结构材料加固复习资料Word文档下载推荐.docx
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（2）混凝土表面处理
（3）配制并涂刷底胶
（4）配制修补胶并对混凝土表面不平整处进行填补和找平处理。
（5）配制并涂刷结构胶粘剂
（6）粘贴碳纤维片材
（7）表面防护
四、结构加固或改造前后，其力学性能发生了哪些方面的变化
1）加固、改造前原有结构已具有一定应力和应变，在后期受载时构件新加部分的应力、应变一般低于原有结构，对结构力学性能有较大影响
2）结构的新、旧部分不是一次形成的，两者共同受荷时存在协调变形、协同工作问题，对加固后的结构力学行为也有很大影响
3）不恰当的加固、改造方案可能对原结构产生负面的效应，如增大基底应力，改变结构质量或刚度分布等
五、粘贴钢板加固的特点及适用范围
粘钢加固是现在运用较为广泛、成熟的一种加固方法，已有相应的规范。
用结构胶把钢板粘贴在构件外部以提高结构承载力和满足正常使用的加固方法工艺简单、速度快，对生产和生活影响小。
具有抗弯、抗拉、抗剪、抗压等特点
适用于梁、板正、负弯矩加固，梁的抗剪承载力加固，可直接提高承载力。
六、桥梁加固维修过程中，选择材料选用原则
原则：
1.桥梁加固用材料的品种，规格及使用性能，应符合国家，行业相关标准的规定，并满足设计要求。
2.采用纤维复合材料加固桥梁结构时，应采用与此纤维材料相配套的树脂类找平，黏结和表面防护材料
3.桥梁加固用新材料必须通过相关管理部门组织的技术鉴定
七、建筑结构胶这一加固材料的特点有哪些
勾缝建筑胶，建筑结构胶，环氧树脂电子胶，环氧树脂灌浆料，楼体加固，桥梁加固材料\
特点：
1.常温施工，无毒无害，施工方便，安全可靠。
2、耐温耐寒性好，耐火气老化，耐腐性强，产品强度高，延伸率好，固含量高，
粘结效果好。
3、粘结性强，延伸率高，弹性复性强，防水性能优，产品耐磨、耐水、耐高低
温（零下30摄氏度至零上80摄氏度），性能优越。
4、不含煤焦油，石油树脂，沥青及有机溶剂，对人体和环境无污染。
5、在遇到垂直面施工时，有较好的触变性能，不发生流淌。
问答题（4选2）
参考例题（工艺，本身特性，加固原理）
一、预应力碳纤维布与非预应力碳纤维布加固梁的抗弯极限破坏模式
抗弯极限破坏模式分析－非预应力碳纤维布加固梁
（1）钢筋未屈服、碳纤维布未拉断而梁顶混凝土压碎。
类似于超筋梁。
（2）钢筋屈服同时混凝土压碎，而碳纤维布未拉断。
这种破坏模式是第1种破坏模式的下限。
（3）钢筋屈服后，混凝土压碎和碳纤维布拉断同时发生。
这种破坏模式是第4种破坏模式和第5种破坏模式的界限。
（4）钢筋屈服后，混凝土压碎而碳纤维布未拉断。
这种破坏模式既保证了加固梁具有一定的延性又能较充分的发挥各种材料的特点，破坏时碳纤维布虽然没有拉断但已经达到较高应力，是通常希望出现的破坏模式。
（5）钢筋屈服后，碳纤维布拉断而混凝土未压碎。
这种破坏模式在加固梁配筋率较小，且碳纤维布加固量较小时发生，但不属于少筋梁，也是常见破坏模式，破坏时钢筋和碳纤维布的强度得到充分利用
抗弯极限破坏模式分析－预应力碳纤维布加固梁
（1）钢筋未屈服、碳纤维布拉断同时混凝土压碎。
当碳纤维布初始张拉预应力较高时会发生这种破坏模式。
（2）钢筋未屈服、碳纤维布拉断而混凝土未压碎。
（3）钢筋屈服同时混凝土压碎、碳纤维布拉断。
（4）钢筋屈服同时碳纤维布拉断而混凝土未压碎。
二、加固梁疲劳寿命分析方法中的名义应力法和局部应力应变法
工程实践中比较常用的疲劳寿命分析方法有名义应力法和局部应力应变法。
„1.名义应力法：
