DB36-T 1692-2022 公路桥梁纤维复材加固设计技术规程

ICS93.040CCSP28

DB36江 西 省 地 方 标 准DB36/T1692—2022公路桥梁纤维复材加固设计技术规程Technicalregulationsforreinforcementdesignoffiberreinforcedpolymersforhighwaybridges20222022111720230501江西省市场监督管理局发布DB36/T1692—2022目次前言 II1围 12范引文件 13语定义 14号 35本定 56料 57应复板固法 98材格固法 139材嵌式固法 1710材钢绳合固法 20附录A（料附）碳纤复网拉性试验法 22附录B（料附）粘结脂拉结度检测法 24附录D（料附）纤维强合料树材料玻化变度附录D（料附）纤维强合料树材料玻化变度定方法 28附录E（料附）碳纤复网锚性试验法 30附录F（料附）粘贴纤复片加混凝结施质现检测法 32条文说明 34IDB36/T1692—2022前 言GB/T1.1—20201本文件起草单位：江西赣粤高速公路股份有限公司、东南大学。IIIIDB36/T1692—2022DB36/T1692—2022DB36/T1692—2022DB36/T1692—2022公路桥梁纤维复材加固设计技术规程范围本文件规定了纤维复材加固公路桥梁的设计技术要求，其中包括预应力复材板加固法、复材网格加固法、复材筋嵌入式加固法及复材与钢丝绳组合加固法。本文件适用于江西省内钢筋混凝土公路梁式桥和预应力混凝土梁式桥，以恢复使用功能、提高承载能力和增强安全性为目的的加固设计。（GB/T1446GB/T3354 GB/T3356 GB/T3365 GB/T5224 GB/T8358 GB/T9914.3 3GB14907 GB50010 GB50608 纤增复材料程用术准JC/T773 纤增塑料短梁测层剪强JG/T507 数式结度检仪JGJ145 JGJ/T325 JTG/TH21 公桥技状况定准JTG/TJ21 路梁能力测定JT/T821 混土梁表面防涂料CECS146 下列术语和定义适用于本文件。3.1原构件existingstructuremembers实施加固前的原有构件。13.2承重构件load-bearingstructuremembers承受施加在结构上主要作用的构件。3.3纤维增强复合材料fiberreinforcedpolymers连续纤维或纤维织物与基体树脂复合制备而成的纤维增强复合材料，简称纤维复材（FRP）。3.4纤维布fibersheets连续纤维单向或多向排列形成的布状制品，简称纤维布。3.5fiberreinforcedpolymerplates3.6纤维增强复合材料片材fiberreinforcedpolymerlaminates现场用浸渍树脂粘贴的纤维布和复材板的统称，简称复材片材。现场用浸渍树脂粘贴的纤维布和复材板的统称，简称复材片材。3.7纤维增强复合材料筋fiberreinforcedpolymerbars单向连续纤维与基体树脂经拉挤成型形成的棒状制品，简称复材筋。3.8纤维增强复合材料网格fiberreinforcedpolymergrids用连续纤维制成的网格状制品，一般为正交双向形式，简称复材网格。3.9钢丝绳steelwireropes由高强不锈钢钢丝或高强镀锌钢丝制成的小直径钢丝绳。3.10钢丝-连续玄武岩纤维复合板steelwire-basaltfibercompositeplates由钢丝和连续玄武岩纤维叠层铺设，并在工厂经树脂浸渍固化而成的板状制品。3.112基体树脂matrixresin用于浸渍纤维丝，并在固化成型后传递应力至纤维丝，是复材组成成分之一。3.12植筋胶reinforcingglue嵌入式加固时用于复材锚固的树脂材料。3.13浸渍树脂saturatingresin粘贴加固时用于粘贴并浸透纤维布的树脂材料。3.14粘贴树脂adhesiveresin粘贴加固时用于粘贴复材的树脂材料。符号EEfEsfcfcuffffdffkffvfrftkfyf′yσf,md——混凝土轴心抗压强度设计值；——抗剪加固采用的复材网格抗拉强度设计值；——达到受弯承载力极限状态时，复材的拉应力设计值。4.2作用效应及承载力MMkVbVb,caVb,fVb,rcconf——弯矩设计值；——正常使用阶段的标准荷载组合下的弯矩值；——剪力设计值；——加固层混凝土承担的剪力设计值；——达到受剪承载力极限状态时复材网格承担的剪力设计值；——未加固构件的受剪承载力；——预应力复材板的张拉控制应力；——复材应力；3fpe l4 l5 ——le ——le0 ——束pc ——Δpe—张的材面心处由张的一复材材生混土向应；Δσpe0 ——构控截预力钢重处由拉一批材材生法应力；sk αEp ——εf ——fe,m1 fe,m2 ——Ac Af Af,tot As A′s Ase ab ae ag a0Tbb——筋型复材的高度；fb′ fdb e h0 h'f hfe hg L ——拉至固之的距sfg——材格向之的间；tfd ——入加复的效厚；wg——形槽宽；x——混凝土受压区高度；f ——ξb ξb,f 4a1 ——acf ————r ——ψvb γe ——γf ——ΔT （）αc ——固混土度用系；αcv ——截混土剪载力数αe ——凝轴温热胀系；αf ——材轴温膨系数。JTG/TH21JTG/TJ21）材料55.2.35.2.3列项目重新做适配性检验：层间剪切强度，按附录C60%。2表2复材板的主要力学性能指标60%。3956（PAN）12k12k单向纤维布应符合GB506084.2.35.2.15.2.2300g/m2195%表1纤维布的主要力学性能指标纤维布类型和等级（MPa弹性模量（GPa）极限应变（%）碳纤维布CFS高强型CFS2500≥2500≥210≥1.3CFS3000≥3000≥210≥1.4CFS3500≥3500≥230≥1.5高模型CFSM390≥2900≥390≥0.7玻璃纤维布GFSGFS1500≥1500≥75≥2.0GFS2500≥2500≥80≥2.3玄武岩纤维布BFSBFS2000≥2000≥90≥2.0复材板类型和等级（MPa弹性模量（GPa）极限应变（%）碳纤维复材板CFPCFP2000≥1800≥140≥1.4CFP2300≥2300≥150≥1.4玻璃纤维复材板GFPGFP800≥800≥40≥2.0玄武岩纤维复材板BFPBFP1000≥1000≥50≥2.0表3复材筋的主要力学性能指标复材筋类型和直径（Ma弹性模量（GPa）极限应变（%）碳纤维复材筋CFBd≤10mm≥1800≥140≥1.510mm＜d≤13mm≥1300≥130≥1.0d＞13mm≥1100≥120≥0.9玻璃纤维复材筋GFBd≤10mm≥700≥40≥1.810mm＜d≤22mm≥600≥1.5d＞22mm≥500≥1.3玄武岩纤维复材筋BFB≥800≥50≥1.64GB50608附录A表4复材网格的主要力学性能指标复材网格类型抗拉强度标准值（MPa）弹性模量（GPa）极限应变（%）碳纤维复材网格CFG≥1800≥140≥1.0玄武岩纤维复材网BFG≥900≥45≥1.6GB/T3354GB/T3356GB/T3366GB/T9914.31fffd=ffkfe (1)γγ式中：fd N2；fk N2；γf ——1.41.25；γe ——复材环境影响系数，取值可按GB506084.2.13。钢丝钢丝1两侧表面应各有一层纤维毡；内层的纤维粗纱和钢丝应均匀排列，钢丝应被树脂完全包裹。7

