复合加固的钢筋混凝土梁受弯疲劳性能试验研究

CFＲP布与钢板复合加固的钢筋混凝土梁

受弯疲劳性能试验研究

卢亦焱，胡

玲，梁鸿骏，李伟捷

（武汉大学土木建筑工程学院，湖北武汉430072）

摘要：通过对6根采用CFＲP布与钢板复合加固的钢筋混凝土梁和2根未加固梁进行静载和等幅疲劳试验，研究了粘贴CFＲP布和钢板加固对钢筋混凝土梁受弯疲劳性能的影响和作用。试验中对比了加固与未加固试件的破坏形态、跨中挠度、应变发展等情况，分析了在不同的疲劳荷载上、下限作用下复合加固梁的挠度和疲劳寿命等。结果表明：复合加固后试件的疲劳变形有所减小，复合加固梁的跨中挠度、残余挠度和各材料应变均随疲劳循环次数的增加呈现三阶段发展规律，且均随着疲劳循环次数及疲劳荷载幅值的增大而增大；循环荷载引起材料的累积损伤，使复合加固梁在200万次循环荷载后的静载受弯承载力和延性均有下降。与未加固梁相比，复合加固梁显著降低了钢筋的应力和应力幅，破坏始于钢板断裂，此后梁仍可继续承受1～2万次循环荷载才发生钢筋断裂，破坏时表现出双重保护机制且疲劳寿命得到延长。疲劳荷载幅值越低，钢板的应力幅越小，梁的疲劳寿命越长。

关键词：钢筋混凝土梁；CFＲP；钢板；复合加固；疲劳性能中图分类号：TU375.102文献标志码：A

ExperimentalresearchonflexuralfatiguebehaviorofＲCbeams

strengthenedwithcombinationofCFＲPandsteelplates

LUYiyan，HULing，LIANGHongjun，LIWeijie

（SchoolofCivilEngineering，WuhanUniversity，Wuhan430072，China）

Abstract：Theeffectsofcompositestrengtheningbycarbonfiberreinforcedpolymer（CFＲP）andsteelplatesonthefatiguebehaviorofreinforcedconcrete（ＲC）beamswerestudied．SixbeamsstrengthenedwithCFＲPandsteelplatesweretestedundermonotonicandconstantamplitudecyclicloading，withtwonon-strengthenedbeamstestedasreference．Thefailuremodes，mid-spandeflectionandstrainevolutionofstrengthenedandnon-strengthenedbeamswerecompared，andthefatiguelifeanddeformationofcompositestrengthenedbeamsunderdifferentmaximumandminimumappliedfatigueloadswerealsoinvestigated．Ｒesultsshowthatfatiguedeformationreducesthroughthiscompositestrengtheningtechnique．Asfatiguecyclesincrease，themid-spandeflection，residualdeflectionandmaterialstrainincreaseandthree-phasebehaviorisshown，andtheirvaluesincreasewiththefatigueloadamplitudeincreasing．Aftertwomillioncycles，theload-carryingcapacityandductilitydecreaseduetothedamageaccumulationinmaterialsresultedfromthecyclicloading．Comparedwithnon-strengthenedbeams，compositestrengthenedbeamssignificantlyreducethestressandstressamplitudeinrebar．Thefailureinitiatesfromthefractureofsteelplate，anddevelopsfurtheruntilthefractureofrebarafter10to20thousandfatiguecycles，indicatingadoubleprotectionmechanism．Thefatiguelifeofstrengthenedbeamsisalsoextended，increasingwhentheamplitudeoffatigueloadandsteelplatestresslevelisdecreased．

Keywords：ＲCbeam；carbonfiberreinforcedpolymer（CFＲP）；steelplate；compositestrengthening；fatiguebehavior

