结构鉴定与加固课件-第9章 水工混凝土结构.pptVIP

* * 4）钢衬加固 与其他相近的加固措施相比较，钢衬加固具有以下特点： （1） 钢衬加固可以改善混凝土衬砌结构安全，阻止混凝土裂缝的进一步开展，大大增加衬砌抵抗内部水压力的能力； （2）钢衬加固可以消除由混凝土裂缝引起的洞内压力水外渗，解决由于内水外渗造成的不良影响； （3）隧洞钢衬加固与拆除衬砌重新浇筑相比较，施工更方便，造价相对较低，而且不会带来拆除衬砌而引起的不安全问题。 9.4 水工混凝土结构加固 9.4.1 常用加固方法 5）新型高强修补砂浆加固与PMSCC加固 （1）新型高强修补砂浆加固 图9.4-2修复前后对比 （2）PMSCC加固 PMSCC作为置换混凝土具有自密实，高抗裂性、耐久性好的特点，可有效降低新老混凝土之间的界面应力，提高修复结构的完整性 9.4 水工混凝土结构加固 9.4.1 常用加固方法 喷涂纯聚脲是由A、B双组分组成，严格遵循化学等当量原理，经高温、高压、撞击混合反应生成具有许多优异综合性能的材料。通过上述方法制备的聚脲产品又称为纯聚脲。聚脲材料的特性如下： 1）聚脲优异的耐磨损、抗冲击及耐高速水流冲刷的功能。 2）聚脲施工对水分、湿度不敏感，施工时受环境温度和湿度的影响小 3）聚脲材料对自然光照、冻融、温度交变等因素具有优异的耐受性 聚脲弹性体防护材料因具有固化速度快、抗渗性高、高韧性、高抗拉强度、高延伸率、耐化学腐蚀，耐磨性，耐冲击性、耐老化性，与各种基材的粘结性强，及其组成比例可任意调节的特点。 9.4 水工混凝土结构加固 9.4.2 喷涂纯聚脲加固技术 织物增强混凝土（Textile Reinforced Concrete，TRC），主要是指用耐碱纤维（如：AR-玻璃纤维、碳纤维等）织物来增强高性能细骨料混凝土的一种复合材料，故也可称织物增强砂浆（Textile Reinforced Mortar，TRM）。它具有轻质高强、抗裂、耐火、耐腐蚀等优点，适用于薄壁结构或耐腐蚀构件以及恶劣环境中结构的覆层材料和结构的加固补强。 （a）耐碱玻璃纤维网 （b）碳纤维编织网 图9.4-3 纤维织物网 9.4 水工混凝土结构加固 9.4.3 TRC新型材料加固 1）TRC加固的基本特点及施工工艺 （1）加固特点 TRC材料和钢筋混凝土相比，复合材料可以做成很薄的薄壁构件，对原结构自重及截面尺寸影响较小。TRC是类似于钢丝网水泥砂浆的一种无机复合凝胶材料，砂浆作为无机凝胶材料，与基材间有更好的相容性、协调性及相互渗透性，而且抗老化、耐高温、耐久性更好，弥补了FRP材料不适宜用于潮湿的基体表面及低温环境的缺陷，同时也省去了界面粘贴技术中高成本粘结剂的使用。TRC复合材料，由于其基体细骨料的粒径较小，能方便地进行多层铺设，以满足加固承载力的需要。另外，复合材料中的纤维织物，可根据承载的差异，在主要受力方向上进行铺设，可充分发挥纤维织物的优势。 9.4 水工混凝土结构加固 9.4.3 TRC新型材料加固 （2）施工工艺 ①施工准备工作 ②待加固构件混凝土表面处理 ③粘贴TRC加固层 ④养护：加固层施工完毕后，需对高性能砂浆进行保湿养护，可优先选择浇水养护，对于不允许浇水的情况下可选择塑料布覆盖或涂刷养护剂等方法 9.4 水工混凝土结构加固 9.4.3 TRC新型材料加固 图9.4-4 TRC加固施工示意图 2）抗弯加固 国内学者在TRC薄板的力学性能和与老混凝土的界面粘结性能试验研究的基础上，提出并试验研究了采用TRC薄板加固钢筋混凝土梁的方法，即采用纬向为碳纤维（沿梁的纵向）、经向为耐碱玻璃纤维的缝编织物增强细骨料混凝土薄板加固钢筋混凝土梁。 结果表明：TRC薄板加固可以有效地提高梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载；加固后梁的延性略有降低；当配网率提高到一定程度后，加固梁承载力主要由加固层与老混凝土之间的局部脱粘破坏决定。 根据不同的破坏模式，提出了TRC薄板加固梁的受弯承载力计算方法，给出了相关计算公式。 9.4 水工混凝土结构加固 9.4.3 TRC新型材料加固 9.4 水工混凝土结构加固 9.4.3 TRC新型材料加固 （1）TRC加固RC梁抗弯极限承载力计算 ①基本假定 a.平截面假定：在混凝土梁破坏的过程中，截面的应变始终保持平面。 b.混凝土梁开裂后不考虑受拉混凝土的作用。 c.钢筋应力应变关系为： d.混凝土应力应变关系取用： e.碳纤维织物的应力-应变关系为直线：在混凝土梁破坏过程中，碳纤维织物始终为线弹性关系，即 ②矩形截面梁抗弯承载力分析 a.受拉钢筋屈服，受压区混凝土被压碎，达到极限压应变 此种破坏模式下，受压区混凝土已达到极限状态，可以采用《混凝土结构设计规范》所规定的等效矩形应力图形来计算，这相当于加固率适中的梁。其承载力计算模型如图9.4-5所示。 图9.4