是最早的疲劳寿命估算方法，这种方法以材料的名义应力为参数，以S-N曲线为主要设计依据。
对于混凝土梁而言，根据受拉钢筋名义应力幅和混凝土梁疲劳寿命曲线就可以估算出混凝土梁的疲劳寿命。
我国现行规范就是以名义应力法为基础，给出的钢筋应力幅规定值。
优点：
计算简便，
缺点：
没有反映出应力集中部位局部真实应力应变对疲劳寿命的决定作用
2.局部应力应变法：
以疲劳损伤源（应力集中）处钢筋的局部应力应变，研究了钢筋名义应力幅与砼梁疲劳破坏时应力集中截面处钢筋实际应力幅和应变幅的关系。
结合钢筋的循环应力应变曲线，通过应力集中分析，将应力集中截面处钢筋的名义应力转换为局部真实应力应变，然后根据钢筋实际应变幅计算疲劳寿命
与名义应力法相比，局部应力应变方法考虑了钢筋应力集中截面的局部真实应力应变，用它估算钢筋的疲劳寿命比名义应力法更能反映疲劳破坏的本质
计算不够简便
应用现状：
在航天工程和机械工程中得到了广泛的应用
混凝土结构裂缝修补技术
1.1裂缝类型划分
按其成因可分为：
（1）结构性裂缝
（2）非结构性裂缝
按其表现形式可分为：
（3）静止裂缝（4）活动裂缝（5）尚在发展的裂缝
1.2裂缝形态检测
1裂缝长度检测2裂缝宽度检测3裂缝深度检测
1.2.4裂缝发展检测
混凝土结构裂缝的发展，通过检测裂缝的数量增加，裂缝长度、宽度和深度的增大，确定裂缝的发展。
1.3裂缝成因分析
内因：
混凝土结构、构件材料质量缺陷，截面尺寸不足、设计、施工、养护失误等。
外因：
结构超载、位移约束、温度、收缩、徐变影响、灾害损坏影响等。
注意：
混凝土结构、构件因承载力不足而产生的裂缝，开裂只是结构、构件承载力下降的一种表面征兆和构造性的反应，并非导致其承载力下降的实质性原因，故不可能通过单纯的裂缝修补来恢复其承载功能。
1.4裂缝修补作用
（1）抵御诱发钢筋锈蚀的介质侵入，延长结构使用寿命；
（2）通过对混凝土补强保持结构、构件的完整性；
（3）恢复结构的使用功能，提高其防水、防渗能力；
（4）消除裂缝对人们形成的心理压力；
（5）改善结构外观。
2.1裂缝修补原则
2.1.1规范原则
2.1.2技术原则1.静止裂缝2.活动裂缝3.尚在发展的裂缝
2.2裂缝修补方法
（1）规范规定且工程常用的4种裂缝修补方法如表2.2所示。
（2）根据工程需要，4种裂缝修补方法可组合使用，以求达到最好的修补效果。
1.表面封闭修补法2.灌缝胶注射修补法3.压力注浆修补法4.填充密封修补法
2.4.3裂缝注浆修补施工施工技术
（1）注浆孔分为直接在裂缝表面固定注浆嘴和钻孔埋管两种。
（2）灌浆管仅埋入孔深的2/3左右
（3）注浆嘴设置间距一般为200～500mm
（4）进行压浆设备的适用性检查和试压
（5）按照设计要求试配小批量注浆料送监理和质监单位试验检测合格后，正
式配兑大批量注浆料，按设计压力对各压浆嘴逐个进行压浆。
（6）注浆过程中出现下列标志之一者，均表明裂缝处注浆饱满
1）在注浆压力下，上部注浆嘴有浆液流出，应及时以胶泥或堵头堵孔封闭
上部注浆嘴，并维持原工作压力1～2min；
2）当存留在注浆器中的浆液（不得发热、变稠）5min内未见注入，或吸浆
率小于0.05L/min；
（7）裂缝内的注浆料全部凝固后，撤除压浆嘴，剔除封缝胶泥或GF布并打磨
平顺、吹风清洁干净。
（8）深层裂缝注浆，一般情况下骑缝孔和穿缝斜孔两种钻孔并用。
2.4.4裂缝填充密封修补施工技术
（1）沿裂缝走向按设计和规范规定的剖面尺寸骑缝凿槽或切槽
（2）当设置隔离层时，槽底隔离材料应采用不吸潮膨胀、且不与弹性密封材料
及结构材料相互发生反应的材料，隔离材料应紧贴槽底。