中央高校基本科研业务费专项（2105004）。基金项目：国家自然科学基金项目（51108355），

mail：yylu901@163.com工学博士，教授。E-作者简介：卢亦焱（1965—），男，福建永定人，

收稿日期：2015年1月

64

0引言

工程中常采用外贴钢板和粘贴碳纤维（CFＲP）

1

1.1

试验概况

试件设计

材料加固法对桥梁进行补强加固。粘贴CFＲP布加固法

［1-4］

虽具有强度质量比高、耐热及耐腐蚀性强、

试验中共设计了8根矩形截面简支梁，截面尺

寸为200mm×350mm，跨度为3m，净跨为2.7m，实测混凝土立方体抗压强度为38.66MPa，弹性模量为

16（HＲB335钢筋，32.28MPa，纵筋采用2配筋率

为了确保试验梁在架立筋采用210，为0.644%），

加固量较大的情况下，在疲劳加载过程中不会发生纯弯段箍筋按照剪切破坏，弯剪段箍筋配8@100，GB50010—2010《混凝土结构设计规范》最小配箍率配

8@250，试验梁截面尺寸及配筋见图1。试件加3Ｒ-200）尺寸为2500mm×150mm×固用CFＲP（HEX-0.111mm，钢板尺寸为2500mm×100mm×2mm。其他加固参数见表1。CFＲP布和钢板的复合加固构

造见图2。对梁试件各部分材料进行强度和弹性模量测试，得到试件材料参数见表2。

适用范围广等优点，但加固后无论构件最终破坏形式如何，被加固构件的截面延性都大幅度降低，且破坏时具有一定的突然性。外贴钢板加固法

［4-6］

虽然

性能良好，节约使用空间、施工简便且材料消耗小，且从加载至破坏整个过程中构件均可保持较好的延

性，但在满足适筋梁的前提下，加固用钢板厚度被限制在2～6mm之间，且钢板不如碳纤维布柔软，对被加固构件的形状有一定的要求。为了结合两者各自的优点，弥补单一材料加固方法的不足，卢亦焱等

［7-10］

将CFＲP布与钢板复合加固技术用于加固钢

筋混凝土梁，并对CFＲP布与钢板复合加固梁的静力性能进行了较为系统的研究，提出了复合加固梁在静力荷载作用下各种破坏模式对应的承载力、刚度及延性计算方法，结果表明，采用CFＲP布与钢板复合加固的方法可提高梁的承载力和刚度，改善被加固构件的延性，同时解决了FＲP材料的锚固问题。

由于桥梁结构除承受静载作用外还承受循环荷载，桥梁加固中除了考虑梁的静力性能，还应考虑其疲劳性能，因此需对复合加固梁的疲劳性能作进一步的研究。为此，通过对2根梁的静载试验和6根梁的等幅疲劳加载试验，研究复合加固梁的疲劳性能，分析疲劳荷载上、下限值及疲劳荷载幅值对复合加固梁疲劳寿命的影响，以及复合加固梁在疲劳荷载作用下的寿命、试件变形及材料应变发展规律，为复合加固技术用于桥梁加固的设计提供理论依据。

Fig．1

图1试验梁截面尺寸及配筋

Geometryandsteelreinforcementofbeams

1.2试验方法

疲劳试验采用FTS多功能加载伺服仪，见图3，试验梁通过分配梁实现两点对称加载，在疲劳试验1和LA-2分别静力加载至破坏，前先对试件LA-以得到未加固与加固两种类型梁在静载下的极限荷载

