科技成果登記表成果名稱預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固新技術應用研究成果登記號知識產權完成單位序號單位名稱通訊地址1濟南金曰公路工程有限公司山東濟南市高新區天辰路1188號2山東大學山東省濟南市二環東路12550號山東大學齊魯交通學院完成人序號姓名工作單位對成果的貢獻1李君強濟南市公路管理局總負責2辛崇升濟南金曰公路工程有限公司現場試驗3管延華山東大學技術方案的擬定4孫仁娟山東大學材料試驗5王磊濟南市公路管理局數值模擬6畢研川濟南市公路管理局模型試驗7葛智山東大學室內試驗8王廣威海市榮成公路事業發展中心效益分析9錢遠順山東今朝工程檢測有限公司理論分析10程德剛濟南金曰公路工程有限公司結構設計11郭靜濟南金曰公路工程有限公司現場試驗12張敏濟南金曰公路工程有限公司室內試驗13岳紅亞山東大學數值模擬成果公報內容一、任務來源（計劃項目應寫清計劃名稱及其編號。計劃外的應說明是橫向或自選項目）。1.項目類型：山東省交通運輸科技計劃項目（山東省交通運輸廳）2.項目名稱：預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固新技術應用研究3.項目編號：2015B01二、應用領域和技術原理1.應用領域預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固新技術主要應用于鋼筋混凝土橋梁加固工程。2.技術原理針對傳統FRP加固技術存在的問題提出了CFRP布加固改進措施，即用研發的張拉系統對CFRP施加預應力并粘貼在混凝土的表面，同時用螺栓連接預留螺栓孔鋼板，并通過擰緊螺母對鋼板施加預緊力，從而能夠顯著提高CFRP復合材料的加固效果，為既有損傷混凝土結構的維修加固提供一種更加安全、高效、便捷、經濟的新技術，對提高混凝土的承載能力、耐久性及延長其使用壽命具有重要的理論和現實意義。三、性能指標（寫明實際達到的性能指標）。1.預應力CFRP及預緊螺栓聯合加固技術是一種全新的橋梁加固方法，通過拉拔試驗和理論分析提出了螺栓錨固深度的計算公式，錨固螺栓應采用能夠施加預緊力的高強螺栓；2.研發了新型張拉和錨固設備，該設備具有施工方便，體積小、重量輕、適應現場操作等優點，且已獲得了國家發明及實用新型專利；3.預應力碳纖維布和預緊螺栓聯合加固技術能夠有效抑制被加固試驗梁的裂縫開裂和開展，增大被加固試驗梁的極限承載能力，極限承載力較參照梁提高70%以上；4.針對預應力碳纖維布及預緊螺栓聯合加固鋼筋混凝土的極限承載力及撓度變形進行了理論計算分析，提出了加固梁抗彎承載力和撓度的計算公式及預應力CFRP加固RC梁的界限受壓區高度、初始控制應力，為實際加固工程提供理論指導。四、與國內外同類技術比較。目前國內外非預應力碳纖維增強復合材料（CFRP）加固技術被廣泛應用于鋼筋混凝土（RC）橋梁加固中，但工程實踐表明，此加固技術不能充分發揮CFRP材料的高強性能，不能有效抑制橋梁裂縫的開裂及開展,CFRP與混凝土界面之間易發生脆性剝離破壞。為此，預應力CFRP布加固技術被提出。研究和推廣預應力CFRP加固技術，首要的問題是解決實際加固工程中如何方便有效地對CFRP布施加預應力。此外，張拉后的CFRP布對結構物粘貼表面的平整度要求極高，其與混凝土界面粘貼強度比傳統的表面粘貼更難保證。據此，本項目針對非預應力CFRP加固技術存在的缺陷及預應力CFRP加固技術的不足，提出了預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固新技術，以更好地改善和提高橋梁維修加固效果；研發了新型、現場操作可行的CFRP布張拉及錨固設備，并對預應力CFRP布加固RC實驗梁的力學形為進行了研究，分析了RC梁裂縫分布情況，研究了其破壞特征，評價了其加固效果，確定了關鍵技術參數和施工工藝，提出了加固設計計算方法，豐富了橋梁加固理論與實踐。五、成果的創造性、先進性。課題對預應力CFRP及預緊螺栓聯合技術進行了深入研究，主要創新點為：1.提出了預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固新技術體外預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固新技術由本項目組首次提出，具有抑制結構裂縫的開展、提高結構正常使用狀態下的承載能力和結構耐久性、避免CFRP和混凝土界面發生剝離脆性破壞的優點。本項目是橋梁加固技術的一次技術創新。2.