第３４卷第１期 ２０１２年２月 工程抗震与加固改造 Ｖｏ１．３４．Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２Ｏ１２ Ｅａ￣ｈｑｕａｋｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅｔｒｏｆｉｔｔｉｎｇ ［文章编号］ １００２—８４１２（２０１２）０１－００６９－０５ 箱型连续梁桥复合加固效果动力特性评定 何 容，何 伟，李晓克（华北水利水电学院土木与交通学院，河南郑卅Ｉ ４５００１１） ［提要］ 箱型桥梁复合加固的效果是工程中比较关注的课题。本文结合典型箱型连续梁桥一连霍高速公路仁存沟高架桥 病害情况，采用复合加固手段提高桥梁承载能力。针对该桥复合加固的效果评定，采用了比较加固前后桥梁动力特性的变化 方法进行。建立了该桥的数值模型，分别研究了体外预应力、铆粘钢板、增大截面及粘贴碳纤维布和复合加固法等多种加固 措施对桥梁动力特性的影响。计算结果表明，铆粘钢板法、增大截面法等加固法明显影响了桥梁振动频率，可采用频率的变 化来评估加固效果；体外预应力加固法、外贴碳纤维和复合加固方法对桥梁动力特性的影响比较复杂，可以通过联合动力特 性和静力测试分析加固效果。 ［关键词］ 箱型桥梁；复合加固；动力特性；频率 ［中图分类号］ＴＵ３１１．３ ［文献标识码］ Ａ Ｅｆｆｅｃｔ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｂｏｘ Ｇｉｒｄｅｒ Ｂｒｉｄｇｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ Ｈｅ Ｒｏｎｇ ｔ Ｈｅ Ｗｅｉ，Ｌｉ Ｘｉａｏ—ｋｅ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ．Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００１ １，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｂｏｘ ｂｒｉｄｇｅｓ ｉｓ ｍｏｒｅ ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ ｉｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｅｎｃｕｎｇｏｕ Ｖｉａｄｕｃｔ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ ｂｒｉｄｇｅ ｉｎ Ｌｉａｎｙｕｎｇａｎｇ－Ｈｏｒｇｏｓ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｗａｓ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ａ ３ Ｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｂｙ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｉｎｇ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｅｘｔｅｒｎａｌ ｓｔｉｃｋｉｎｇ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅ ｍｅｔｈｏｄ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｓｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｇｌｕｉｎｇ ＣＦＲＰ ｍｅｔｈｏｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｓｔｉｃｋｉｎｇ ｓｔｅｅｌ ｐｌａｔｅ ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｓｅｃｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ￣ｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅ ｏｆ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅｉｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ￣ｅｑｕｅｎｃｙ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ ｏｆ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｃ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ ｂｒｉｄｇｅ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ；ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｅ．ｍａｉｌ：ｈｒ＠ｎｃｗｕ．ｅｄｕ．ｃｎ １ 引言 同一缺陷桥梁，如采用单一方法加固，往往难以达到 全部既定目标，因此常采用复合加固法。１９９６年 Ｒ。Ｔｅｐｆｅｒｓ研究了非金属混杂纤维复合加固法¨ ；国 内卢亦焱等研究了外包钢与碳纤维布复合加固 目前旧桥加固是各国桥梁工作者的研究热点， 如何提高病害桥梁的承载能力，延长桥梁使用寿命 等问题，日益引起了国内外学者的重视。常用的加 固方法主要包括体外预应力法、粘钢法、增大截面法 等，不同的加固方法其加固效果不同。工程中针对 法 。 ；杨善红等研究了复合加固法在工程中的应 用 。此外，针对复合加固技术的模拟研究，Ｎ． Ｈａｍｉｌａ 等采用了三参数半离散三角函数法；Ｙ． Ａｉｍｅｎｅ采用了超弹性法 。 。纵观国内外学者针对 复合加固技术的研究，主要集中在加固方法或施工 ［收稿日期】２０１１ ４＿ｏ６ ［基金项目］ 河南省高等学校青年骨干教师资助计划（２０１０ＧＧＪＳ一 １２７）；华北水利水电学院高层次人才科研启动项目 工艺等方面，而研究加固效果评定的成果少见报道。 工程抗震与加固改造 ２０１２年２月 复合加固法工艺复杂，但加固效果全面，可以同 时发挥各项加固技术的优点，因而应用较多。考虑 到施工的复杂性，施工中可能会存在部分措施加固 效果达不到预定设计要求的问题，故应加强施工质 量过程控制。如果能在复合加固过程中，针对各种 方法的加固效果及时进行评估，则可为保证加固效 果提供保障。 本文以采用各项加固措施前后桥梁动力性能指 图３仁存沟高架桥混凝土剥离 Ｆｉｇ．３ Ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｅｅｌｉｎｇ－ｏｆｆ ｆａｉｌｕｒｅ ｉｎ Ｒｅｎｃｕｎｇｏｕ Ｖｉａｄｕｃｔ 标变化为主要手段，来评估复合加固箱型截面连续 梁桥时各项措施的加固效果，可为旧桥加固设计及 施工工序的合理安排提供一定的指导。 ２工程实例与桥梁病害 仁存沟高架桥为连霍国道主干线郑州至洛阳高 速公路控制性工程之一。大桥位于河南省巩义市。 桥梁为分离式双向四车道，单幅桥净宽１１．０ｍ＋２× ０．５ｍ。设计行车速度１００公里／小时。桥梁上部结 构为５×４５ｍ单箱单室预应力混凝土等高变截面连 续箱梁，桥中心线处箱梁高３ ｍ，顶板宽１２ ｍ，底板 宽５．４ １１１。下部结构为钢筋混凝土薄壁墩身、钻孔 灌注混凝土群桩基础。该桥自通车后不久，就出现 了部分主梁腹板开裂，个别部位出现混凝土剥离、钢 筋及钢绞线裸露等现象。根据现场调查分析，仁存 沟高架桥主要病害情况如图１～图４所示。 图４仁存沟高架桥钢筋锈蚀 Ｆｉｇ．４ Ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ ｂａｒ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎ Ｒｅｎｃｕｎｇｏｕ Ｖｉａｄｕｃｔ 明确各加固措施施工后对箱型截面连续梁型桥加固 的效果，施工前可采用三维数值模拟法分析各加固 措施对桥梁动力性能的影响。 ３仁存沟高架桥三维数值模型 仁存沟连续箱型桥梁三维数值模型见图５所 示，其中 、Ｙ、。坐标轴分别对应桥梁的纵向、竖向和 横向，数值模型共１７１３３２个节点，４５３８９个单元。 其中混凝土采用三维块体单元模拟，共４２７７４个单 元；体内预应力钢筋采用空间杆件元模拟，共２６０５ 个单元；混凝土薄壁墩采用空间梁单元模拟，共４０ 个单元。在加固措施中，铆粘钢板采用空间梁单元 模拟，共３５４个单元；增大截面采用板单元模拟，并 一 图１ 仁存沟高架桥腹板病害 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｄｉｓｅａｓｅ ｉｎ ｗｅｂ ｏｆ Ｒｅｎｃｕｎｇｏｕ Ｖｉａｄｕｃｔ 考虑底板修补所增加的底板厚度，共７７６０个单元； 粘贴碳纤维布采用仅受拉力的杆单元模拟，共１０４２ 个单元；体外预应力钢筋采用杆单元模拟，共１３０个 单元；锚块和转向板采用三维块体元模拟，共１５４３ 个单元。 