（3）采用图2.4.4－1的构造来处理活动裂缝或尚在发展的裂缝时，填入槽中的
弹性密封材料宜低于构件表面高度。
（4）采用微膨胀水泥砂浆、聚合物砂浆或细石混凝土填缝时，先用水润湿槽内
壁及周边，然后再填入灌缝材料
（5）采用改性环氧树脂或弹性填缝材料填缝时，填实后应粘贴GF布或CF布等增
强纤维布封闭其表面，保护填缝料不压坏和碎裂溢出
4.裂缝修补质量控制
4.1材料质量控制
（1）裂缝注射、注浆修补材料的质量应符合表2.3.1－1、表2.3.1－2和表
2.3.2规定的性能指标
（2）裂缝修补材料应有产品合格证和质量检验报告
（3）裂缝修补材料进场后，应按规定及时进行见证抽样复检
（4）封缝胶、灌缝胶、注浆料和填缝料应由专人配制，配比及称量应由第二人检验复核
4.2施工质量控制
（1）裂缝修补实行全程质量控制
（2）裂缝修补施工，应根据设计和相关标准、规范、规程要求，结合工程内容和施工环境制定切实可行的质量控制措施。
5.2裂缝修补设计
经结构检算和检测分析，认为连续梁裂缝既有结构性裂缝又有非结构性裂缝，
修补设计对缝宽＜0.15mm的裂缝采用涂刷环氧树脂封缝胶进行封闭修补
预应力碳纤维片材加固混凝土桥梁结构技术
一、碳纤维片材具有优良的耐腐蚀性与耐久性，适宜于加固暴露于自然环境之下的桥梁结构
二、两大致命缺陷影响了碳纤维片材加固技术的发展
1.碳纤维片材强度利用率低，不到15％
2.碳纤维与混凝土的粘结剥离导致加固结构的提前破坏
三、预应力碳纤维片材加固桥梁结构的施工工艺
1.碳纤维片材（CFRP）的张拉2.粘结，养护3.预应力的释放4.切断多余部分
四、技术特点及优势
1.预应力碳纤维加固技术比非预应力碳纤维加固技术提高了材料强度的利用率4-6倍
2.预应力加固技术减小了碳纤维与混凝土构件之间的法向剥离力，改善了粘结应力分布，有效抑制了粘结破坏
3.国内率先实现了对碳纤维片材的可靠锚固
桥梁体外预应力加固技术
体外预应力的优点
1、简化预应力筋曲线，预应力筋仅在锚固处和转向处与结构相连，减小摩阻损失，提高预应力使用效率
2、预应力布置灵活，根据桥梁病害可以全桥加固也可以进行局部加固
3、锚固构件尺寸小，自重增加少，可有效的大幅提高结构承载能力。
4、与原结构无粘结，应力变化值小，对结构受力有利
5、体外索可调可换，便于使用期间进行维护
体外预应力的缺点
1、体外索布置在截面外，防腐、保护相对较困难，易受外界影响
2、锚固及转向区域容易产生应力集中，局部应力大，对锚固施工要求高
3、体外索张拉力较小，不能充分发挥体外索强度高的优点，对锚具及夹片的要求很高
4、体外预应力筋的变形和混凝土的变形不一致，容易造成预应力损失
体外预应力的组成
1锚具：
体外预应力体系仅靠锚固端传力，因此体外预应力锚固体系的可靠性和安全性比一般体内预应力锚固体系要高，需使用专用的体外索锚具和夹片。
2体外索：
体外索主要有光面钢绞线、无粘结钢绞线、平行钢丝、成品索等类型。
3锚固块及转向块：
体外预应力体系仅靠锚固块及转向块传力，锚固块和转向块必须和原结构有效连接，传递应力，锚固块及转向块一般采用钢筋混凝土结构和钢结构型式。
4减振装置：
体外预应力体系的减振装置用于转向块与转向块或者锚固块与转向块之间的体外索自由长度较大的位置，主要目的是减少体外索在动荷载作用下的振动。
5施工机具：
体外索的张拉机具根据张拉的要求分单孔千斤顶和整体千斤顶。
体外预应力的布置形式
1.体外索布置在结构上的位置：
顶板体外索腹板体外索底板体外索
2.体外索锚固的形式：
钢结构锚固的体外索混凝土结构锚固的体外索
2.1T梁腹板索
在T梁腹板两侧对称布设体外索。
