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本文研究了一种高性能纤维水泥基复合材料(也称工程水泥基复合材料,英文名为Engineering Cementitious Composites简称ECC)的制备与优化设计,旨在将ECC用于桥梁加固。首先,采用不同纤维、不同纤维掺量、不同水胶比、不同水泥粉煤灰比、不同砂胶比以及采用混掺纤维制作了ECC试件,围绕ECC的弯曲、拉伸、抗压强度和流动性等基本力学性能,进行了四点弯曲、直接拉伸、立方体抗压强度试验和跳桌试验。然后,使用喷射混凝土的机具测试了水胶比、水泥粉煤灰比和砂胶比对于ECC喷射施工效果的影响,考察了喷射回弹损失率、顺畅度、平整度等基本喷射性能指标。使用相同配合比,制作了ECC的喷射试件和浇筑试件,进行了四点弯曲和立方体抗压强度试验,对比了喷射和浇筑试件的弯曲延性和弯曲、抗压强度。最后,对ECC用于桥梁抗弯、抗剪、承压加固的承载力优势和成本优势,进行了分类讨论。围绕这些试验本文还进行了如下分析工作：(1)分析了ECC四点弯曲试验的荷载位移曲线图,从图中提取了等效抗拉强度、等效拉应变和ASTM韧性指数等指标,得出了纤维种类、纤维掺量、水胶比、粉煤灰水泥比、砂胶比和纤维混掺对ECC弯曲性能影响的结论。(2)分析了水胶比、粉煤灰水泥比对于ECC喷射顺畅度、平整度和附着性能的影响,得出了如何在浇筑ECC的基础上,使用差异化的配合比,制作喷射ECC的结论。(3)进行了FRP格栅增强ECC加固、粘贴FRP材加固法、增大截面加固法的抗弯、抗剪、抗压加固设计。考虑了每种加固方法的实际使用寿命,在此基础上提出了全寿命周期加固费用的概念。计算了每种加固方法达到相同抗弯、抗剪、抗压加固效果所需要的单次加固费用和全寿命周期加固费用。