图２仁存沟高架桥底板病害 Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｄｉｓｅａｓｅ ｉｎ ｂａｓｅｐｌａｔｅ ｏｆ Ｒｅｎｃｕｎｇｏｕ Ｖｉａｄｕｃｔ 为真实地模拟预应力钢筋的空间线形，模型预 应力钢筋与混凝土单元采用了分离式模型，预应力 钢筋的单元节点与混凝土单元间通过约束方程建立 根据仁存沟大桥灾害现状，为提高桥梁承载能 联系。该方法在考虑曲线力筋对混凝土作用的同 时，还能考虑预应力钢筋在外荷载作用下的应力增 量，可较为真实地获得结构细部反应，使得预应力的 模拟更为可靠。预应力荷载采用初应变法模拟，并 力，延长服务寿命，保障交通安全，经研究采用体外 预应力、铆粘钢板、增大截面及粘贴碳纤维布等复合 加固法进行加固。为指导施工工艺，保证施工质量， 第３４卷第１期 何容，等：箱型连续梁桥复合加固效果动力特性评定 “ 一 ∞ 图５仁存沟鬲架桥三维数值模型 Ｆｉｇ．５ Ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ｒｅｎｃｕｎｇｏｕ Ｖｉａｄｕｃｔ 考虑沿程损失。普通钢筋采用整体法模拟。桥梁的 固前后桥梁实测的动力性能指标变化，结合结构体 开裂损伤和加固施工顺序采用单元生死技术模拟， 系的改变情况，综合分析判定桥梁加固效果。对于 开裂损伤位置根据现场实测统计资料布置。 缺少先验实测资料的情况可以与理论计算结果对比 根据仁存沟大桥的结构特点，数值模型中左侧 分析。自振频率值的大小是桥梁结构刚度的体现， 桥台支座位置处和主桥墩支座处为滚轴约束，右侧 当结构体系变化、构件的几何位置与结构参数发生 桥台支座位置处为铰约束。为约束主桥整体结构横 改变时，均会引起自振频率值的变化。但是频率值 移，在主桥支座对称位置施加水平方向的侧移约束。 的变化还与桥梁的支座、约束等因素有关，因此，在 桥墩墩底为固定端约束。 进行动力检测时必须了解支座和约束的变化情况， ４加固效果动力特性评定指标的确定 必要时可结合振型及其序列变化情况进行综合评 为评估复合加固效果，需要确定一定的考核指 判，防止得到错误的加固效果结论。 标，并要求该指标具有易测量，且对原结构体系的改 ５仁存沟高架桥加固前动力特性 变敏感等特点。动力特性指标中自振频率、振型对 桥梁加固前包括无损伤和损伤后加固前两个阶 结构体系的质量分布、刚度变化都比较敏感，因此， 段，表１列出的是仁存沟高架桥加固前前１０阶频率 两者均可作为加固效果评定指标。应用时可根据加 及相应的振型。 表１ 仁存沟高架桥无损伤和损伤后桥梁频率与振型特征 Ｔａｂｌｅ １ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｎｄ ｍｏｄｅ ｓｈａｐｅｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｎ－ｄａｍａｇｅｄ ｏｒ ｄａｍａｇｅｄ Ｒｅｎｃｕｎｇｏｕ Ｖｉａｄｕｃｔ ｂｒｉｄｇｅ 阶次 （Ｈｚ） （Ｈｚ） 振型特征 阶次 （Ｈｚ） （Ｈｚ） 振型特征 １ ０．９６１９ Ｏ．９６１９ 桥墩３顺桥向滑移 ６ ２．９５２７ ２．９２３５ 一阶对称竖弯（３—５跨） ２ １．０４９８ １．０４９７ 桥墩４顺桥向滑移 ７ ３．３６７０ ３．３５０６ 二阶对称竖弯（１—３跨） ３ １．３９６４ １．３９１７ 桥面一阶对称横弯 ８ ３．８６６４ ３．８４２８ 桥面高阶竖弯 ４ １．５７０６ １．５７０６ 桥墩５顺桥向滑移 ９ ４．００８２ ３．９８２６ 桥面二阶对称横弯 ５ ２．３９４９ ２．３８３５ 桥面一阶反对称横弯 １０ ４．４７２７ ４．４３８４ 桥面高阶对称竖弯 注：表中 一无损伤时桥梁频率 一损伤后加固前桥梁频率。 从表１可以看出损伤前仁存沟大桥有桥面振 面竖弯，竖弯频率２．９５２７Ｈｚ，说明仁存沟大桥桥面竖 动、墩台振动和空间扭转等形式，振型随阶数的增高 向刚度较大，桥梁的竖向刚度大于横向刚度。 变得复杂。该桥的前ｌ０阶空间振动形态比较单纯， 此外，在动力分析中桥梁的墩台下端约束均考 这些都是本桥最可能出现的振动形式。 虑为固定端约束，而未考虑桩土间作用，因此桥梁实 第１阶模态振型为桥墩的顺桥向滑动模态，说明 际横向刚度将更小。总体来说，因为桥梁竖向刚度 了桥墩的顺桥向刚度较弱，这是由于墩台壁薄且高度 大于横向刚度，所以竖向振动时所遇阻力更大，振动 较大等特点决定的，且由于在数值模拟中桥墩顺桥方 频率更高，竖向振型出现晚于横向振型，而前ｌ０阶 向自由度是自由的，因而在顺桥方向桥墩约束不足。 中未出现扭转振型，这与箱形截面的扭转刚度大于 在第３阶和第５阶桥面出现横弯，直到第６阶出现桥 横向及竖向刚度的特征是一致的。 