在T梁的梁端腹板加厚段设置张拉构件，在T梁的中横隔梁钻孔作为体外束的转向装置。
T梁腹板索特点
T梁腹板索施工较为简单，注意穿索过程中对成品索的保护，注意监控张拉过程中钢锚固块及转向块与原结构锚固位置的受力情况。
由于锚固块及转向块全部为钢结构，受锚
固块的重量及安装空间的限制，安装难度较高，且只能适用于张拉力较小的体外索。
（（箱梁腹板索施工工艺）
2.2箱梁腹板索
在箱梁腹板新增截面内增加预应力。
新增腹板通过种植钢筋、浇筑新增混凝土的方式将预应力传递原桥箱梁。
新增腹板截面内的预应力严格意思上是一种体内索
2.3箱梁底板索
在一些特殊结构的桥梁中，使用了一些相对效率不是很高的底板索。
底板索不需设置转向块，顺桥向在病害严重的底板顶面布设。
施工较为简单，质量较为得到保证。
但是受布索位置的限制，对结构的加固效果没有其它结构形式的体外索有效。
2.4箱梁顶板索
箱梁顶板索是一种应用较为广泛的体外索布设形式。
体外索布置在箱内顶板，经转向器（分丝/整体）和预埋钢管穿过转向块，达到转向和传力的目的，通过锚固块锚固，张拉完成后成空间曲线。
施工工艺：
1、施工准备2、钢绞线下料、编号、穿布3、锚具、夹片的安装4、钢绞线预紧5、预应力张拉6、安装防护装置、封锚7、安装限位索夹
预应力张拉体外索采用对称分级张拉，在张拉完一级时要仔细检查每个锚固点及转向点受力情况，如有不良病害出现立即停止张拉，查明原因并采取相应的措施后才能继续张拉，施工过程须有专业的监控单位进行监控。
3.结语
1.体外预应力技术不仅可以应用于新建工程，更适用于旧桥结构的改造与加固。
体外预应力结构布置灵活，安全可靠，施工方便，可以大幅有效的提高桥梁承载力，特别是在结构可以正常工作情况下实现调索和换索，是其他加固方式所无法比拟的优点。
2.体外预应力技术在新时期的桥梁建设及加固过程中得到了广泛的应用，取得了良好的社会和经济效益。
预应力碳纤维布加固报告
1、非预应力碳纤维布加固混凝土梁时，碳纤维布的高强特点仅在梁中受拉钢筋屈服后才能发挥，而在主筋屈服前，碳纤维布所起的作用十分有限，在正常使用阶段碳纤维布对加固梁的性能改善作用不明显
工艺：
a.碳纤维布预张拉b.带预应力粘贴碳纤维布c.树脂固化后剪断碳纤维布
技术特点：
通过预应力手段使碳纤维布预先受力，
其应变滞后程度得以改善，
不仅可以提高混凝土梁的承载力，
而且能够显著改善加固梁的使用性能。
2、预应力碳纤维布加固技术计算理论
（1）施工阶段
（2）正常使用阶段
（3）极限承载力分析
（4）疲劳性能分析：
疲劳计算时仍应控制受拉钢筋应力幅
3、小结
与非预应力碳纤维布加固梁相比，预应力碳纤维布加固梁疲劳寿命大幅延长；
试验现象表明：
预应力碳纤维布加固后混凝土梁疲劳破坏模式发生改变。
未加固梁和非预应力碳纤维布加固梁疲劳破坏时，梁中钢筋疲断后混凝土梁迅速丧失承载力而破坏，同时伴随大变形和较宽裂缝；
预应力碳纤维布加固梁中钢筋疲断后，由于碳纤维布抗拉疲劳性能优于钢筋，主裂缝处梁底碳纤维布并未完全拉断，而是沿裂缝两侧局部剥离，此时混凝土梁依然具有相当的承载能力，梁变形较小且主裂缝宽度较窄。
这一特点可以为预应力碳纤维布加固梁提供更大的安全贮备。
五、预应力碳纤维布加固梁疲劳寿命分析
6、实用简化方法及简化公式
当应力比变化时，仍按照简化方法思路可以得出不同应力比时钢筋名义应力幅与疲劳寿命的双对数函数关系。
我国现行规范中给出了疲劳寿命200万次时的钢筋应力幅限值，将计算值用于实际设计时可根据安全贮备要求进一步折减。
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