试验梁的配筋及外观图 2 。

 

图 2 混凝土梁的尺寸及配筋图

用 CFRP 加固后的梁进行 4 点弯曲试验，两支座之间的间距为 1800mm ，两加载点之间的距离为 312mm 。试验时，荷载速度控制在 1kN/min 左右，试验时测定梁跨中部位的挠度，抗拉主筋的应变， CFRP 索上的应变分布，梁上裂缝宽度等。同时，在试验时记录开裂荷载，主筋屈服荷载，梁破坏荷载，平均裂缝间距，裂缝宽度等。对施加预应力的 CFRP 索，用千斤顶张拉到 25kN 的初始预应力（约为 CFRP 极限强度的 60 ％左右），然后用螺冒把 CFRP 索固定。

 

3.1.2 体外预应力 CFRP 索增强混凝土梁

梁的配筋同体内 CFRP 索增强混凝土梁。体外预应力 CFRP 索增强混凝土梁时，在梁的两侧各布置一根 CFRP 索，在距梁端 530mm 左右处设置一转向装置，使 CFRP 索能在梁端锚固，如图 3 所示。同时，对各索施加 12.5kN 的初始预应力（约为 CFRP 极限强度的 30 ％左右）。体外 CFRP 索的张拉及锚固方法详见图 3 。

图 3 体外 CFRP 索张拉及锚固详图

3.2 试验结果

(a) 无加固梁 B-1 (b) 无粘结 , 无预应力梁 B-2

（ c ）无粘结 , 有预应力梁 B-3 （ d ）有粘结 , 无预应力 B-4

(e) 有粘结 , 有预应力 B-5 (f) 体外预应力梁 B-6

图 4 各梁的荷载 - 挠度曲线

CFRP 索增强混凝土梁抗弯性能的试验结果见表 2 。各梁实测的荷载 - 挠度曲线如图 4 及 11 所示，取三根典型梁 B-2 ， B-5 及 B-6 来描述加载过程中梁的变化。

无加固梁 B-1 ：从开始加载到裂缝出现以前为未开裂阶段，梁处于弹性工作状态，当加载到 10.5kN 时，梁在跨中附近出现一条弯曲裂缝，梁进入弹塑性工作状态，随着荷载的不断增加，到 66.6kN 时，梁中主筋屈服，裂缝和挠度快速发展，到 69.5kN 时，受压区混凝土压坏，梁破坏。

有粘结，有预应力梁 B-5 ：由于对梁底部的砼施加了预压应力，所以，砼梁的抗裂性能得到显著提高，到荷载 19.4kN 出现第一条弯曲裂缝，到 67.9kN 时，梁中主筋屈服，到 79.86kN 时，受压区混凝土开始压坏，此时，荷载 - 位移曲线逐渐下降，随后， CFRP 索断裂，梁破坏。

体外预应力索梁 B-6 ：由于梁侧有两根施加了一定预应力的 CFRP 索来增强混凝土梁，其开裂荷载也得到显著的提高，到荷载为 23.5kN 时才产生初始裂缝，到荷载为 75.47kN 时主筋屈服，到荷载为 81.62kN 时，受压区混凝土压坏，荷载 - 位移曲线逐渐下降，梁上裂缝不断开展，挠度不断增加，最后因梁挠度过大停止加载，此时， CFRP 索并没有断裂。

根据试验结果，可以得到以下的结论：（ 1 ） CFRP 索增强混凝土能较好地提高其抗弯承载力；（ 2 ） CFRP 索增强混凝土梁，在极限阶段， CFRP 索可能能断裂，也可能断裂不了。

 

3.3 影响参数的分析

影响预应力 CFRP 索增强混凝土梁的抗弯性能参数较多，本试验考虑的参数包括：有无