工程抗震与加固改造 ２０１２年２月 Ｅｚ雹损伤后无加固 体外预应力 板法 面法 固法 由表１所示仁存沟大桥损伤后加固前前１０阶频 率可以看出，损伤后仁存沟大桥桥面自振频率均降 低，其中竖向振动和横向振动频率降低最为明显，而 振型序列未出现大的变化，说明大桥整体损伤，且损 伤后箱梁刚度降低，因此采取复合加固法是合适的。 ６仁存沟高架桥各方法加固后动力特性的变化 为比较仁存沟高架桥不同加固方式加固效果的 鱼 ０ 槲 差异，可通过比较各单一加固方式加固前后桥梁动 力特性的变化来进行。同时，为了保证加固前后同 阶振动比较，选取了与表１相同或相近的振型序列 对应的振动阶次，各加固方式加固前后前１０阶频率 变化情况见图６所示。 阶次 图６相同振型时各加固方式对应模态频率变化 Ｆｉｇ．６ Ｔｈｅ ｃＯｒｒｅｓｐＯｎｄｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｍｏｄｅ ｓｈａｐｅｓ ｆｏｒ ｅａｃｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ 由图６可以看出，各种加固措施对桥梁的前２ 阶振动特性影响较小。这主要是因为前２阶振型主 要体现桥墩的振动特性。而数值模拟中加固主要是 针对桥梁上部结构进行的，因而对桥墩影响较小。 通过第３至第１０阶振动频率的变化情况可以看出， 铆粘钢板和增大截面法将使桥梁振动频率明显增 见采用铆粘钢板法加固时对桥梁的动力特性影响较 大，因而可采用测试加固前后频率变化的方法来判 断加固效果。 外贴碳纤维片的加固方式可以明显提高结构的 承载能力和延性，降低碳纤维片周边混凝土中的应 力，但是对于桥梁的振动特性影响较小，因此，要评 估外贴碳纤维片加固效果，不能仅通过测试桥梁加 固前后频率的变化来判断。 复合加固法充分利用了前述四种基本加固方法 中的优点，对桥梁动力特性的影响复杂。在前ｌ０阶 振型中未出现扭转振型，说明复合加固法明显提高 大，而体外预应力和复合加固法可能使体系振动频 率降低。 体外预应力加固方法降低了结构的低阶振动频 率。这主要是因为体外预应力对梁固有频率的影响 与作用在梁上的初始预加力和线形布置及横截面的 惯性半径有关。若预加力的轴向分量占统治地位， 则体外预应力将导致自振频率减小；若体外预应力 钢筋离梁中心位置较远，初始偏心和体外索的偏转 角影响程度较大，则体外预应力引起梁的自振频率 增大 。在仁存沟连续箱型桥梁体外预应力加固 措施中，预加力的轴向分量占统治地位，所以在低频 阶段，体外预应力导致结构自振频率减小。因此体 外预应力法加固效果通过检测加固前后结构的频率 变化并不能直观地判断加固效果，此时可以通过辅 助静测加以判断。 了桥梁的抗弯刚度和抗扭刚度。发生相同振型同阶 振动时复合加固法对应的振动频率较之铆贴钢板法 和增大截面法对应的频率要小，这主要是由于复合 加固法包括了体外预应力加固方法。如前所述体外 预应力筋加固措施降低了桥梁在低频阶段的振动频 率。因此不能在完成复合加固法施工后再通过测试 加固前后频率变化的方法来直接判断复合加固方法 的加固效果，此时可采用静力测试法辅助分析。 计算结果显示增大截面法和复合加固法对桥梁 振型的影响最大。这主要是由于增大截面法和复合 增大截面法同时加大了腹板和底板横截面尺 寸，同时一定程度地增大了结构的横向刚度及竖向 刚度，在前１０阶的低频阶段，该方法引起的振型变 加固法加大了腹板和底板横截面尺寸，同时增大了 结构的横向刚度、竖向刚度和抗扭刚度，因此在前 １０阶的低频阶段，两者的振型比其他加固方式更加 复杂。此外，在竖向振动振型中，全桥并不是５跨同 时发生的，这说明各跨各向刚度并不完全一致。这 主要是因为桥梁各跨的截面尺寸、约束条件、加固效 化比其他加固方式更加复杂。增大截面法对仁存沟 大桥的动力特性影响明显，因此可以通过采用测试 加固前后频率变化的方法来判断加固效果。 铆粘钢板法加固明显对损伤后桥梁１阶横向与 竖向振动频率的提高幅度明显大于其他加固方法， 体现了该方法显著增加了桥梁横向与竖向剐度。可 果影响、裂缝位置和预应力大小等方面不完全一致， 第３４卷第１期 何容，等：箱型连续梁桥复合加固效果动力特性评定 ・７３・ 从而导致了刚度上的差异。 ［３］ 卢亦焱，张华，张号军，黄银棠．外包角钢与碳纤维布 ７ 结论 复合加固钢筋混凝土柱抗剪性能试验研究［Ｊ］．