浸渍了环氧树脂的BFRP布钢丝环氧树脂基体钢丝钢丝树脂基体BFRP片材钢丝树脂基体BFRP片材夹混杂 b）层间杂钢丝钢丝纤维粗纱树脂 纤维毡c）外纤维毡内混杂图1钢丝-连续玄武岩纤维复合板制品形式表5钢丝-玄武岩纤维复合板力学性能指标能指标应符合GB50608表5钢丝-玄武岩纤维复合板力学性能指标能指标应符合GB506084.3.22.5MPaBTg60D8复合板编号弹性模量(GPa)屈服强度(MPa)屈服后弹模(GPa)极限强度(MPa)延伸率夹心混杂复合板A（钢丝含量13.5%）≥95.7≥1113≥66.1≥1656≥1.84%夹心混杂复合板B（钢丝含量19.9%）≥96.5≥1042≥60.2≥2009≥2.32%层间混杂复合板C（钢丝含量21.6%）≥99.8≥1229≥61.3≥1739≥2.24%6.5.2护材料的性能应符合JT/T821钢丝绳（frk）6表6高强钢丝绳抗拉强度标准值种类符号公称直径（mm）不锈钢钢丝绳镀锌钢丝绳材料分项系数γr材料分项系数1×19s3.0~7.016501.4715601.4717701.4716501.476（r7表7钢丝绳弹性模量、伸长率类别ErwMPa伸长率（%）不锈钢钢丝绳1.10×1051.6镀锌钢丝绳1.40×1052.1JGJ/T325附录A执行。当对试验结果有争议时，应按GB/T8358规定的仲裁试验方法执行。GB/T5224应按JTG/TH21、JTG/TJ2125N/mm2；CFP2300100mm；9JGJ450.6（图2和图3）。端部机械锚固采用栓锚时，应对其进行防腐防护。776154325 7 4 31图2张拉过程示意图7——千斤顶顶压装置。143图3张拉完成示意图图中：1——复材板；2——化学螺栓；3——固定端锚具；4——张拉端锚具。7.2.47——千斤顶顶压装置。143图3张拉完成示意图图中：1——复材板；2——化学螺栓；3——固定端锚具；4——张拉端锚具。7.2.44）101432374 562 16图4预应力复材板的锚固系统图中：1——锚杯；2——锚具；3——化学螺栓；4——结构胶；5——环氧树脂；6——复材板；7——原构件。7.2.50.45~0.65倍，不应大于0.70倍。aσl12a式中：