'，Pu和Pu为等幅疲劳试验中确定疲劳荷载上限Pmax、下限Pmin提供试验依据，其中疲劳荷载上、下限

的设计取值见表1。

Fig．2

图2加固方式及测量方案

Strengtheningmethodandmeasurementlayout

65

表1试件加固设计参数Table1Detailsofspecimens

试件编号LA-1LA-2LB-1LB-2LB-3LB-4LB-5LB-6

钢板层数CFＲP层数加载方式/疲劳荷载上、下限

——静载

1—11111

1—11111

静载

0.1Pu～0.65Pu0.1Pu～0.65Pu

'～0.50P'0.1Puu'～0.55P'0.1Puu'～0.60P'0.1Puu'～0.65P'0.1Puu

疲劳破坏特征、荷载值等。最后对200万次疲劳循环

后仍未破坏的试件进行静载破坏试验，以确定梁的剩余承载力和剩余刚度。

2

2.1

试验结果及分析

静载试验结果

1和试件LA-2进行静载试验。试验对试件LA-1发生典型的弯曲破中发现未加固对比梁试件LA-

'为加固梁的极限荷载，试件注：Pu为未加固梁的极限荷载，Pu

LA-1、LB-1为未加固试件。

2的破坏起始于梁底部U形箍附坏；加固梁试件LA-近的CFＲP逐渐剥离，荷载达到190kN及持荷的过CFＲP和混凝土整体发程中，试件纯弯段底部钢板、

生剥离，可见在采用CFＲP与钢板复合加固时应进一步加强锚固措施，避免剥离破坏的发生。静载试验的主要试验结果见表3。从表3可以看出，采用CFＲP与钢板复合加固梁的开裂荷载Pcr、钢筋屈服

'以及极限荷载P'较未加固对比梁试件均显荷载Pyu著提高，表明复合加固梁的承载力较未加固梁提高，

Table2

材料型号8钢筋

10钢筋16钢筋Q235钢板CFＲP布

表2材料力学性能

Mechanicalpropertiesofmaterials

直径或屈服强度抗拉强度弹性模量延伸率厚度/mmfy/MPafu/MPaE/GPaδ/%7.839057521023.59.69.620.111

360380310—

4855254003550

200200206235

24.027.023.42.42

同时试验中观察到复合加固梁材料应变的发展速率

和裂缝的开展高度均比未加固梁的小，表明采用复合加固方法提高了试件的刚度。

表3静载试验主要试验结果

Table3Mainresultsofstaticexperiment

试件编号LA-1LA-2

Pcr/kN2540

Py/kN—112

'/kNPy

'）/kNPu（Pu

98158

108190

注：Py为钢板屈服荷载。

2.2

图3试验加载装置

Fig．3Testsetup

疲劳试验结果

共进行了6根梁试件的疲劳试验研究，表4中列出了各试件的疲劳加载寿命、破坏形态等试验结果。

疲劳试验前以Pmax为限进行2次加载卸载循环的静力试验，校验仪表和加载系统，即从0开始分5每级荷载持载3～5min，级加载至Pmax，待稳定后记录挠度、应变等相关数据并卸载到0。然后在Pmin和Pmax下采用等幅正弦波加载方式进行疲劳试验，加载频率为3Hz，目标寿命N为200万次，并分别在0（疲

1、3、5、10、20、50、80、100、130、150、180、劳开始前）、

200万次疲劳循环时停机卸载至0，此时进行一个循分别采用位移环的静载试验（以疲劳上限值加载），

计和应变片测量梁试件的挠度、混凝土应变、钢筋应CFＲP应变、变、底部钢板应变，并用裂缝观测仪测读裂缝。其中钢筋应变片在浇筑混凝土前于跨中和加载点处预埋，粘贴4个2mm×1mm的电阻应变片，混凝土应变片、底部钢板应变片及CFＲP应变片和位移计的布置见图2，用以测定加载过程中梁的挠度和各种材料应变变化规律。当疲劳破坏发生时，记录

试验中观察到疲劳荷载作用下梁的破坏形态主要有

3种，1发生典型的脆性破坏，对于未加固梁试件LB-在第59.78万次循环荷载作用下，钢筋突然被拉断，受拉区混凝土裂缝巨大并延伸至梁上表面混凝土，致使试件折断，其上表面可见局部混凝土碎块，试件丧失承载力，见图4a；对于疲劳后静力破坏的试件LB-2，循环至200万次时，未见试件有明显破坏现象，此时停止疲劳试验将其静载压坏，破坏时跨中底部的钢板因为弯曲过大而与混凝土梁体发生剥离，见