土木 本文针对仁存沟高架桥的病害情况，采用三维 工程学报，２００７，４０（１Ｏ）：１—７ 数值模拟技术研究了通过桥梁动力特性的变化评估 Ｌｕ Ｙｉ－ｙａｎ，Ｚｈａｎｇ Ｈｕａ，Ｚｈａｎｇ Ｈａｏ—ｊｕｎ，Ｈｕａｎｇ Ｙｉｎ－ ｓｈｅｎ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｈｅａｒ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ 体外预应力、铆粘钢板、增大截面及粘贴碳纤维布和 Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｃｏｌｕｍｎｓ Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｂｏｎｄｅｄ 复合加固法的加固效果，得到如下结论： Ｓｔｅｅｌ Ａｎｇｌｅｓ Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ （１）体外预应力加固法导致结构低阶自振频率 Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｈｅｅｔｓ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｏｕｒｎａｌ， 减小，但在高频阶段则会增大结构振动频率，因此， ２００７，４０（１０）：１～７（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 不能通过测试加固前后频率的变化来直接判断体外 ［４］ 杨善红，张广山．复合加固法在古旧石拱桥中的应用 预应力加固方法的加固效果，其加固效果可通过辅 ［Ｊ］．公路交通技术，２００５，４：１１９～１２１ 助静测判断。 Ｙａｎｇ Ｓｈａｎ－ｈｏｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｇｕａｎｇ－ｓｈａｎ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ （２）铆粘钢板法加固使得桥梁前后振动频率有 Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ Ａｎｃｉｅｎｔ Ｓｔｏｎｅ Ａｒｃｈ 明显变化，加固效果显著，对桥梁的动力特性影响较 Ｂｒｉｄｇｅｓ［Ｊ］．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ，２００５， 大，因此，可采用测试加固前后频率的变化来判断加 ４：１１９—１２１（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） Ｈａｍｉｌａ Ｎ， Ｂｏｉｓｓｅｌ Ｐ， Ｃｈａｔｅｌ Ｓ． Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ 固效果。 ［５］ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ Ｄｒａｐｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ ａ （３）增大截面法对动力特性影响明显，可通过 Ｔｈｒｅｅ Ｎｏｄｅ Ｓｅｍｉ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｔｒｉａｎｇｌｅ［Ｊ］．Ｉｎｔ Ｊ Ｍａｔｅｒ， 测试加固前后频率的变化来判断加固效果。 ２００８，１：８６７～８７０ （４）外贴碳纤维加固法对连续箱型梁桥的振动 ［６］ Ａｉｍｅｎｅ Ｙ，Ｈａｇｅｇｅ Ｂ，Ｓｉｄｏｒｏｆｆ Ｆ，Ｖｉｄａｌ－Ｓａｌｌｅ Ｅ，Ｂｏｉｓｓｅｌ 特性影响很小，不能仅通过测试桥梁加固动力特性 Ｐ，Ｄｒｉｄｉ Ｓ．Ｈｙｐｅｒｅｌａｓｔｉｃ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ 的变化来评估外贴碳纤维片加固效果。 Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｉｎｔ Ｊ Ｍａｔｅｒ， （５）复合加固方法可以明显提高桥梁的抗弯刚 ２００８，１：８１１—８１４ 度和抗扭刚度，对桥梁动力特性的影响比较复杂。 ［７］ 项贻强，姚永丁，胡峰强，荆龙江，朱卫国．体外索加固 在低频阶段，复合加固法对应的振型丰富。当复合 Ｔ型刚构桥的静动力性能研究［Ｊ］．中国公路学报， 加固法包括了体外预应力加固方法时，不能在完成 ２００４，１７（１）：３９—４４ Ｘｉａｎｇ Ｙｉ—ｑｉａｎｇ，Ｙａｏ Ｙｏｎｇ・ｄｉｎｇ，Ｈｕ Ｆｅｎｇ—ｑｉａｎｇ，ｅｔ ａ１． 