l1=lEf.........................................(2)a 张拉端锚具变形和钢筋内缩值（6.21l （lEf N2。σl33式中：

l3=TfeEf (3)ΔT （）C；αf 1.0×10-6/°C；αe 1.0×10-5/°C。σl44式中：

l4=rcon (4)r ——2.2%；con N2。σl55l5

=30+8

.......................................(5)11式中：pc Pa；cu Pa；f ——f=(AfEf/Es+As)/(Ac+asAs)，Acasσle应按公式6计算：式中：

σle

=m12m

Ep

.....................................(6)αEp ——Δσpe——在先张拉的片材截面中心处，由后张拉的每一批复材片材产生的混凝土法向应力；m 预应力复材板有效预应力σfpe应按公式7计算：σfpe=σcon(σl1+σl3+σl4+σl5+σle) (7)GB50010GB500100.01ξb,f80.85倍： ξb,f=0.85ξb (8)式中：ξb——为结构加固前的相对界限受压区高度。除按GB50010正截面承载力计算的基本假定外，ξb尚应符合下列补充规定：εfσfεfE矩形或TGB50608中第6.2.5条~第6.2.8条执行。GB50010挠度；12GB500109EA=A+EfAE式中：

se s fs .....................................（9） Ase 2；As 2；Af 2；Es （N/mm2）。挠度变形应按GB50010f10式中：L

