增强混凝土柱的抗震性能与普通RC柱有较大差别,本文对在水平往复荷载作用下,轴压比为0.12的4个SFCB增强混凝土柱及1个RC对比柱的抗震性能进行试验研究。SFCB增强混凝土柱... 具有稳定二次刚度和良好震后可修复性的钢-连续纤维复合筋(SFCB)增强混凝土柱的抗震性能与普通RC柱有较大差别,本文对在水平往复荷载作用下,轴压比为0.12的4个SFCB增强混凝土柱及1个RC对比柱的抗震性能进行试验研究。SFCB增强混凝土柱主要变化参数为SFCB中的纤维种类(玄武岩纤维和碳纤维)和钢/纤维比例。研究结果表明:①SFCB增强混凝土柱相对普通RC柱具有稳定的二次刚度,在复合筋内芯钢筋屈服后,SFCB增强混凝土柱承载力仍可稳定提高;②SFCB增强混凝土柱由于复合筋的二次刚度,实现了在与普通RC柱相同柱顶变形能力的前提下,具有较小柱脚曲率需求的特点,从而实现较小的卸载残余位移,较高的震后可修复性能;③SFCB增强混凝土柱的性能特点与复合筋中外侧纤维有直接关系,钢-玄武岩纤维复合筋增强混凝土柱相对于钢-碳纤维复合筋柱具有更好的延性(二次刚度有效长度)和相同柱顶侧向位移水平下卸载时更小的残余位移。 展开更多

关键词 钢-连续纤维复合筋 混凝土柱 二次刚度 残余侧移率

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预应力高强钢丝绳抗弯加固钢筋混凝土梁的试验研究 被引量：44

8

作者 吴刚 蒋剑彪 +2 位作者 吴智深 田野 张敏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期17-27,共11页

提出一种预应力高强钢丝绳抗弯加固混凝土结构的新方法(简称P-SWR加固技术)。介绍这种新技术的提出思想及实现工艺,对预应力高强钢丝绳抗弯加固混凝土梁进行试验研究,重点讨论直接加载、先损伤后加载、钢丝绳层数、钢丝绳与混凝土黏结... 提出一种预应力高强钢丝绳抗弯加固混凝土结构的新方法(简称P-SWR加固技术)。介绍这种新技术的提出思想及实现工艺,对预应力高强钢丝绳抗弯加固混凝土梁进行试验研究,重点讨论直接加载、先损伤后加载、钢丝绳层数、钢丝绳与混凝土黏结性能、锚固方式等参数对加固性能的影响,并与粘贴CFRP和钢板加固混凝土梁性能作了比较。试验结果表明,预应力高强钢丝绳加固能同时显著提高混凝土梁的开裂荷载、截面刚度、屈服荷载、最大承载力,加固后的梁发生钢筋屈服、受压区混凝土压坏、钢丝绳断裂的延性破坏,能有效限制混凝土裂缝宽度,钢丝绳能达到极限拉伸应变而充分发挥作用。P-SWR加固技术可较好地解决现有加固方法中的诸多缺点,是一种高效主动式的加固技术。另外,该技术还具有易施工、耐火、耐老化、成本低等优点,值得在实际工程中大力推广应用。 展开更多

关键词 预应力 高强钢丝绳 抗弯加固 混凝土梁 试验研究

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新型钢-连续纤维复合筋增强无砟轨道板及其基本性能研究 被引量：7

9

作者 吴刚 杨洋 +2 位作者 杨琼东 蒋剑彪 吴智深 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期136-144,共9页

传统无砟轨道板采用钢筋增强,不仅影响轨道板的绝缘效果,恶化了无绝缘轨道电路的一次参数(主要是钢轨电阻和电感),而且其绝缘处理方法(添加绝缘套管或卡子)也降低了钢筋与混凝土黏结性能。对此,利用钢-连续纤维复合筋(SFCB)优异的绝缘性... 传统无砟轨道板采用钢筋增强,不仅影响轨道板的绝缘效果,恶化了无绝缘轨道电路的一次参数(主要是钢轨电阻和电感),而且其绝缘处理方法(添加绝缘套管或卡子)也降低了钢筋与混凝土黏结性能。对此,利用钢-连续纤维复合筋(SFCB)优异的绝缘性能,较好的黏结性能和较高的弹性模量等优点,提出一种新型SFCB增强无砟轨道板。首先对新型SFCB增强无砟轨道板进行绝缘性能试验,结果表明:SFCB增强轨道板相对有绝缘套管钢筋增强轨道板有效降低了钢轨一次参数的影响。在获得理想绝缘性能的基础上,对SFCB增强无砟轨道板进行受弯性能试验,结果表明:与普通RC板相比,SFCB板具有更高的极限承载力,更高的能量储备以及相当的位移延性,同时SFCB板的二次刚度限制了其钢筋屈服后的裂缝发展和宽度。文中提出的SFCB增强无砟轨道板具有更好的综合性能,值得在工程中推广应用。 展开更多

关键词 钢-连续纤维复合筋(SFCB) 玄武岩纤维 无砟轨道板 绝缘性能 受弯性能

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钢-连续纤维复合筋增强混凝土柱抗震性能数值分析 被引量：5

10

作者 孙泽阳 吴刚 +1 位作者 吴智深 张敏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期93-103,共11页