复合加固法施工后通过测试加固前后频率的变化来 Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｓｔａｔｉｃ ａｎｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｔ—ｓｈａｐｅ Ｒｉｇｉｄ 直接判断复合加固的实际效果，此时可以通过联合 Ｆｒａｍｅ Ｂｒｉｄｇｅ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｂｙ Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｔｅｎｄｏｎ 动力特性和静力测试进行分析。 ［ｊ］．Ｃｈｉｎａ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ，２００４，１７ （１）：３９—４４（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 参考文献《Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ Ｊ： ［８］ 熊学玉，王寿生．体外预应力梁振动特性的分析与研 ［１］Ｔｅｐｆｅｒｓ Ｒ Ｃ，Ｔａｍｕｚｓ Ｖ，Ａｐｉｎｉｓ Ｒ，ｅｔ ａ１．Ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ ｏｆ 究［Ｊ］．地震工程与工程振动，２００５，２５（２）：５５—６１ Ｎｏｎｍｅｔａｌｌｉｃ Ｈｙｂｒｉｄ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｘｉｏｎｇ Ｘｕｅ—ｙｕ，Ｗａｎｇ Ｓｈｏｕ－ｓｈｅｎｇ．Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｏｆ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，１ ９９６， ｏｆ Ｅｘｔｅｒｎａｌｌｙ Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｂｅａｍ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ３２（２）：１１３～１２１ Ｂｅｈａｖｉｏｒ［Ｊ］．Ｅａｔｒｈｑｕａｋｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ［２］ 卢亦焱，童光兵，张号军，外包钢与碳纤维布复合加固 Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ，２００５，２５（２）：５５～６１（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 钢筋混凝土偏压柱试验研究［Ｊ］．建筑结构学报， ［９］ 熊辉霞．体外预应力混凝土简支梁的动力试验与理论 ２００６，２７（１）：１０６～１１２ 分析［Ｄ］．武汉：华中科技大学，２００９ Ｌｕ Ｙｉ—ｙａｎ，Ｔｏｎｇ Ｇｕａｎｇ—ｂｉｎｇ， Ｚｈａｎｇ Ｈａｏ—ｊｕｎ． Ｘｉｏｎｇ Ｈｕｉ—ｘｉａ．Ｄｙｎａｍｉｃ Ｔｅｓｔ ａｎｄ Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ＲＣ Ｅｃｃｅｎｔｒｉｃ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｅｘｔｅｒｎａｌｌｙ Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｓｉｍｐｌｅ－ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ Ｂｅａｍｓ Ｃｏｌｕｍｎ Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ Ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ＣＦＲＰ ａｎｄ ［Ｄ］． Ｗｕｈａｎ：Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ Ａｎｇｌｅ Ｓｔｅｅｌ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２００６，２７ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００９（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） （１）：１０６～１１２（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） 【作者简介］何容（１９７３～），女，硕士，讲师