f=acf

2σ Aσ A4EcI0

e.....................................(10)Ec N2；acf 11.0；20.95；30.9；e （。（5），50mm120mm。6）100mmJGJ145图5平夹片图6波形夹片8复材网格加固法8.1一般规定13（CFG）（GFG）和玄武（BFG）。矩形或T0.8bh0h'f时7）12计算：Asb Asb εsωfcbxAs’Mεfd+εifyAsσfdMεfd+εifyAsσfdAf图7 x>h'时正截面承载计截的变应力fMafbxh +afb'bh' h +f'A'ha'+x()h'()A(hh)1c 0 2f1cff0 2 y s 0f,mdf fe 0......(11)fcbx+fc(b'f-b)h'f=fy-f'yA's+f,mdAf (12)式中：M N·；b T（；h0 （；he ；b'f ；h'f ；x ；a' ；As 2；14hfeh0a’xnxAAfA's 2；Af 2；c ——凝轴抗强设计N2；y ——拉筋拉度计值N2；'y ——压筋压度计值N2；σ,d N2；a1 当混凝土受压区高度小于h'f时（8），13、14ωfcbx Aωfcbx As’εcAs εs Afεfd+εiba’xnxhfehfeh0fyAsf82a′<x<h'f M x fcb'fx2+f'yA's(h0a')+f,md(hfe).................(13) fcb'fx=fy-f'yA's+f,md(14)x2a′15Mfys(0a')+f,mdf(fea') (1516d=in{fd,fe,1} (16式中：fd N2；fe,m1 7.2.2Ef N2。Effe,m1>ffd17a=0.5+0.5ffd/Ef1fe,m1

....................................(17)fe,m1，可按506089.1.3混凝土受压区高度xGB5001050%。15618式中：Vb

VbVb,rc+Vb,

+Vb,ca (18)Vb,rc GB50010Vb,f 7.3.2Vb,ca 7.3.3Vb,f19式中：

Vb,f=ψvbffvAfhfg/sfg....................................(19)ψvb 0.8λ≥3时，取0.8；当λ≤1.5时，取0.5；当1.5＜λ＜3时，按线性内插法确定；ffv 0.5ffd；Af 2；hfg sfg Vb,ca20计算：式中：

Vb,ca=αcvαcftAc.....................................(20)αcv为1.75（λ=ah0小于1.5λ33；aαcαc=0.7；ffN2；Ac（2。50%。。10mm。。161/816根/m2的铆钉。加密区的范围按照GB50010执行。锚固件的约束机构应能同时双向限制网格节点的位移（见图9）。复材网格的锚固性能按本附录E规定的方法测定。32 134图9 复网锚件意图图中：1——复材网格；2——锚固件；3——铆钉孔；4——铆钉。10）三交叉点搭接接头三交叉点 三交叉点对接接头图10复材网格连接接头（GFRP）（BFRP）。11）：ab1bb4abdb应不小于6mm；wg应不小于ax{3.ab.dbhg应不小于ax{1.b1.b；ag应不小于max{50mm，4.5bb，4.5db}；17采用复材筋嵌入式加固混凝土梁时，矩形凹槽至邻近的梁侧面距离ae应不小于max{50mm,3.0bb，3.0db}。1212345dbabbbhgaewgagwgagwgae图11复材筋嵌入式加固混凝土桥梁结构的构造示意图图中：1——箍筋；2——纵筋；3——复材筋；4——矩形凹槽；5——粘结材料。7.2.1条~7.2.4条进8.2.28.2.6tfd。fe,m221fe,m10.5倍：0.89h

0.2wg+2hgEfAwg+2hgEfAf

f0.3式中：

fe,m2

wg

.............................(21)Ef ——材弹模量Af ——材截面积wg ——形槽宽度(mm)；hg ——形槽高度(mm)；e ——CFRP、GFRP和BFRP1.1，1.4。GB506085.2.7条22、23sk