研發了新型、適用、現場操作可行的CFRP布張拉及錨固設備目前CFRP預應力的施加工藝復雜，限制了其實踐應用，新型、現場操作可行的CFRP布張拉及錨固設備，確保體外預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固技術的實踐應用。3.提出了預應力CFRP及預緊螺栓聯合加固的施工工藝通過對聯合加固梁的力學形為的試驗研究，評價體外預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固的效果，提出了關鍵技術參數和施工工藝，有利于此加固技術的推廣；4.提出預應力CFRP及預緊螺栓聯合加固RC梁的計算方法。通過研究預應力CFRP及預緊螺栓聯合加固RC梁的工作機理，揭示其變形和破壞規律。最終建立預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固設計理論體系，補充豐富橋梁加固理論。六、作用意義（直接經濟效益和社會意義）。預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固新技術是一種更有效的病害鋼筋混凝土橋梁加固方法，對舊橋進行維修加固，可恢復和提高其承載能力及通行能力，延長橋梁的使用壽命，不僅可以節省大量投資，同時可滿足現代化交通運輸的需求，具有良好的社會經濟效益。預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固新技術作為一種速度快、效果好、施工簡單的加固技術，具有廣闊的應用前景和推廣價值。1.直接效益分析通過對橋梁上部結構重修改建與采用預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固橋梁上部結構進行比較可以看出，上部結構重修將中斷交通，不僅造成交通不便和社會影響，而且勢必增加工程投資。采用其他加固方法，不能滿足設計要求。采用預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固新技術無需中斷交通，工程投資僅為重修改建費用的20%左右。因此，采用預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固技術無論從資金還是從社會影響角度，都具有顯著的經濟和社會效益。2.間接效益分析預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固新技術在濟菏高速G35線東平段K137+128通道加固中進行了實際應用，該通道處于交通要道，重修改建工期長，而且需半幅中斷交通，嚴重影響交通通行和交通安全。采用預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固工期短，可滿足交通要求，能夠在保證大橋的順利通車的情況下，對大橋進行維修加固。觀測和檢測表明，該橋梁加固質量達到設計要求，未出現新的結構病害，保證了大橋的安全和行車安全性、舒適性，提高了橋梁服務質量，保證了高速、快捷的通行能力，具有顯著的社會效益。驗收（評價)專家名單序號姓名單位專業領域職稱1曹廣佩山東省交通運輸廳定額站工程造價管理研究員2尚勇山東省交通科學研究所交通工程研究員3辛公鋒山東高速科技發展集團有限公司交通工程研究員4趙之仲山東交通學院道路與鐵道工程副教授5蘇聚卿山東省交通規劃設計院公路設計研究員6曲恒輝齊魯交通材料技術開發有限公司材料科學與工程高級工程師7孫道建山東公路技師學院土木工程講師8趙蓉山東馬龍高速公路有限公司財會高級會計師9孫曉婷山東省交通科學研究院會計高級會計師組織評價（驗收、評價）單位：山東省交通運輸廳、山東省交通運輸科技管理服務中心評價（驗收、評價）意見2019年9月30日，山東省交通運輸科技管理服務中心在濟南組織了“預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固新技術應用研究”成果評價工作。評價專家組（名單附后）聽取了項目組的匯報，審閱了相關文件，經質詢和討論，形成評價意見如下：一、項目組提交的資料齊全，內容完整，完成了計劃任務書確定的研究目標，符合評價要求。二、項目采用理論分析、數值計算、室內實驗及現場試驗等方法，開展了預應力CFRP布張拉及錨固設備、預應力CFRP布及預緊螺栓聯合加固技術的施工工藝、加固RC梁的受力特性及優化設計等方面的研究，取得了如下主要創新成果：1.研發了一種現場操作簡單具有自鎖功能的CFRP布張拉及錨固設備；2.開發了一種