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SRAP工藝加固設(shè)計原理
發(fā)布時間:2014-08-05

  韓國M&S工業(yè)株式會社的專利技術(shù)SRAP工藝是采用鍍鋅軟鋼絲束(簡稱SR加固材料)對混凝土梁體施加預(yù)應(yīng)力,采用多功能氧化鋁聚糖樹脂砂漿(簡稱AP樹脂砂漿)對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)的綜合加固技術(shù)。鍍鋅軟鋼絲束靠錨固于混凝土梁體上的角鋼固定,采用螺旋扣環(huán)拉緊器進(jìn)行張拉。為了增強(qiáng)鍍鋅軟鋼絲束與修補(bǔ)砂漿的粘著力,在軟鋼絲束上纏繞彈簧線圈。軟鋼絲束張拉后,由于預(yù)加力的作用,使梁體反向彎曲,在混凝土中產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。然后,噴注AP樹脂砂漿,將預(yù)應(yīng)力鋼筋與梁體混凝土連為一體,兩者共同工作,使結(jié)構(gòu)的承載能力提高,工作性能改善。 

    SRAP工藝采用的預(yù)應(yīng)力鋼筋由鍍鋅軟鋼絲束和彈簧線圈構(gòu)成。鍍鋅軟鋼絲束為7×19型,規(guī)格為φ3.2mm※1.2(S)、φ4.8mm※1.5(M)、φ6.3mm※1.8(L)、φ8.0mm※2.0(XL)。 

    一、AP樹脂砂漿的突出優(yōu)點(diǎn)是: 

    (1)AP樹脂砂漿具有較高的抗壓強(qiáng)度和彎折強(qiáng)度,特別是其彎折強(qiáng)度約為一般砂漿2~3倍。彎折強(qiáng)度高,即抗拉強(qiáng)度高,表明AP樹脂砂漿具有較高的抗裂能力。 

    (2)AP樹脂砂漿密實(shí)性能好,抗化學(xué)腐蝕能力能,抗碳化(中性化)能力強(qiáng)。采用AP樹脂砂漿修補(bǔ)和表層保護(hù)的混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性大大提高。SRAP工藝中,為了進(jìn)步提高被加固混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,在AP樹脂砂漿表面還可再涂一層AP陶瓷保護(hù)漆(MS-AP1201),AP陶瓷保護(hù)漆是利用粉末狀樹脂制成的混凝土表面保護(hù)阻燃型涂料,具有極強(qiáng)的抗化學(xué)腐蝕能力,可以起到防水、耐化學(xué)腐蝕和抗氣候環(huán)境侵蝕等作用,可以極大地提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。 

    (3)AP樹脂砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度高,采用噴注方法施工的AP樹脂砂漿與被加固梁體混凝土具有較高粘結(jié)強(qiáng)度,為兩者共同工作提供了可靠的保證。SRAP工藝中,在噴注AP樹脂砂漿之前,先在補(bǔ)加固梁體混凝土表面噴灑一層AP底漆(MS-AP1011),底漆滲入梁體混凝土中,即可修補(bǔ)裂縫,又可提高AP樹脂砂漿與混凝土之間的粘著力。 

    二、SRAP工藝在橋梁加固工程中的應(yīng)用 

    SRAP工藝在韓國的橋梁和建筑工程加固中已廣泛應(yīng)用。韓國M&S公司將SRAP工藝引進(jìn)中國后,受到中國土木工程界同行的廣泛關(guān)注。SRAP工藝采用先進(jìn)的預(yù)應(yīng)力加固原理,以其預(yù)應(yīng)力張拉方便,錨固構(gòu)造簡單和結(jié)構(gòu)耐久性高的技術(shù)優(yōu)勢,很快打進(jìn)中國市場,在修建了試驗工程,SRAP工藝在中國的推廣有了一個良好的開端。但是,SRAP工藝在中國的進(jìn)一步推廣,還應(yīng)解決SRAP工藝加固工程的科學(xué)設(shè)計問題,在進(jìn)一步試驗研究的基礎(chǔ)上,給出與中國有關(guān)設(shè)計規(guī)范設(shè)計可靠度相適應(yīng)的材料強(qiáng)度指標(biāo)和設(shè)計參數(shù),建立與中國規(guī)范相適應(yīng)的加固設(shè)計方法。 

    三、SRAP工藝所用材料的強(qiáng)度指標(biāo) 

    新修訂的(JTG D62-2004)[以下簡稱(JTGD62)]采用可靠度設(shè)計法,用于結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)設(shè)計又稱為概率極限狀態(tài)設(shè)計法。與其相對應(yīng)的材料強(qiáng)度指標(biāo)分為強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和強(qiáng)度設(shè)計值兩種概念。強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取其概率分布的0.05分位值確定,其保證率為95%;強(qiáng)度設(shè)計值由材料的標(biāo)準(zhǔn)值除以材料分項系數(shù)確定。 

    SRAP工藝所用的鍍鋅軟鋼絲和AP樹脂砂漿的強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)在對試驗資料統(tǒng)計分析的基礎(chǔ),按中國有關(guān)規(guī)范的可靠指標(biāo)確定。在當(dāng)前試驗資料不足的情況,采用SRAP工藝進(jìn)行橋梁加固設(shè)計時,鍍鋅軟鋼絲和AP樹脂砂漿的強(qiáng)度指標(biāo),建議暫按下規(guī)定采用: 

    鍍鋅軟鋼絲:抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk =1470Mpa 

     抗拉強(qiáng)度設(shè)計值fpd =1000Mpa 

     彈性模量 Ep =1.95×105Mpa 

    AP樹脂砂漿:抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck.AP =26.8Mpa 

     抗壓強(qiáng)度設(shè)計值fcd.AP =18.4Mpa 

     抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk.AP =8Mpa 

     抗拉強(qiáng)度設(shè)計值ftd.AP =5.5Mpa 

     彈性模量 Ec.AP =3.25×104Mpa 

    四、SRAP工藝加固鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載能力極限狀態(tài)計算 

    采用SRAP工藝加固的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件一般以正截面承載力控制設(shè)計,加固構(gòu)件的正截面承載能力極限狀態(tài)計算是加固設(shè)計的核心內(nèi)容。 

    SRAP工藝加固鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計算公式,與一般有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件具有大致相同的表達(dá)形式,其主要特點(diǎn)是: 

    (1)橋梁加固應(yīng)考慮分階段受力的影響; 

    (2)加固構(gòu)件承載力一般以原梁受拉鋼筋屈服控制設(shè)計; 

    (3)對極限狀態(tài)下后加預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力不加嚴(yán)格限制,可以小于其抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。



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