3～图4b；对于发生疲劳破坏的复合加固梁试件LB-LB-6，3在循环加载至78.41万次时，试件LB-跨中底

部钢板断裂，此时停止疲劳试验，加静载至Pmax时底部CFＲP胶层开始产生横向裂纹，继续施加疲劳荷

CFＲP开载，至80.1万次时，在钢板断裂的附近处，CFＲP始与混凝土表面剥离，继续循环加载200次后，

与混凝土大面积剥离并在钢板断裂处被拉断，同时钢筋被拉断，受拉区混凝土裂缝巨大并延伸至梁上

66

表面混凝土，导致梁试件折断；试件LB-4在疲劳荷载施加到57.4万次时，跨中底部钢板断裂，继续疲劳循环加载至58.34万次时，在钢板断裂处CFＲP与底部混凝土剥离并被拉断，同时两根钢筋被拉断，混凝5土梁体产生一条巨大的竖向裂缝并折断；试件LB-在循环加载至38.4万次时，跨中底部钢板断裂，继续施加疲劳荷载至40.8万次时钢筋断裂，同时CFＲP被拉断成条带状，混凝土梁体在钢筋断裂处裂缝巨6在循环加载至24万次时，大而折断；试件LB-跨中底部钢板断裂，继续施加疲劳荷载至25.54万次时，在跨中附近梁体腹部产生一条巨大的竖向裂缝，受拉钢筋被拉断，同时CFＲP被拉断，见图4c。

表4梁疲劳试验参数及结果

Table4Testparametersandresults

'）/疲劳荷载P/kN疲劳寿命N/万次破坏Pu（Pu

编号PminPmax幅值ΔP钢板断裂钢筋断裂形态kNLA-1—————A108

趋势更明显；同时每次卸载后试件均存在残余挠度，

且残余挠度随着循环次数的增加而增大，表明梁的内部累积损伤加剧和刚度退化。

跨中挠度曲线图5试件LB-4的荷载-Fig．5Loadversusmid-spandeflectionofLB-4

试件

图6中给出了疲劳试验中各试件的跨中挠度与疲劳循环次数的关系曲线。从图6中可以看出，荷载幅值越大，试件跨中挠度及其增长速率也越大，同时试件的跨中挠度随着疲劳循环次数的增加而增大，2外，除200万次循环未破坏的试件LB-其他5个疲

劳加载试件初期挠度增加较大，中期增长速率减小并趋于平稳，后期在钢板断裂后，增长速度加快，可见试件的跨中挠度随循环次数的增长呈现出三阶段发展规律，第1阶段终点在循环加载1万次左右，第3阶段开始于钢板断裂。此外，由图6可见，未加固

1在疲劳寿命期内的挠度增长较快，梁试件LB-而在2的跨相同的疲劳荷载幅值下，复合加固梁试件LB-中挠度在整个疲劳寿命期虽也稳定增长，但增长幅1，度明显小于试件LB-由此可见复合加固可明显减

缓疲劳荷载作用下试件的刚度退化。

LA-2——70.270.295.0

—59.459.476.085.595.0104.5

——＞20078.4157.438.424.0

—59.78＞20080.1258.3440.8025.54

BCDEEEE

190—176————

LB-110.8LB-210.8LB-319.0

LB-419.0104.5LB-519.0114.0LB-619.0123.5

B为静载加固层剥离，C为钢筋断裂，注：破坏形态A为静载弯曲，

D为疲劳后静载钢板剥离，E为钢板断裂→钢筋断裂→CFＲP

剥离拉断。

循环次数曲线图6跨中挠度-Fig．6Deflectionversusnumberofcycles

图4试件的破坏形态

Fig．4Failuremodesofspecimens

图7中给出了各试件跨中残余挠度-循环次数

n）曲线。图7a反映了在相同的疲劳荷载上限和（f'-相同的疲劳荷载幅值作用下，复合加固梁和对比梁的跨中残余挠度随循环次数的变化，从图7a中可以看出，复合加固试件的跨中残余挠度f'及其增长速率均显著减小，可见复合加固方法可以显著提高梁的刚度，同时减缓其刚度退化。图7b反映了疲劳荷

