文章摘要
翟科杰,方宏远,郭成超,倪芃芃,付兵,李斌.预应力CFRP加固断丝PCCP的试验与仿真研究[J].水利学报,2021,52(6):739-749
预应力CFRP加固断丝PCCP的试验与仿真研究
Experimental and simulation study on PCCP with broken wires strengthened by prestressed CFRP
投稿时间:2020-09-30  
DOI:10.13243/j.cnki.slxb.20200794
中文关键词: PCCP  CFRP  预应力  加固  足尺试验
英文关键词: PCCP  CFRP  prestressed  retrofit  full-scale test
基金项目:国家重点研发计划项目(2016YFC0802400);河南省重大科技专项(171100310100);国家自然科学基金项目(51978630);河南省高校科技创新人才计划项目(19HASTIT043);郑州大学优秀青年教师发展基金(1621323001)
作者单位E-mail
翟科杰 中山大学 土木工程学院, 广东 广州 510275  
方宏远 郑州大学 水利科学与工程学院, 河南 郑州 450001 18337192244@163.com 
郭成超 中山大学 土木工程学院, 广东 广州 510275
广东省地下空间开发工程技术研究中心, 广东 广州 510275
广东省海洋土木工程重点实验室, 广东 广州 510275
南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海), 广东 珠海 519082 
 
倪芃芃 中山大学 土木工程学院, 广东 广州 510275
广东省地下空间开发工程技术研究中心, 广东 广州 510275
广东省海洋土木工程重点实验室, 广东 广州 510275
南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海), 广东 珠海 519082 
 
付兵 暨南大学 力学与建筑工程学院, 广东 广州 510632  
李斌 郑州大学 水利科学与工程学院, 河南 郑州 450001  
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中文摘要:
      针对预应力钢筒混凝土管(PCCP)断丝问题,提出一种创新的加固技术,即外部缠绕预应力碳纤维布(CFRP)加固。利用一根长6 m、内径1.4 m的PCCP管道,选取不同截面进行对比试验,对所提加固方法效果进行了验证。之后,基于有限元方法(FEM),建立了预应力CFRP加固断丝PCCP三维模型,并将仿真结果与试验进行了对比评估,分析了CFRP预应力水平和层数对管道受力性能的影响。研究结果表明,经预应力CFRP加固后的管道承载能力明显提高;断丝与加固对管道的影响范围有限,约为其宽度的3倍;断丝15%的管道经2层、4层和6层预应力为10%的CFRP加固后,承载能力可分别提高65.6%、103.1%和162.5%。
英文摘要:
      An innovative retrofitting technique is proposed for the wire breakage in prestressed concrete cylinder pipe (PCCP), in which prestressed carbon fiber reinforced polymer (CFRP) sheets are externally wrapped around the pipe. The validity of this technique was then verified using a full-scale test on a PCCP of 6 m in length and 1.4 m in inner diameter. A three-dimensional finite element (FE) model of PCCP reinforced by prestressed CFRP was established based on the verification by comparing the predicted results with the test results. Afterwards, the CFRP prestress and number of CFRP layers were used as variables to analysis the mechanical properties of the strengthened PCCP. The results show that the bearing capacity of the PCCP strengthened by prestressed CFRP is improved significantly; and the influence width of wire broken and reinforcement on PCCP is limited to about three times of its width. Being strengthened by 2 layers,4 layers and 6 layers of CFRP with 10% prestress,the bearing capacity of PCCP with 15% broken wires can be increased by 65.6%,103.1% and 162.5%,respectively.
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