在利用OpenSees对钢-连续纤维复合筋(SFCB)力学性能进行较好模拟的基础上,研究配筋率、轴压比、SFCB材性二次刚度比等指标对SFCB柱承载力和变形能力的影响;进而研究SFCB柱在三个不同地震波激励下的最大位移和残余位移响应特征,最后对普... 在利用OpenSees对钢-连续纤维复合筋(SFCB)力学性能进行较好模拟的基础上,研究配筋率、轴压比、SFCB材性二次刚度比等指标对SFCB柱承载力和变形能力的影响;进而研究SFCB柱在三个不同地震波激励下的最大位移和残余位移响应特征,最后对普通RC柱和SFCB柱的滞回性能进行比较研究。结果表明,①基于材料的复合法则,利用OpenSees分别模拟钢筋和FRP部分,可以较好的模拟SFCB在单向拉伸和往复拉伸作用下的力学特性;②同样配筋率下,较高二次刚度比的SFCB增强的混凝土柱具有较高的屈服后二次刚度,且复合筋中FRP含量的增加有利于提高SFCB柱的变形能力;③提高轴压比对SFCB柱二次刚度有所削弱,而较高SFCB材性二次刚度比可延缓SFCB柱中FRP断裂后由P-δ效应引起的倒塌;④和等刚度配筋率的RC柱相比,8度大震作用下,SFCB材性二次刚度比大于0.15可以实现较小震后残余位移;⑤水平往复荷载作用下的混凝土柱理论和试验分析结果均表明,SFCB柱卸载残余位移远小于普通RC柱,即SFCB柱可以实现较高的震后可修复性。 展开更多

关键词 混凝土柱 二次刚度 变形能力 残余位移 数值分析

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空间曲面纤维网格制作及加固水下混凝土柱试验研究 被引量：11

11

作者 魏洋 张希 +2 位作者 吴刚 纪军 张敏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期45-53,90,共10页

平面纤维(FRP)网格以其卓越的性能在特定结构加固方面具有较好的应用优势,但其对小尺寸曲面、异形混凝土结构构件的约束加固并不适用。提出了空间曲面纤维网格制作工艺,制作了曲面纤维网格制品,测试了纤维网格拉伸的力学性能;提出了空... 平面纤维(FRP)网格以其卓越的性能在特定结构加固方面具有较好的应用优势,但其对小尺寸曲面、异形混凝土结构构件的约束加固并不适用。提出了空间曲面纤维网格制作工艺,制作了曲面纤维网格制品,测试了纤维网格拉伸的力学性能;提出了空间曲面纤维网格加固水下混凝土柱的施工工艺,并进行了轴压试验研究,试验结果表明:空间曲面纤维网格加固水下混凝土试件的轴压性能明显优于未加固混凝土圆柱试件,随着纤维网格纤维用量的增加,加固试件的承载能力和变形能力能有效提高,并取得和陆上试件相近的加固效果,根据纤维网格约束量的不同,水下加固试件的应力-应变曲线表现为软化、强化与临界行为,采用现有FRP约束混凝土模型能够较好地预测空间曲面纤维网格加固水下混凝土的极限应力与极限应变。 展开更多

关键词 混凝土结构 空间曲面 水下 加固技术 纤维网格 力学性能

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不同材料环向缠绕加固混凝土墩柱抗震性能比较研究 被引量：7

12

作者 魏洋 吴刚 +1 位作者 吴智深 蒋剑彪 《世界桥梁》 北大核心 2008年第3期36-40,共5页

通过对连续玄武岩纤维丝束、钢丝绳及碳纤维布缠绕加固混凝土墩柱抗震性能的对比试验,研究不同材料种类及用量对加固效果的影响,结果证实连续玄武岩纤维丝束及钢丝绳两种材料缠绕抗震加固的有效性,而这两种材料较碳纤维布具有更好的性价... 通过对连续玄武岩纤维丝束、钢丝绳及碳纤维布缠绕加固混凝土墩柱抗震性能的对比试验,研究不同材料种类及用量对加固效果的影响,结果证实连续玄武岩纤维丝束及钢丝绳两种材料缠绕抗震加固的有效性,而这两种材料较碳纤维布具有更好的性价比,同时,介绍了国内外最新发展起来的一些墩柱加固技术,对各种加固技术的优缺点及适用条件进行了比较分析。 展开更多

关键词 复合材料 连续玄武岩纤维 钢丝绳 墩柱 抗震加固

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纤维网格加固桥梁水下结构试验研究 被引量：3

13

作者 魏洋 吴刚 +1 位作者 纪军 张敏 《施工技术》 CAS 北大核心 2014年第16期28-32,共5页

FRP网格以其轻质、耐腐蚀、易成型,在土木工程领域具有很好的应用前景。基于水下无排水施工思想,提出了FRP网格加固桥梁水下结构的施工工艺,共制作了5组15个混凝土圆柱试件,研究FRP网格加固水下结构的技术效果,研究参数包括黏结材料类型... FRP网格以其轻质、耐腐蚀、易成型,在土木工程领域具有很好的应用前景。基于水下无排水施工思想,提出了FRP网格加固桥梁水下结构的施工工艺,共制作了5组15个混凝土圆柱试件,研究FRP网格加固水下结构的技术效果,研究参数包括黏结材料类型(水下不分散砂浆、水下环氧树脂)、黏结材料浇筑条件(陆上浇筑、水下浇筑)。试验结果表明,FRP网格通过对加固结构核心混凝土的约束实现其承载力和变形能力的提高,黏结材料无论是水下不分散砂浆还是水下环氧树脂,都能够以无排水施工方式实现FRP网格加固水下结构的技术效果。黏结材料为水下环氧树脂的加固试件,其荷载-位移曲线表现出较为光滑的下降曲线,而黏结材料为水下不分散树脂的加固试件,其荷载-位移曲线表现出阶梯形的下降曲线。但是,二者总体变形能力的区别并不显著。 展开更多

关键词 桥梁工程 纤维增强复合材料 网格 水下结构 加固

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