2.32.3.1

试验结果分析

试件变形分析

图5中给出了试件LB-4在不同循环次数下的荷载-跨中挠度曲线。由图5可知，随着循环次数的增加，曲线的斜率有降低的趋势，当试件接近破坏时

67

载上限和疲劳荷载幅值对梁的跨中残余挠度的影响，从图7b中可以看出，试件的跨中残余挠度随循环次数的变化呈现三阶段规律发展，第1阶段增长较快，大约循环加载1万次进入第2阶段，增长速率减小并趋于平稳，在钢板断裂后进入第3阶段，增长速率又加快。同时试件跨中残余挠度随着疲劳荷载上限和疲劳荷载幅值的增加而增大。

循环次数曲线图7跨中残余挠度-Fig．7Ｒesidualmid-spandeflectionversus

numberofcycles

2.3.2材料应变分析

图8中给出了各材料应变随循环次数变化的关

系曲线。从图8a中可以看到，在相同的疲劳荷载幅值下，随着疲劳循环次数的增加，在整个寿命期内未

1的混凝土压应变始终高于加固梁试加固梁试件LB-2，件LB-且其混凝土压应变增长速率明显大于加固2，梁试件LB-这表明钢板和CFＲP布加固层能很好地约束混凝土裂缝的开展，使梁的中性轴上升缓慢，

改善了受压区混凝土的受力状况。从图8b中可以1的钢筋应变始终高于加固看到，未加固梁试件LB-2，梁试件LB-且其增长速率明显大于加固梁试件，这是由于钢板和CFＲP布加固层与原ＲC梁能够很好

地共同工作，加固层帮助原ＲC梁纵筋参与受拉，使得钢筋的应力和应力幅减小，从而使试件的疲劳寿命延长。同时观察图8中的4个图可以发现，混凝土CFＲP布应变均随着疲劳应变、钢筋应变、钢板应变、循环次数的增加而增大，同时疲劳荷载幅值越大，各材料应变值也越大，可见各材料应变不仅与疲劳荷

n）曲线图8各材料应变-循环次数（ε-Fig．8Strainversusnumberofcycles

载幅值有关，也与循环次数有关。此外，同时观察图

8a、8b、8d可以发现，CFＲP布混凝土应变、钢筋应变、应变均随着疲劳循环次数的增加呈现三阶段变化规律：初期各材料应变增长较为迅速，大约循环加载1万次后增长速度减慢并趋于平稳，在钢板断裂后进入第3阶段，此时各材料应变的增长速率又会加快，尤其是CFＲP布的应变在钢板断裂后增加较多，原因在于钢板断裂后CFＲP布承担了钢板的一部分应力，此时试件的刚度相对于钢板断裂前有较大程度的下

68

降，故造成了各材料应变增长加快。此外试验中也观测到各材料的残余应变也均随着疲劳荷载循环次数和疲劳荷载幅值的增加而增大，且混凝土、钢筋、CFＲP布的残余应变的发展也均遵循上述的三阶段变化规律。

2.3.3梁的疲劳寿命分析

试验表明，无论是未加固钢筋混凝土梁试件还是CFＲP布与钢板复合加固的钢筋混凝土梁试件，最终疲劳破坏形态都是纵向受拉钢筋脆性断裂导致试件丧失承载力，然而复合加固梁在钢筋断裂前会先发生钢板断裂，且从钢板断裂到钢筋断裂的过程中，试件仍可继续承受1～2万次疲劳循环荷载，可见采用复合加固的方法提高了梁的耐疲劳性能，使得梁疲劳破坏时具有双重保护机制。

中指出，影响钢材疲劳强度的主

要因素有应力集中、几何尺寸、制作工艺、加载频率

11］文献［

等。对于采用加固材料加固的梁，若加固材料先发生破坏，则以加固材料发生破坏时的荷载循环次数作为加固梁疲劳寿命

［12-13］

207-208

性模量及钢板的弹性模量。换算截面受压区高度x0和换算截面惯性矩I0分别由以下两式计算得到：bx20'（x－a'）－αfA（h－x）－+（αfs－1）Asss0s00