= Mk0.87h0(1+f)As...................................(22)18式中：

f81+

a0EfAfh0EsAs0.................................(23)Mk

N2；N；a0 ；As 2；Es （Pa；f （Pa。GB50010GB506085.2.10tfd24式中：

tfd

=∆T.......................................(24)bA,ot （2；b T（。GB50010挠度；GB5001091/4U8.2.6对梁（见图12），嵌入式加固复材宜延伸至支座边缘，并应在端部设置一道45°斜向或竖向的同种纤维布U型箍，U型箍的构造要求应符合以下要求：——45°斜向纤维布U型箍的宽度应不小于0.8倍梁高或0.5倍嵌入式加固复材等效宽度，厚度不小于嵌入式加固复材等效厚度的1/2；——竖向纤维布U型箍的宽度应不小于1.2倍梁高或0.5倍嵌入式加固复材等效宽度，厚度不小于0.5倍嵌入式加固复材等效厚度；——在其他部位也宜适当设置宽度不小于100mm的竖向同种纤维布构造U型箍，高度宜不小于300mm和梁侧高，净间距宜不大于梁高的3倍。500mm（200mm19200mm，且对板不应小于跨度的1/4，对梁不应小于跨度的1/3。232(5)232(5)6 231 32 6456414 5 6 4a）端部设置竖向型箍 b）端部设置斜向型箍图12梁受弯加固时复材片材U型箍构造图中：1——柱；2——端部U型箍；3——板；4——复材片材；5——其他部位构造U型箍；6——梁。 a)复材片材机械锚固构造 b）复材片材压条构造图13板受弯加固时复材片材端部锚固措施图中：1——梁；2——锚板；3——复材片材；4——压板；5——梁；6——压条；7——复材片材；8——板。（CFRP）（GFRP）和玄武岩纤维复材（BFRP）。678GB506084混凝土受压区高度xGB5001050%。20787.4.17.4.27.4.5外，还应满足CECS146JGJ/T325GB506082121附录A（资料性附录）碳纤维复材网格拉伸性能试验方法试验机应符合GB/T14460.002%；100N、10×10-60.001mm。3100mm（。2mm～3mm3图A.1复材网格单轴拉伸试件示意图图中：1——堵头；2——端部封堵；3——环氧胶填充；4——钢套管；5——复材网格。100MPa~300MPa10分钟；试验加载时应使用自动记录装置绘制荷载-22（A.1）式中：u

f=......................................(A.1)u AFu （N；A （2。20%Fu-60%Fu（A.2）式中：E

E=F

......................................(A.2)2Fu和6FuN；20%Fu60%FuA （2。（A.3）式中：

=FuEA

.......................................(A.3)Fu 2Fu和6FuN；Pa；A （2。23附录B（资料性附录）粘结树脂正拉粘结强度的检测方法FRP（见图B.145a）钢标准块 a）钢标准块 钢夹图B.1B.3试样B.3.1试样为复材片材与混凝土试块的组合件。测定正拉粘结强度的试样由受检测的粘结（B.。24图B.2试样组成示意图图中：1——粘结树脂及FRP片材；2——金属标准块；3——预切缝；4——混凝土试块；5——钢夹具。5个；10试样B.2）（B.3）70mm×70mm×40mm。混凝28预切缝深度宜取2mm～3mm，缝宽度宜为1mm～2mm，预切缝边长应为40mm×40mm图B.3混凝土试块尺寸示意图图中：1——预切缝（B.14540mm×40mm25FRPFRP片材的尺寸应与混凝土试块中部预切缝尺寸相同。当为多层粘结时，应在胶层未干燥时立即粘贴下一层，然后将金属标准块粘贴在FRP片材表面，每一道粘贴工序均应保证各层之间对中。23℃±2℃60%～70%23℃±2℃60%～70%。（B.2）（B.1）f=PA (B.1)式中：f N2；P （N；A （2。——内聚破坏：应分为混凝土试块内部发生破坏，以CFS表示和粘结树脂胶层内部发生破坏，以CF表示；——粘结失效破坏：应分为粘结树脂胶层与混凝土之间的界面破坏，以AF1表示和粘结树脂胶层之间的界面破坏，以AF2表示；——混合破坏：粘结面出现两种或两种以上的破坏形式，以MF表示；——当破坏形式为CFSCFS85％——当破坏形式为CF和AF，或当为混合破坏形式且CF和AF破坏形式所占面积大于15％时，应判定为不合格；5f±15%时为有效值，至少取3个有效值的算术平均值作为该组正拉粘结强度的试验结果；26附录C（资料性附录）纤维布层间粘结剪切强度试样制备方法×200mm300g/m212400mm×500mm300mm×400mm12400mm×500mm30cm×40cm100kg23℃±2℃760℃2h。××201027附录D（资料性附录）纤维增强复合材料与树脂材料的玻璃化转变温度测定方法DMA0.5℃；±1%；±1%。2mm~4mm；50mm×10mm80mm×10mm×0.5mm~4mm矩形试件；。0.01mm；对纤维复合材料试件，可采用抗弯或单/5℃/min1Hz。（见图D.1）；D.1）Tg；3个。图D.1根据储能模量确定树脂及纤维增强复合材料试样的玻璃化温度图中：1——玻璃态；2——玻璃化转变区；3——橡胶态；4——玻璃化转变温度Tg（oC)282929附录E（资料性附录）碳纤维复材网格锚固性能试验方法E.1）；20%~80%之间；图E.1复材网格锚固长度测定装置示意图图中：1——锚固钢套筒；2图E.1复材网格锚固长度测定装置示意图图中：1——锚固钢套筒；2——夹具；3——测力传感器；4——液压千斤顶；5——钢垫板；6——混凝土；7——复材网格。（见图E.2）。锚具长度不宜小于160mm分长度250mm，锚固部分长度C30材网格的最小距离30mm。试件宜设置PVC图E.2复材网格锚固长度测定试件示意图30图中：1——钢套管；2——环氧胶填充；3——PVC套管；4——复材网格。3min~5min100.5min~1min（E.1）式中：

max

=A

.......................................(E.1)σmax （N2Fmax N；A （2。33131附录F（资料性附录）粘贴碳纤维复材片材加固混凝土结构施工质量现场检测方法JG/T507m2500m2～1000m21000m21000m2应取。从加固表面向混凝土基体内部切割预切缝，切入混凝土深度2mm～3mm，宽度1mm～2mm40mm的圆形；定。图F.1现场粘贴强度检测方法图中：1——读数表；2——碳纤维粘结强度测定仪；3——钢标准块；4——碳纤维布；5——混凝土；定。图F.1现场粘贴强度检测方法图中：1——读数表；2——碳纤维粘结强度测定仪；3——钢标准块；4——碳纤维布；5——混凝土；6——取样粘结剂；7——预切缝2-3mm。F.2试验步骤F.2.1钢标准块应按粘结强度检测仪生产厂家提供的使用说明书连接。32F.2.2试验时，应以1500N/min～2000N/min匀速加载，并应记录破坏时的荷载值，及观察破坏形态。式中：f ——正拉粘接强度（MPa

f=P (F.1)SP ——试样破坏时的荷载（kN；S ——钢标准块的粘接面面积（mm2；——混凝土破坏：混凝土试块破坏，以AF表示；——层间破坏：粘接剂与混凝土间复合涂层界面破坏，以BF表示；——复材片材破坏：复材片材内部破坏，以CF表示；——粘结失效：复材片材与钢标准块之间的界面破坏，以DF表示。3当破坏形式为AFBF当破坏形式为AFBF、CF、DF于2.25N/mm22.25N/mm2的规定当破坏形式为BF、CF2.25N/mm2当破坏形式为DF时，如不能满足每组试样的正拉粘结强度试验平均值不小2.25N/mm22.25N/mm233条文说明4.1.24.1.4用于粘贴纤维布和复材板等的粘贴树脂材料是指纤维布现场手工涂刷成型所用的浸12K12K结构加固用的玻璃纤维布、玻璃纤维增强复材筋中的玻璃纤维，仅限使用高强型(S)或无碱型(E)玻璃纤维，不得使用中碱或高碱玻璃纤维。中碱及高碱玻璃纤维的长期耐水性和耐腐蚀性相对较差，难以满足工程结构耐久性的要求。5.2.3本条为强制性条文，必须严格执行。CFS、GFS、AFS、BFS表示。34纤维布的主要力学性能应按现行国家标准GB/T3354测定，试件宽度取15mm，表1中所T700SCFS2500C)≥30PCM39。95%GB5006895%纤维布的抗拉强度应按纤维布的净截面积计算，净截面积取纤维布的计算厚度乘以宽度，纤维布的计算厚度为纤维布的单位面积质量除以纤维密度。复材板的主要力学性能应按现行国家标准GB/T3354按板的截面(含树脂)面积计算，截面面积(含树脂)60%~70%60%。CFP、GFP、BFP表示。抗拉强度标准