2

ff

αcfAcf（h－x0）－αaAa（h－x0）=0f0

f

（1）

bx30'（x－a'）2+αfA（h－x）2+I=+（αfs－1）Asaa0s003

f

αcfAcf（h－x0）

2

+αfaAa（h－x0）

Mfmaxx0=f

I0

2

（2）

混凝土压区的边缘最大应力为

σc，max

钢筋的最大应力为

σs，max

钢板的最大应力为

σa，max

ff

αaMmax（h－x0）=f

I0ff

αsMmax（h0－x0）=f

I0

（3）

（4）

（5）

，故在工程中定义钢板断b，h，h0分别为试验梁截面的宽度、上述各式中，高

'为受压区纵向普通钢筋合力点至as度和有效高度，

'、As、Acf、Aa分别为受压钢As截面受压边缘的距离，

裂时的疲劳荷载循环次数为复合加固梁的疲劳寿

命。由表4可以看出，在相同的疲劳荷载上、下限的2的疲劳寿命比未加固情况下，复合加固梁试件LB-1延长了234.56%，梁试件LB-可见采用复合加固的方法可延长梁的疲劳寿命。此外，同时提高疲劳荷

6的疲劳载上、下限值以及疲劳荷载幅值的试件LB-2缩短了88%；若疲劳荷载下限值保寿命比试件LB-持19.0kN不变，上限值从95.0kN依次提高到104.5、114.0、123.5kN，试件的疲劳寿命依次缩短了26.8%、51.03%、69.4%，可见梁的疲劳寿命随着疲劳荷载幅值的增大而缩短，主要原因在于采用粘贴

CFＲP布和钢板复合加固的方法降低了钢筋的应力幅，使得疲劳破坏模式由钢筋断裂转化为了钢板断裂，加大疲劳荷载幅值时，钢板的应力幅值也会随之增加，达到钢板的疲劳应力幅限值时钢板断裂。此次复合加固梁正截面疲劳试验结果表明，当钢板疲劳断裂时，梁受压区混凝土的压应力还相当低，基本属于使用荷载下的内力状态，所以复合加固梁试件受压区混凝土和受拉钢筋、受拉钢板在疲劳

［11］296-299

，荷载作用下的应力可采用容许应力法计算

其计算假定为：1）截面应变符合平截面假定；2）受压区混凝土应力图形为三角形；3）不考虑受拉区混

CFＲP布和钢板的截面面积，Mmax为疲筋、受拉钢筋、

劳验算的上限弯矩。

根据钢材的疲劳强度和寿命之间的双对数分布关系

［14］

f

，对此次试验中复合加固梁试件的钢板应力

幅值及对应的循环次数进行线性回归统计，得到的

2

应力幅-疲劳寿命双对数曲线见图9（相关系数Ｒ=

0.9907，线性相关性较好），可由下式表示：lgN=38.889－3.9444lgΔσ

（N≤2×106）

（6）

N为疲劳寿命，Pa。式中，Δσ为钢板的应力幅值，

因此，对工程中承受动载的结构而言，采用粘贴CFＲP布和钢板复合加固的梁，为了更好地发挥加固材料的优越性能，避免钢板过早断裂而缩短梁的疲劳寿命，建议采用初始裂纹小、冲击韧性较好的钢板，并尽量降低钢板的应力幅值。

凝土的抗拉作用；4）不考虑加固层与混凝土之间产

生的黏结滑移和剥离。采用换算截面法，即钢筋截CFＲP布截面面积、面面积、钢板截面面积换算为混

fff

αcf=凝土截面面积的换算系数分别为αs=Es/Ec，

fff

Es，Ecf，Ea分别为混Ecf/Efc，αa=Ea/Ec，式中Ec，

CFＲP布的弹凝土疲劳变形模量、钢筋的弹性模量、

图9复合加固梁的应力幅-疲劳寿命曲线

Fig．9S-Ncurveofcompositestrengthenedbeams

69

2.3.4

疲劳后静力性能分析

2经历了200万次荷载循环后未破坏，试件LB-200万次疲劳循环后的荷载-挠度曲线与直接承受静

2的剩余承载力为载的梁试件非常接近，但试件LB-176kN，2的承载力为而直接承受静载的梁试件LA-190kN，可见其承载力下降了7.37%，主要原因在于循环荷载引起材料的累积损伤，降低了材料的强度。

同时循环荷载降低了梁的变形性能，从钢筋屈服到2的挠度增长了最终构件破坏的阶段，试件LA-16mm，2的挠度只增长了8.87mm，而试件LB-可见2的变形明显小于试件LA-2，该阶段试件LB-原因在于循环荷载使得材料变脆，降低了材料的塑性，从而导致梁的延性降低。此外，从图10b中荷载-混凝土应变及荷载-钢筋应变关系的比较可以看出，试件LB-2混凝土的压应变的发展与试件LA-2的相当，但2的钢筋屈服荷载为152kN，2的试件LB-比试件LA-钢筋屈服荷载158kN降低了3.8%，表明在该荷载幅

2的受值作用下的疲劳累积损伤主要发生在试件LB-拉部位。这一点从图10c中也可以得到证实，图中试

2的钢板和CFＲP布的应变增长速度均比试件件LB-LA-2的大，但由于最终破坏形式为非典型的剥离破

2的CFＲP布拉应变εcf=10.404×坏，破坏时试件LB-10－3，2的CFＲP布拉应变（εcf=略低于试件LA-12.931×10－3）。同时从图10b和图10c中可以看

2的钢筋应变，出，在相同荷载作用下，试件LB-钢板2，应变及CFＲP布应变均大于试件LA-主要是由于

疲劳循环荷载对各材料产生的残余应变所致。

对其进行静载破坏试验以观察经过疲劳加载损伤累积后试件的静力性能变化，评估其剩余承载力。2已经开裂，由于试件LB-至钢板屈服之前荷载与跨中挠度及材料应变基本呈线性关系，加载至P=115kN时，底部钢板屈服，试件跨中挠度相对于屈服前在每级荷载下增值加大，继续加载至P=158kN时，

CFＲP布应变增长加剧，梁中钢筋屈服，试件跨中挠度急剧增长，梁底部开始出现次裂缝，并逐渐延伸至

与主裂缝相连。荷载到达P=176kN时，加载点处U形箍附近弯剪区竖向斜裂缝突然增大，继续增大荷载，跨中底部的钢板弯曲过大，逐步与梁体剥离而破坏，如图4b所示。

2疲劳后静力性能与试件图10给出了试件LB-LA-2静力性能的比较。其中图10a为荷载-跨中挠2在疲劳荷度关系的比较，从图中可以看出，试件LB-载上限为70.2kN，下限为10.8kN的情况下，承受

3结论

1）采用CFＲP布与钢板复合加固方法提高了梁

的承载力和刚度，减缓了混凝土梁在疲劳荷载下的挠度、混凝土应变和钢筋应变的发展，降低了钢筋的应力幅值，复合加固的钢筋混凝土梁疲劳破坏时始于钢板断裂，此后梁仍可继续承受1～2万次循环荷载才发生钢筋断裂而丧失承载力，使得梁疲劳破坏时具有双重保护机制且疲劳寿命得到延长。

2）复合加固梁的跨中挠度、残余挠度和各材料应变随疲劳循环次数的增加均呈现三阶段变化规律，第1阶段终点在循环加载1万次左右，第3阶段开始于钢板断裂，其大小均随着疲劳循环次数及疲劳荷载幅值的增大而增大。

3）复合加固梁的疲劳寿命随着疲劳荷载上限和疲劳荷载幅值的增大而缩短，主要原因在于复合加固梁的疲劳寿命与钢板应力幅具有良好的双对数线性关系，随钢板应力幅值的增大而缩短。

2试件疲劳后静力性能图10LB-Post-fatiguemonotonicbehaviorofspecimenLB-2

Fig．10

4）循环荷载引起材料的累积损伤，使复合加固梁在200万次循环后的静载承载力和延性均有下降。

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